“埋植式”化学交联型聚氨酯电泳漆的制备方法

摘要

双组分水性聚氨酯涂料是将水性涂料的低VOC含量和溶剂型涂料的高性能结合起来的以水为分散介质的一种环境友好型涂料。双组分水性聚氨酯涂料由于其优异的耐腐蚀、耐溶剂、耐候性等性能已经成为一个热门的研究内容。该论文研究了一种亲水性交联剂，将其埋植于聚氨酯电泳树脂中，高速搅拌，乳化得到电泳树脂，电镀烘烤成膜。当烘烤温度到达一定值后，漆膜将会充分交联，从而其性能和表观将会得到大幅度的改善。具体研究包括以下三部分。
　　第一部分详细的探究了交联固化型聚氨酯电泳树脂的制备与性能。对制备的亲水性固化剂进行了红外表征，同时探究了TMP的用量，E-12环氧树脂的用量、乙二醇丁醚的用量、乳液固含量以及中和度对漆膜性能和表观的影响。结果表明：封端剂已把异氰酸酯基团完全封闭，树脂中TMP和E-12环氧树脂质量分数分别为0.49％、2.33%，无乙二醇丁醚、乳液固含量是15%，树脂正好中和完全时，能比较好地改善所得到漆膜的表观和性能。
　　第二部分详细的探究了双组分热固型涂料的制备及其电泳工艺优化。本论文以低聚物醇和异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）为基本原料，TMP作为改性剂，制备出阳离子聚氨酯(PU)树脂，同时对交联剂用“原位FT-IR”跟踪的方法，探究了其的解封过程。此外，分别探究了TMP在树脂中的用量、树脂羟基含量与交联剂异氰酸含量的比例、交联剂的解封温度、电泳工艺参数对漆膜性能的影响。结果表明：在树脂中TMP的含量为0.50%，树脂羟基含量与交联剂异氰酸酯比为1：1.5，交联剂的解封温度是100℃，当烘烤温度和时间是80℃×30min，140℃×1h，电泳电压和时间分别是60V和50s时，能得到表观和性能相对比较优异的漆膜。
　　第三部分详细的探究了聚合物修饰蒙脱土杂化水基聚氨酯树脂的制备和性能。本论文首先对钠基蒙脱土（MMT）进行活化改性，合成出羟基修饰的低聚物蒙脱土（HPMMT）。然后将有机蒙脱土（OMMT）作为增强体，合成聚氨酯纳米片层粒子复合的杂化树脂，再与交联剂均匀混合，高速搅拌，乳化得到纳米杂化的电泳树脂，电镀烘烤成膜，得到的漆膜的耐腐蚀性得到改善。用测试方法（广角X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外(FT-IR)、热重法（TG））探究了新型有机蒙脱土的结构与性能，用透射电子显微镜（TEM）表征了有机蒙脱土在电泳乳液中的形态。同时研究了有机蒙脱土添加量、n(TMP-OH)/n(PTMG-OH)的比值对漆膜性能和表观的影响。结果表明：改性后的蒙脱土层间距由1.309nm增大到2.154nm，当其质量分数为0.3%、n(TMP-OH)/n(PTMG-OH)的比值是3时，电泳漆膜的耐酸性和耐水性得到较大的改善。