核壳环氧丙烯酸酯共聚乳胶合成及应用于自动沉积涂料的研究

摘要

自动沉积涂料(也称自泳漆)是一种不用通电，通过化学反应使涂料自动覆盖在钢材表面的全浸式水性涂料。它由水、树脂、颜料、氧化剂和酸所组成。自动沉积涂装法与电沉积涂装法相类似，但可大大降低涂装工序与成本，故在汽车底漆涂装工业的应用中前景非常广阔。 目前应用的自动沉积涂料主要以聚丙烯酸酯类、聚偏二氯乙烯(PVDC)和环氧树脂类聚合物为该涂料的成膜物质。偏二氯乙烯胶乳存在脱氯化氢反应，颜色稳定性不好，而现有技术都没有很好地解决这一问题。 丙烯酸酯乳液涂料具有良好的耐候性、耐水性和耐化学品性能，但易产生热粘冷脆现象，抗回粘性、耐热性不佳。而环氧树脂具有强度高、粘附性好的特性，被广泛应用，但其户外耐候性较差。本论文采用种子乳液预乳化单体半连续法合成了具有核壳结构的环氧丙烯酸酯共聚乳胶，选择以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)为主单体，甲基丙烯酸(MAA)，甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为功能性单体，十二烷基硫酸钠(K-12)、壬基酚聚氧乙烯醚乳化剂(NP-10)、乙烯基磺酸钠(SVS)为复合乳化剂，过硫酸铵为引发剂，环氧树脂Epon828，通过控制单体与环氧树脂的滴加顺序和速度，对乳胶粒子进行“设计”，制备出具有核壳结构的环氧丙烯酸酯共聚乳液。并采用红外光谱，核磁共振，差示扫描量热和原子力显微镜等检测手段，证明了本实验合成的核壳环氧丙烯酸酯共聚乳液，其乳胶粒尺寸均匀，粒径分布在50～150nm之间。 本论文着重研究了种子乳液聚合中乳化剂、引发剂和功能性单体的影响。并以此确定了种子聚合中乳化剂用量及配比，官能团单体、引发剂的种类及用量。本论文创新性的使用自行合成的核壳环氧丙烯酸酯共聚乳胶及以纯铁粉取代进口的FeF3制备自动沉积促进剂(活化液)，再配以颜料浆、水等配制而成稳定的并具有一定活性的自动沉积漆槽液，然后于基材上进行自动沉积涂装，得到效果良好的热固型涂层。通过对涂装工艺条件的研究，本论文发现当自动沉积涂料的槽液pH为2.1～2.2、氧化还原电位值为380mV～460mV、沉积时间为5min时，自动沉积涂装得到的漆膜性能优良，附着力1级，冲击强度≥50 kg·cm，硬度3H，柔韧性1mm，耐盐雾性能≥720h，为实际的涂装工艺生产线的建立提供了完整的涂装工艺方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1汽车底漆涂装工艺发展历史

1.2自动沉积涂料简介

1.3自动沉积涂料用聚合物技术进展

1.4本研究的目的及内容

参考文献

第二章核壳环氧丙烯酸酯共聚乳胶的合成

2.1核壳环氧丙烯酸酯共聚乳胶的合成

2.2分析与测试

2.3结果与讨论

2.4小结

参考文献

第三章自动沉积涂料配制及涂装工艺研究

3.1自动沉积槽液的配制

3.2自动沉积涂装

3.3漆膜性能检测

3.4自动沉积促进剂成分的测定

3.5结果与讨论

3.6小结

参考文献

第四章全文总结

在读期间发表论文

致谢