涂料与涂装丙烯酸阳极电泳涂料的研制华南理工大学化工学院(广州510640)文秀芳杨卓如陈焕钦[摘要]为解决阳极电泳涂料涂装过程中的阳极溶解、泳透力较低、槽液稳定性差、易沉淀、色深及提高漆膜性能等问题,采用丙烯酸类单体进行聚合,以异氰酸酯为固化剂合成树脂,并对丙烯酸阳极电泳涂料的树脂合成原材料的选择、配比、交联剂、溶剂、中和剂、反应时间和温度、最终酸值、酸度调节剂等因素对阳极电泳涂料质量的影响进行了研究。结果表明,严格控制树脂合成工艺是确保阳极电泳涂料质量的关键。[关键词]丙烯酸;阳极电泳;涂料[中图分类号]TQ630.6[文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2000)07-0024-03[收稿日期]2000-02-10电泳涂料是一类新型的低污染、省能源、省资源、起着保护和防腐蚀作用的涂料。它具有漆膜平整、耐水性和耐化学性好,容易实现涂装工艺的机械化和自动化,适合形状复杂、有边缘棱角、孔穴工件的涂装等特点,近年来在汽车、自行车、家电等行业得到了迅速发展。尽管阴极电泳涂料有取代阳极电泳涂料的趋势,但由于它在涂装施工中工艺参数控制非常复杂,不易用人工方法进行控制和管理,而且涂料投入电泳槽后无论生产与否都需要一定的能量进行搅拌,其贮存期短,槽液管理复杂、要求严格,这在很大程度上限制了推广应用。阳极电泳涂料在这些方面则比阴极电泳涂料优越得多,尽管涂层质量,特别是耐腐蚀能力比阴极电泳略低,但比普通溶剂型涂料要高得多,因此国内外在发展阴极电泳涂料的同时仍致力于新型阳极电泳涂料的研究,并取得了很多突破性进展[1]。国内对阳极电泳涂料涂装过程中的阳极溶解、泳透力较低、槽液稳定性差、易沉淀、板结,且板结后涂料不可逆、色深以及漆膜性能提高等问题,都未能很好解决。因此,研制出性能优良的阳极电泳涂料,将具有极大的社会环境效益。1试验部分1.1合成原料(份)甲基丙烯酸25.26甲基丙烯酸乙酯66.0苯乙烯49.50甲基丙烯酸丁酯120.0甲基丙烯酸甲酯70.50偶氮二异丁晴7.5聚乙二醇75.002,42二甲苯二异氰酸酯13.8甲基异丁基甲酮93.75异丙醇75.0乙二胺45.001.2合成工艺将2,42二甲苯二异氰酸酯加入到带回流冷凝管、温度计、搅拌器和通氮气保护装置的四口颈瓶中,在85℃的条件下使其熔化,再加入聚乙二醇,保温3～4h制成交联剂预聚体。在带回流冷凝管、温度计、搅拌器、加热夹套和滴液漏斗的四口颈瓶中加入甲基异丁基甲酮、异丙醇,升温至95～100℃。将混有引发剂的丙烯酸类单体在2h内滴加完毕,于95～100℃下保温3h,必要时用N2保护。取样测酸值和转化率,合格后将前面所做的交联剂预聚体慢慢滴加进来,再搅拌保温反应2～3h,然后降温至50～60℃,滴加二乙胺,滴加完毕后升温至90℃,搅拌反应1h,再静置1h,取最终产物加入去离子蒸馏水,溶解生成清水状淡黄色透明体。1.3电泳上述树脂可用蒸馏水稀释配成15%左右的清漆。若按一定比例加入颜料,在三辊研磨机中研磨可配制色漆,将色漆和清漆分别进行电泳。以不溶性导体作阴极,试件作阳极进行电泳试验。所接电压为40～100V的直流电压,电泳时间约3min。得到的不溶性漆膜经冲洗后在150℃烘烤20～30min,漆膜的光泽良好,厚度均匀。1.4漆膜的性能漆膜性能测试结果见表1。表1丙烯酸阳极电泳漆漆膜性能项目外观厚度硬度冲击强度柔韧性泳透力击穿电耐中性盐(μm)(H)(N·cm)(mm)(cm)压(V)雾性(h)清漆平整光亮20～2515001Ε15>200900色漆平整光亮18～2215001Ε15>200850注:试验方法均按相应国标进行。2结果与讨论2.1丙烯酸单体的选择及酸比电泳涂料要求丙烯酸树脂结构本身能起到乳化剂的作用,通常在其中引入氨基和羧基而达到水溶性可以做到;电泳后在被涂物上是非水溶的。为此,羧基或羟基类的亲水基与苯乙烯类疏水基的配比要适当,而且要使一个丙烯酸分子具有乳化剂的功能,必须有合适的分子量和tg值。同时,如果树脂含有氨基,烘烤时涂膜易泛黄,因此要求用泛黄性小的丙烯酸树脂[2]。考虑42Jul2000MATERIALSPROTECTIONVol.33No.7©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.到漆膜的硬度、光泽、柔韧性以及二次物理性能等确定实验中主要单体的配比AA∶EMA∶St∶BA∶MMA为1.0∶2.2∶2.0∶4.8∶2.8。这样的配比合成的树脂各项性能良好。2...
