丙烯酸酯陰極電泳涂料的合成、制備及其結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、電泳涂料的發(fā)展源于20世紀(jì)60年代，與常規(guī)水性涂料相比，其在耐水性、濕附著力、力學(xué)強(qiáng)度、外觀、涂裝自動(dòng)化等方面有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域從單一的汽車底漆行業(yè)向五金、家電、建材等各個(gè)行業(yè)迅速擴(kuò)張。雖已經(jīng)過五十多年的發(fā)展，但電泳涂料的研發(fā)、生產(chǎn)和涂裝仍被認(rèn)為是技術(shù)難度最大的涂料類型之一，其使用和管理上的要求也明顯高于其他涂料。
　　 丙烯酸樹脂在耐候性、保光保色性等外觀特性上有著其他樹脂不可比擬的優(yōu)勢(shì)，本論文從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出

2、發(fā)，合成了一系列的陽(yáng)離子型丙烯酸酯齊聚物，并系統(tǒng)的研究了齊聚物水分散體的穩(wěn)定性和其作為陰極電泳涂料時(shí)的涂裝工藝。
　　 從水分散性等各方面考慮，對(duì)丙烯酸酯齊聚物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并用自由基溶液聚合的方法，用帶叔胺基的單體甲基丙烯酸二甲氨乙酯DMAEMA和其他常規(guī)(甲基)丙烯酸酯類單體共聚，合成了含氨基、羥基的丙烯酸酯齊聚物。從引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、反應(yīng)溫度、進(jìn)料方式等控制齊聚物的分子量及其分布，GPC表征結(jié)果顯示齊聚物的數(shù)均分子量在30

3、00-4000，分子量分布<2.5。用化學(xué)滴定的方法，測(cè)定了丙烯酸酯齊聚物中氨基和羥基的含量，胺值50-60mgKOH/g，羥值60-70mgKOH/g。并用紅外光譜儀(FT-IR)、熱分析儀(TGA)、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)等對(duì)齊聚物的結(jié)構(gòu)等性能進(jìn)行了進(jìn)一步的表征。
　　 選用封閉型異氰酸酯為固化劑，與丙烯酸酯齊聚物樹脂混合并中和后，分散于純水中，以此制備的水分散體即為陰極電泳涂料。研究了樹脂結(jié)構(gòu)、電泳液配方、分散工藝等對(duì)丙烯酸樹脂的水分

4、散性、電泳液穩(wěn)定性的影響。其中，胺值和中和度對(duì)樹脂的水分散性和電泳液穩(wěn)定性的影響最為顯著。用激光動(dòng)態(tài)光散射(DLS)儀表征了電泳液的粒徑及分布，其粒徑在100-120nm，分散較為均勻(PDI<0.18)。穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，電泳液常溫儲(chǔ)存6個(gè)月以上無(wú)明顯變化，3500r/min×30min離心無(wú)沉淀，說(shuō)明電泳液具有較高的穩(wěn)定性。
　　 在對(duì)丙烯酸酯齊聚物的結(jié)構(gòu)及電泳液的穩(wěn)定性作了系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，通過自建電泳涂裝系統(tǒng)，進(jìn)行電泳涂裝，研

5、究了電泳電壓、時(shí)間、電泳液溫度、固化條件等涂裝工藝條件對(duì)漆膜結(jié)構(gòu)及其性能的影響。確定了合適的電泳工藝：電泳液固體分10-15％；中和度70-80％；電泳電壓80-120V；電泳液溫度25-30℃；極間距10-12cm；固化溫度180℃；固化時(shí)間20min。按國(guó)標(biāo)測(cè)定了漆膜的各項(xiàng)性能，最終漆膜性能優(yōu)異：附著力1級(jí)；鉛筆硬度3-4H；耐沖擊性50kg·cm；耐水性20天以上無(wú)明顯變化。用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)漆膜表面形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，顯