基于环氧体系的双组分阴极电泳涂料的研制

摘要

由于双组分阴极电泳涂料在合成树脂方面的技术难度较高,并且国外对该部分技术公开很少,因此国内的大部分生产厂商均是采购国外的成品树脂进行加工,再以成品销售的,对于双组分阴极电泳涂料用树脂合成方面的研究很少,相关的理论研究还处于起步阶段.本实验采用环氧树脂、有机仲胺、聚酰胺和封闭异氰酸酯为主要原料,合成了固体分在70﹪的阳离子型环氧聚合物树脂:经有机酸中和后在水中乳化分散,制得双组分阴极电泳涂料的乳液组分,将聚合物树脂与颜、填料共研磨制得色浆组分.将乳液组分和色浆组分按照一定比例稀释混合即可实现对被涂物的电泳涂装,具有良好的施工便利. 本实验研究了合成树脂的主要原料环氧树脂和异氰酸酯预聚物结构对环氧电泳漆性能的影响和选用,考察了中和剂、中和工艺、中和温度等对乳液稳定性和对槽液和漆膜的影响,并对铋盐代替铅盐催化剂的催化性能等方面做了大量的研究工作.通过傅立叶红外光谱和GPC分析等检测手段对树脂和乳液的微观结构进行了表征.实验结果表明:环氧树脂的分子量、异氰酸酯的结构、中和剂及中和工艺等对阳离子树脂的水溶性、乳液的稳定性及漆膜的性能影响较大.综合考虑上述影响因素及原料来源、价格等,本实验选择了1001和1004环氧树脂作为基体树脂,选择了TDI和MDI两种异氰酸酯混用,以甲酸和乙酸两种中和剂混合使用,中和温度控制在50℃,MEQ值控制在35±5,添加铋盐作为漆膜固化催化剂,所得双组分阴极电泳涂料具有较高的泳透力(>80﹪)、低有机溶剂含量(<2﹪)、不含铅和锡等有害重金属等优点,漆膜平整光滑、具有良好的耐腐蚀性,综合性能优良.

目录

文摘

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第一章前言

第二章综述

2.1涂料的组成、应用及发展

2.1.1涂料的定义

2.1.2涂料的功能

2.1.3涂料的基本组成及其作用

2.1.4涂料的分类

2.1.5涂料的发展

2.2电泳涂料的涂装机理及发展情况

2.2.1电泳涂料的发展概况

2.2.2电泳涂料涂装过程

2.2.3电沉积涂漆机理

2.2.4电泳涂装的优点和局限性

2.2.5电泳涂料的发展趋势

2.2.6电泳涂料今后的发展动向

2.3阴极电泳涂料的发展

2.3.1阴极电泳涂装与阳极电泳涂装的优势比较

2.3.2国外阴极电泳涂料的发展

2.3.3国内阴极电泳涂料的发展

2.3.4双组分阴极电泳涂料的发展

2.4影响电沉积涂装的因素

2.4.1电沉积电压

2.4.2电流密度

2.4.3电沉积时间

2.4.4 工作漆液不挥发分

2.4.5工作漆液的pH值

2.4.6 工作漆液的温度

2.4.7搅拌

2.4.8颜基比

2.4.9助溶剂

2.4.10槽液电导率

2.4.11极间距与极比

2.4.12烘烤温度和时间

2.5目前阴极电泳涂料存在的问题

2.6本论文要解决的问题

第三章实验

3.1实验仪器

3.2实验药品

3.3树脂合成

3.3.1树脂的合成工艺

3.3.2乳液的制备

3.3.3色浆的制备

3.3.4槽液的配制

3.4漆膜制备过程

3.4.1底材的前处理

3.4.2本实验中电泳槽液的工艺参数及涂装条件

3.5分析与检测方法

3.5.1主要原材料检验方法

3.5.2树脂及漆液的检测方法

3.5.3漆膜性能检测方法

第四章结果与讨论

4.1树脂合成

4.1.1树脂体系的确定

4.1.2树脂合成原理

4.1.3环氧树脂的选择

4.1.4异氰酸酯的选择

4.2乳化工艺

4.2.1乳化工艺的影响

4.2.2中和剂的影响

4.2.3 MEQ值的影响

4.3漆液的无铅化处理

4.3.1重金属铅的危害

4.3.2金属催化剂的催化机理

4.3.3铋盐的制备

4.3.4铋盐的加量对漆膜性能的影响

4.3.5含有铋盐和铅盐的黑色阴极电沉积漆膜对比

4.3.6漆膜外观比较

4.3.7添加铋盐和铅盐的阴极电沉积涂层红外光谱的比较

4.3.8无铅阴极电沉积涂料的灭菌处理

第五章结论

参考文献

发表论文情况和参加科研情况说明

附录

致谢