陽(yáng)離子丙烯酸樹(shù)脂陰極電泳涂料的制備及改性研究.pdf

1、目前，涂料行業(yè)向低毒環(huán)保、節(jié)能和高自動(dòng)化的方向發(fā)展。電泳涂料作為一種水性涂料，相比于溶劑型涂料有著低VOC的特點(diǎn);相比于其他水性涂料有著高利用率、高自動(dòng)化和良好的漆膜耐腐蝕性及外觀等性能特點(diǎn)。陰極電泳涂料能避免陽(yáng)極電泳涂料的陽(yáng)極溶解、漆液被離子污染和變色的缺陷，且有著良好的耐腐蝕性能。
　　丙烯酸樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐候性、較好的耐酸堿性和耐溶劑性和十分優(yōu)良的光澤外觀性能，而且顏料反應(yīng)性也很小，單體種類較多且來(lái)源甚廣。用作陰極電泳涂料的

2、基體樹(shù)脂時(shí)，丙烯酸還具有很好的裝飾性，色淺，高光澤，在金屬裝飾市場(chǎng)上有著廣闊的前景，然而作為裝飾性涂料，丙烯酸樹(shù)脂的耐腐蝕性卻較差，需要進(jìn)行改進(jìn)研究。
　　本文用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羥丙酯（HPMA）、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)，經(jīng)過(guò)自由基溶液聚合，再與冰乙酸中和成鹽，合成了系列陽(yáng)離子丙烯酸樹(shù)脂。經(jīng)FT-IR分析顯示全部單體參與聚合反應(yīng)，DSC測(cè)得玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為11

3、.5℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳的工藝配方為:硬單體∶軟單體=3∶2（質(zhì)量比），HPMA含量為20wt％,DMAEMA含量為15wt％，引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)用量為2wt％，反應(yīng)溫度為90℃，反應(yīng)時(shí)間5.5h，冰乙酸為中和劑的中和度為80％，合成樹(shù)脂的固含量為60wt％左右。選用封閉型TDI三聚體型固化劑與丙烯酸樹(shù)脂混合分散于水中制成電泳漆液，樹(shù)脂與固化劑的配比為n(OH)∶n(NCO)=1∶1.2，漆液固含量為10％左右，并測(cè)量漆液的

4、pH及電導(dǎo)率參數(shù)。將馬口鐵作為電泳陰極極板，在電泳電壓為60V，時(shí)間為80s下電泳涂裝，經(jīng)160℃，30min烘烤固化成膜，漆膜硬度達(dá)2H，劃圈法測(cè)試附著力等級(jí)為1級(jí)，耐沖擊強(qiáng)度大于50cm·kg。
　　分別將甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)加入基體樹(shù)脂的自由基聚合過(guò)程中，合成有機(jī)氟改性、有機(jī)硅改性以及氟硅協(xié)同改性的陽(yáng)離子丙烯酸樹(shù)脂，固含量為68wt％。經(jīng)FT-IR分析顯示含氟、硅基團(tuán)已引入到聚合物分

5、子鏈上。將改性的丙烯酸樹(shù)脂以同樣方式制成電泳漆液，經(jīng)電泳涂裝烘烤成膜，并測(cè)量漆膜的鉛筆硬度、附著力、耐酸、耐堿性以及漆膜與水的接觸角、吸水率（樹(shù)脂烘干）等性能，考察不同氟、硅添加量對(duì)樹(shù)脂及漆膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明有機(jī)氟添加量為12wt％時(shí)，樹(shù)脂的水溶性良好，漆膜的耐酸性、耐堿性都明顯增強(qiáng)，與水的接觸角由為改性前的88.4°提升到101.4°，烘干除溶劑的樹(shù)脂的吸水率由為改性前的22.45wt％降低到7.36wt％;有機(jī)硅添加量為6w

6、t％時(shí)，樹(shù)脂的水溶性良好，漆膜的耐酸耐堿性都明顯變強(qiáng)，與水的接觸角由88.4升到96.8°，樹(shù)脂的吸水率降為7.56wt％。有機(jī)氟硅協(xié)同改性的陽(yáng)離子丙烯酸樹(shù)脂，經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明耐腐蝕性優(yōu)于單獨(dú)的氟與硅改性。最終，選擇有機(jī)氟單體含量為7-8wt％與有機(jī)硅單體含量為4-5wt％協(xié)同改性的丙烯酸樹(shù)脂，漆膜與水接觸角超過(guò)98°，耐酸性超過(guò)7d，耐堿性超過(guò)96h。
　　用合成的丙烯酸樹(shù)脂以及氟、硅改性樹(shù)脂作為對(duì)象，研究電泳漆液的穩(wěn)定性及漆液粒