高稳定性丙烯酸-聚氨酯阴极电泳涂料的研究

摘要

丙烯酸一聚氨酯复合树脂因其优异的保光、耐候、耐腐蚀、耐磨、抗击、抗紫外线、高装饰等性能，非常适合于制备底面合一涂装的装饰性阴极电泳涂料。但目前国内生产这类涂料的技术远远落后于国外，绝大多数产品由于采用机械共混的方式引入非亲水性的异氰酸酯类固化剂，往往其槽液稳定性不佳，所得涂膜的成分和性能不稳定，以至于这类产品的推广应用受到极大限制，国内的需求主要依赖价格高昂的进口产品。 在金属表面装饰领域大力推广环保无毒的阴极电泳涂装工艺，提高其稳定性至关重要。本文设计了两条工艺路线，重点通过改进异氰酸酯固化剂的引入工艺，研究制备了两类高稳定性的丙烯酸一聚氨酯阴极电泳涂料：(1)在合成可阳离子化丙烯酸羟基树脂的基础上，将自制的半封闭异氰酸酯固化剂接枝到丙烯酸树脂上，制备单组分接枝型自交联树脂；(2)在制备阳离子化异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体固化剂的基础上，混合丙烯酸羟基树脂制备双组分混合阳离子型树脂。 为了在提高阴极电泳涂料稳定性的同时不失其它性能，本文研究了工艺改变对体系产生的影响，深入讨论了一些对改性成功与否影响较大的因素。对于接枝改性工艺而言，IPDI三聚体的封闭度控制在67％或稍偏上，树脂中HEMA含量控制在20％或偏上，接枝率控制在90％以下，并采用适量丙酮稀释反应体系，加强搅拌，在60～65℃下进行接枝反应，方可避免或减少凝胶。对于固化剂阳离子化工艺而言，当混合封闭剂二甲氨基乙醇与甲乙酮肟的配比控制在0.35：0.65～0.50：0.50，中和度控制在70～90％，丙烯酸树脂的氨值控制在45～55，中和度控制在75～95％时，树脂和固化剂分别中和后再混合均匀，所制备的阴极电泳涂料综合性能方才良好。这两类电泳涂料在如下涂装及烘烤条件下连续涂装两倍次数之后仍可获得性能良好的电泳漆膜：槽液固体分15％～25％，涂装温度20～40℃，助溶剂含量3.75％～10％，电泳时间2～3min，电泳电压30～50V，电泳电流上限60～90mA，烘烤温度130～150℃，烘烤时间20～50min。所得漆膜外观美观，机械性能和防腐蚀性能均优异。 FTIR表征、DSC曲线、化学滴定、产物性状等研究结果表明，本文设计的工艺路线可行，产物在保留丙烯酸一聚氨酯复合树脂众多优点的同时，可明显提高电泳涂料的稳定性，避免固化剂的沉淀，稳定漆膜的成分、配比和性能。

目录

文摘

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第一章 绪论

第二章 接枝型自交联阴极电泳涂料的制备与研究

第三章 混合阳离子型阴极电泳涂料的制备与研究

第四章 电泳涂装及漆膜性能检测

结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的与学位论文相关的学术论文

致 谢