0 　引　言

中厚膜陰極電泳漆作為汽車用底漆時(shí)具備一定的防腐性能[XingNen] , 但隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展 , 底盤等汽車黑色件在原有鹽霧性能[XingNen]要求上 , 進(jìn)一步要求將老化性能[XingNen]提高 , 從而使電泳一道陰極電泳漆既具備底漆性能[XingNen] , 又達(dá)到面漆耐老化性能[XingNen] , 進(jìn)而滿足涂裝優(yōu)化工藝、節(jié)約成本的需求。本文在研究環(huán)氧體系的基礎(chǔ)上 , 通過冷拼丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]的改性作用 [ 1 ] , 針對乳液[RuYe]在施工應(yīng)用中的穩(wěn)定性 , 探討了親水性溶劑、酸值對乳液[RuYe]及漆膜的影響[YingXiang] , 并用液相色譜儀對丙烯酸[BingXiSuan]環(huán)氧比例[BiLi]進(jìn)行分析 , 最后用人工加速老化實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證 , 達(dá)到了底面合一品種的要求 [ 1 ] 。

1 　實(shí)驗(yàn)部分

1 .1 　主要原料

環(huán)氧樹脂[ShuZhi] E - 20: 工業(yè)品 ; 異丁醇 : 化學(xué)純 ; 乙二醇丁醚 : 化學(xué)純 ; 十二烷基苯酚 : 化學(xué)純 ; 二甲基芐胺 : 化學(xué)純 ; 丙二醇苯醚 : 化學(xué)純 ; 交聯(lián)劑 : 自制 ; 陽離子型丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi] : 自制 ; 去離子水 : 自制 ; 冰醋酸 : 工業(yè)品 ; 乳酸 : 工業(yè)品 ; 羥甲基乙醇胺 : 化學(xué)純 ; N, N - 二甲基丙胺 : 化學(xué)純 ; 二氧化鈦 : 工業(yè)品 ; 炭黑 : 工業(yè)品 ; 硅酸鋁 : 工業(yè)品。

1 .2 　合成工藝

1 . 2 . 1 　乳液[RuYe]制備

將一定量的環(huán)氧樹脂[ShuZhi]、十二烷基苯酚、二甲苯、二甲基芐胺依次加入到 250 mL 四口燒瓶中 , 通入 N 2 氣加熱至 100 ～ 120 ℃ 保溫 30 min, 然后升溫至 140 ℃ 保溫并檢測環(huán)氧當(dāng)量值 , 達(dá)到 1 000 ～ 1 100 g / eq 后降溫 , 至 90 ℃ 時(shí)加入乙二醇單丁醚、二甲苯、異丁醇、羥甲基乙醇胺 , 攪拌 30 min 后加入陽離子型丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]和交聯(lián)劑 , 充分?jǐn)嚢?SPAN lang=EN-US> 2 h 后 , 在 70 ℃ 保溫制成樹脂[ShuZhi]混合物備用。

將去離子水、冰醋酸、乳酸依次加入 1 000 mL 四口燒瓶中均勻混合 , 取樣測酸價(jià)為 (30 ± 2) mgKOH /g, 開動(dòng)高速攪拌將制好的樹脂[ShuZhi]混合物加入 , 50 ℃ 左右攪拌 30 min, 開啟真空泵 , 使瓶中真空度達(dá)到 0 . 1MPa 左右 , 抽提混合物中溶劑 , 當(dāng)抽出物達(dá)到總量 30% 時(shí)停止 , 補(bǔ)加等量去離子水后攪拌均勻。

1 . 2 .2 　灰漿制備

將一定量丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]、乳酸、去離子水、二氧化鈦、炭黑、硅酸鋁高速預(yù)混均勻 , 在砂磨機(jī)中研磨約 0 .5 h, 細(xì)度小于 15 μ m 即可。

1 . 2 . 3 　槽液制備

將乳液[RuYe]、灰漿、去離子水按 6 ∶ 1 ∶ 6 比例[BiLi]混合均勻 , 熟化 24 h 后泳板測試。

1 .3 　測試方法

用 721E 型可見分光光度計(jì)測定乳液[RuYe]粒徑 ; 用氣相色譜儀測定槽液溶劑含量[HanLiang] ; 用 Agilent 1100 液相色譜儀分析槽液丙烯酸[BingXiSuan]、環(huán)氧樹脂[ShuZhi]比例[BiLi] ; 用 DDS - 307 電導(dǎo)率儀測槽液電導(dǎo)率 ; 用 PHS - 3C 測定槽液 pH 值 ; 用 QUV 人工老化機(jī)測漆膜加速老化性能[XingNen]指標(biāo) ; 用中性鹽霧機(jī)測漆膜耐鹽霧性能[XingNen] ; 槽液及漆膜其他指標(biāo)分別按相應(yīng)國標(biāo)測試。

2 　結(jié)果與討論

2 .1 　乳液[RuYe]粒徑與酸值的關(guān)系

在電泳過程中 , 乳液[RuYe]粒徑對漆膜外觀有著重要影響[YingXiang] , 粒徑過小時(shí)對漆膜厚度增加不利 ; 而粒徑過大時(shí) , 則對漆膜致密性及外觀平整性不利 , 通常選取 40 ～ 150 nm 較為合適 , 通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) , 酸值在乳化過程與乳液[RuYe]粒徑存在一定關(guān)系 [ 3 ] , 如圖 1 。

從圖 1 可知 : 在樹脂[ShuZhi]固體分一定時(shí) , 乳液[RuYe]的粒徑開始隨酸值的增加而迅速降低 , 當(dāng)酸值達(dá)到 40 mgKOH /g 后 , 粒徑隨酸值變化較小 , 按電泳產(chǎn)品的工藝要求 , 選取酸水酸值在 28 ～ 35mgKOH /g 之間。

2 .2 　溶劑含量[HanLiang]對漆膜返溶性的影響[YingXiang]

漆膜的返溶由樹脂[ShuZhi]本身的親水性所決定 , 影響[YingXiang]樹脂[ShuZhi]的水溶性因素很多 , 樹脂[ShuZhi]本身的 NH +4 含量[HanLiang]和合成工藝的變化都將對電泳漆膜的水溶性產(chǎn)生不同程度的影響[YingXiang]。在此情況下 , 我們研究了樹脂[ShuZhi]的溶劑含量[HanLiang]對漆膜返溶性的影響[YingXiang] , ( 在不同酸值條件下 ) 結(jié)果見圖 2 。

圖 2   不同溶劑含量[HanLiang]對漆膜返溶性的影響[YingXiang]

從圖 2 中 , 可以分析得出 , 溶劑含量[HanLiang]低于 3% 時(shí) , 漆膜返溶比例[BiLi]低于 10% , 符合電泳漆要求 , 由于過低溶劑含量[HanLiang]使漆膜平整性較差 , 我們選取溶劑在 2% ～ 3% 之間。

2 .3 　丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]用量對漆膜邊緣覆蓋性及老化鹽霧性能[XingNen]的影響[YingXiang]

環(huán)氧樹脂[ShuZhi]賦予漆膜較好的鹽霧性能[XingNen]和邊緣覆蓋性能[XingNen] , 丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]通常在老化性能[XingNen]上優(yōu)于環(huán)氧樹脂[ShuZhi] , 但用量較大時(shí)將對其鹽霧性和邊緣覆蓋率造成影響[YingXiang] , 所以必須平衡丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]與環(huán)氧樹脂[ShuZhi]的比例[BiLi] , 使漆膜既有良好的耐候性 , 又有較好的銳邊耐蝕性及 QUV 老化、鹽霧性能[XingNen] , 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 1 。

表 1 　丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]與環(huán)氧樹脂[ShuZhi]的質(zhì)量比對漆膜性能[XingNen]的影響[YingXiang]

從表 1 可知 , 在丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]與環(huán)氧樹脂[ShuZhi]比例[BiLi]為 7 ∶ 3 左右時(shí) , 漆膜既有較好的邊緣耐蝕性能[XingNen] , 又具備一定的老化和鹽霧性能[XingNen]。

2.4 　丙烯酸[BingXiSuan] - 環(huán)氧體系樹脂[ShuZhi]比例[BiLi]分析

為了測試槽液在運(yùn)行過程中樹脂[ShuZhi]比例[BiLi]的變化 , 我們選取產(chǎn)品在投槽運(yùn)行 1 個(gè)月的槽液進(jìn)行分析檢測 , 在武漢大學(xué)測試中心的幫助下 , 我們將線上槽液取樣 , 用去離子水按 1 ∶ 50( 體積比 ) 稀釋后 , 采用 0 . 45 μ m 尼龍親水濾膜過濾 , 將槽液中顏、填料及交聯(lián)劑濾除 , 用 Agilent 1100 液相色譜儀進(jìn)行分析 , 同時(shí)用丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]標(biāo)樣作為比對 , 結(jié)果分別如圖 3 、圖 4 。

圖 3   丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]液相色譜圖

圖 4   槽液樣品液相色譜圖

從圖 3 、圖 4 中可知 : 單一丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]在 4 .276 min 時(shí)出峰 , 其含量[HanLiang]為 98 . 069 1% 。與槽液樣品比對 , 在 4 .386 min 時(shí)丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]出峰 , 其含量[HanLiang]為 73 .127 7% 。環(huán)氧樹脂[ShuZhi]在 6 .826 min 時(shí)出峰 , 含量[HanLiang]為 26.872 3% ?？紤]實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差 , 基本與投槽時(shí)比例[BiLi]相吻合。

2 .5 　底面合一電泳漆各項(xiàng)性能[XingNen]測定

作為底面合一產(chǎn)品 , 我們綜合考慮漆膜在老化和鹽霧性能[XingNen]上的平衡 , 產(chǎn)品具體指標(biāo)如表 2 。

3 　結(jié)　語

(1) 將丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]與環(huán)氧樹脂[ShuZhi]冷拼后共同乳化制備一種新型陰極電泳 , 分析表明 : 涂膜在老化性能[XingNen]和鹽霧性能[XingNen]方面均取得較好的結(jié)果。

(2) 通過對乳液[RuYe]粒徑、漆膜返溶性等方面的探討 , 發(fā)現(xiàn)當(dāng)酸值在 28 ～ 35 mgKOH /g, 乳液[RuYe]粒徑在 100 nm 左右 , 穩(wěn)定性較好 ; 溶劑含量[HanLiang]在 2% ～ 3% 時(shí) , 返溶性及外觀性能[XingNen]較優(yōu)良。

(3) 經(jīng)實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)化涂裝運(yùn)行驗(yàn)證表明 : 丙烯酸[BingXiSuan]樹脂[ShuZhi]與環(huán)氧樹脂[ShuZhi]比例[BiLi]基本維持在 70 ∶ 30 左右保持不變。

表 2 　底面合一電泳漆性能[XingNen]指標(biāo)

圖 4 槽液樣品液相色譜圖