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丙烯酸环氧树脂高耐候环保型阴极电泳涂料研究

信息来源:paintkey.com  时间:2011-10-14  浏览次数:244

  摘要:以自制阳离子型丙烯酸环氧树脂、颜填料、纳米级紫外线吸收剂和光屏蔽剂为原料,研制LH-3001A丙烯酸环氧型阴极电泳涂料,该涂料具有良好的户外耐老化性和耐盐雾性,可作为底面合一涂料用于汽车、机械、重工等行业。
  关键词:阴极电泳涂料;丙烯酸树脂;纳米材料;底面合一漆;环保型电泳涂料
  中图分类号:TQ633 文献标识码:A 文章编号:1007-9548(2010)09-0007-03
  1引言
  阴极电泳涂料作为汽车涂装底漆使用,能大幅度提高其耐腐蚀性能。由于市场的不断发展,行业的竞争越来越激烈,为了满足汽车等行业不断提高的产品质量、环保以及成本方面的需求,适用性、多样化的阴极电泳涂料也就相应出现,其中高耐候性、无铅无锡的环保型阴极电泳涂料已成为行业的发展方向,深受行业人士的重视。
  本文研制的LH-3001A丙烯酸环氧高耐候环保型阴极电泳涂料,可作底面合一漆使用,优化了工艺,节约了成本,满足了环保的要求。
  2试验部分
  2.1主要原料
  主要原材料:环氧树脂E-20、E-51,工业品;甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、TDI(80/20),工业品;乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、正丁醇、甲基异丁基酮,分析纯;交联树脂,自制;二乙醇胺、冰醋酸,分析纯;氧化铋、炭黑、高岭土、纳米材料,工业品。
  2.2合成工艺
  2.2.1半封闭交联剂的制备
  在装有搅拌器、冷凝器、滴加漏斗、温度计、N2导入管的5000mL四口烧瓶中加入TDI,开动搅拌,并使瓶内物料升温至(50±2)℃;开始滴加乙二醇乙醚,滴加结束后,升温至70℃;保持此温度反应1h,检测NCO值符合技术标准要求,制得半封闭异氰酸酯交联剂,待用。
  2.2.2阳离子型丙烯酸环氧树脂的制备
  在装有搅拌器、冷凝器、滴加漏斗、温度计、N2导入管的10000mL四口烧瓶中,依次加入正丁醇、环氧树脂E-20、E-51;通入N2,加热升温至115~118℃,使瓶内环氧树脂完全溶解,待瓶内呈沸腾状态时,维持沸腾30min;开始均匀滴加含有甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、引发剂、链转移剂等的混合物,滴加时间120min,滴加完毕,维持瓶内沸腾反应90min后降温至75℃;滴加二乙醇胺,进行胺化反应60min,再升温至90~100℃,维持反应120min后缓慢加入交联树脂,继续反应120min,降温至75℃,再缓慢加入半封闭交联剂,加完后开始升温至90℃,维持反应120min,检测酸值符合技术标准要求,即制得阳离子型丙烯酸环氧树脂。降温至60℃出料、包装备用。
  2.2.3色浆的制备
  将一定量的阳离子型丙烯酸环氧树脂、炭黑、高岭土、冰醋酸、乳化剂、二乙二醇甲醚、氧化铋、纳米材料及分散剂等混合分散,润湿浸泡12h后加入甲基异丁基酮、去离子水分散30min,经三辊研磨机研磨2~3遍,再经过砂磨机研磨2遍,用滤网过滤,控制细度小于15μm,包装备用。
  2.2.4乳液的制备
  将一定量的阳离子型丙烯酸环氧树脂、冰醋酸、助溶剂等混合分散90min,制成中和树脂;将去离子水、乳化剂、冰醋酸等混合分散30min,再缓慢加入中和树脂,加入时间控制在90min;加完后再继续分散乳化90min,用滤网过滤包装。
  2.2.5槽液的制备
  将色浆、乳液、去离子水按1∶3∶4的质量比混合,熟化48h,在规定的条件下泳板检测。
  2.3试验方法
  ⑴槽液参数及涂膜性能按相关国家标准检测;
  ⑵固化温度:以凝胶含量法测定烘烤条件下涂膜的凝胶含量(用丙酮萃取20h);
  ⑶加热减量:电沉积湿膜在120℃烘烤1h进行固化,测定烘烤前后涂膜质量的变化比率;
  ⑷耐户外老化性:采用Ci5000型氙灯老化试验机进行人工加速老化试验。
  2.4LH-3001A阴极电泳涂料的性能
  LH-3001A丙烯酸环氧树脂阴极电泳涂料的技术性能检测结果和施工参数见表1~2。
  2.5涂装机理
  阴极电泳涂料涂装是用去离子水对稀涂料,在直流电场的作用下,带正电荷的丙烯酸环氧树脂裹覆着颜填料一起向阴极工件移动,由于电沉积现象均匀地沉积在工件表面,再通过电渗现象对沉积在工件表面上的碱性物质及水分实行挤压,形成均匀的涂膜,通过水冲洗掉浮漆液后,沥干水分,在170℃条件下烘烤20min,使湿涂膜中的半封闭和全封闭交联剂与丙烯酸环氧树脂发生交联固化反应,形成平整光滑的涂膜。
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