摘要：介绍了低温固化阴极电泳涂料的优点，以及几类目前发展较快的低温固化阴极电泳涂料，指出了低温固化阴极电泳涂料实用化应解决的问题。
0 引言
阴极电泳涂料的泳透力、库仑效率很高，槽液比较稳定容易控制，不易受杂质离子和微生物的影响而变质，逐渐取代了阳极电泳涂料作为主要的汽车底涂涂料［1］。阴极电泳涂料具有高耐候性、高耐蚀性、高透明度、装饰性好、环保安全且对金属基体无腐蚀性等特点而广泛应用于金属表面涂装处理［2，3］。特别是阴极电泳涂料是以带有胺基的碱性高分子树脂为基体，对黑色金属有缓蚀保护功能，所以其涂膜非常适用于黑色金属等表面保护，目前被大量应用于汽车、机电、家电等五金件的涂装。其应用也不再局限于材料的防腐蚀，而是兼有材料的表面装饰作用。
阴极电泳涂料的烘烤温度范围一般在160 ～180℃，对带有橡胶、塑料等的汽车零部件在高温烘烤容易变形，这就产生了开发低温固化型阴极电泳涂料的客观需要。低温固化型阴极电泳涂料不仅有利于带有塑料和橡胶的汽车零部件的涂装，而且能大大降低能耗［4，5］。为满足产品性能和环保节能，低温固化阴极电泳漆的面市愈发迫切。
1 低温固化阴极电泳涂料的优点
与传统的溶剂型涂料和其它浸涂、喷涂水性烘烤漆相比，低温固化阴极电泳涂料具有无可比拟的优越性。① 烘干温度低，节省燃料费用。采用低温固化型阴极电泳涂料后，可使涂料使用量降低约10%；低温固化烘烤，温度降低10%，可节能10%［6］。②烘干时不产生烟及烟油。减轻电泳烘干炉污染，减少废气排放量，有利于环保。③涂装汽车底盘等大型工件时不会产生应变。减少漆膜因烘烤的色变，从而提高涂膜质量。④可整件涂装塑料、橡胶与钢板组装工
件。⑤可涂装铸件等壁厚的工件。涂层耐蚀性能优良，覆盖能力好，涂装设备自动化程度高，涂料利用率高［7］。
2 低温固化阴极电泳涂料的发展
2.1 低温固化环氧聚氨酯阴极电泳涂料
环氧树脂具有黏结力强、耐腐蚀性及化学稳定性好等优良特性，常作为底漆使用［8］。传统的环氧电泳涂料固化温度为170 ～ 200℃，已经不能满足人们对环保及低能耗的要求，并且使热敏感材料的电泳涂装受到限制。为了达到低温固化的要求，人们采取了不同的办法。目前主要有以下几种改进方式：①在环氧树脂中引入双键，因为双键可以在较低的温度下交联［9］；②开发低温热固化交联剂，使树脂可以在较低温度下固化交联，但同时又要考虑在该温度下树脂的流平性［10］；目前国外已开发出能在120 ℃解封的封闭型异氰酸酯交联剂；③利用树脂与基材的接触性反应促进固化［9］。
可选择环氧当量适中的双酚A 环氧树脂，在环氧低聚物接上双键，低温时会自动氧化硬化。由于解封温度与封闭剂的种类和异氰酸酯的类型有关，再根据需要选择异氰酸酯的类型和封闭剂。选用3，5-二甲基吡唑（DMP）封闭HDI缩二脲制得的交联剂的解封温度为120℃［11］，将此交联剂加入到改性环氧聚酰胺体系中，制成的乳液呈半透明状态，乳液较稳定，电泳漆膜平整、光亮，硬度高，综合性能较好。若选择铋类催化剂可大大降低固化温度。
由于低温固化环氧聚氨酯阴极电泳漆符合人们对节能和环保的要求，同时又扩大了电泳漆的使用范围，它必将会有广阔的市场前景。
2.2 低温固化亮光型阴极电泳涂料［12］
精密金属图形感光蚀刻后，无论是标牌还是蚀刻金属版面，通常需要在被腐蚀的凹陷部位进行电泳填色，以使产品更加丰富多彩。但常用的热固电泳涂料烘烤温度（150 ～ 180℃）太高，固化时间很长（30 ～60min），不仅电泳涂料颜色变暗，还会造成感光抗蚀墨层难以被碱水去除，甚至感光膜没有去掉，电泳涂料反而去掉了。为了改善以上不足，杭州科望特种油墨有限公司已开发出低温固化阴极电泳漆SRED-202，其采用新型的潜伏性低温固化剂，大大降低了电泳涂膜的固化温度，温度为130 ～ 150℃，烘烤时间缩短至15 ～ 30min，固化膜不仅光泽高，色彩鲜艳，而且还具有优异的防腐蚀性能。低温固化亮光型电泳涂料有亮光黑、蓝、大红、红、黄、绿等多种颜色可供选择，也可定做特殊颜色。
2.3 低温固化低密度阴极电泳涂料［13］
上海金力泰化工股份有限公司1998 年推出第二代双组分阳离子电沉积涂料KNT821， 取得了很好的经济效益及社会效益。2003 年下半年该公司在原有KNT821 体系的基础上推出开发了新一代低温固化低密度双组分阳离子电沉积涂料KNT831。KNT831 阴极电泳涂料主要表现在固化温度/时间降低，干膜密度降低和泳透力提升了。特别是在乳液合成中采用新的交联剂而使得漆膜的烘干温度及减失量得到较大降低，且随着KNT831 色浆低密度成分及填料的使用，槽液颜基比得到了降低，同时槽液的稳定性得到进一步改良。
低温固化低密度阴极电泳涂料在大批量生产中降低了涂装成本，减少了污染和提高了产品质量。
2.4 低温固化丙烯酸阴极电泳涂料
阴极电泳涂料所用的树脂类型很多，将丙烯酸树脂引入到阴极电泳涂料体系能大大拓宽阴极电泳涂料的应用领域［14］。丙烯酸树脂的涂膜颜色浅，光泽高，保光、耐候性佳，而且单体来源丰富［8］。但因普通丙烯酸电泳涂料烘烤温度高，不仅耗能，而且不宜用于塑料件涂装，这大大限制其应用。因此，国内外都致力于开发低温固化丙烯酸阴极电泳涂料。可通过在丙烯酸聚合物主链上引入N-羟甲基丙烯酸酰胺低温交联剂，可研制低温固化（120℃/30min）丙烯酸电泳漆［15］。
低温固化丙烯酸电泳涂料由于以丙烯酸为基础，可得到白色度很高的涂膜，烘烤时不易变黄，电泳时间也不因被涂物的金属离子溶出而着色，可调色范围广，从白色、淡粉色、深黑色均可，这些特点令其广泛应用于家用电器、钢制家具办公用具、农业机械等，尤其适合对外观性能和耐久性要求高的工业产品的涂装［16］。
3 结束语
低温固化型阴极电泳涂料具有良好的耐候性、外观装饰性、耐蚀性和耐久性，对涂装今后的发展起着积极的作用，在涂料开发和应用领域的开拓方面将有着很大的潜力。但是低温固化也带来一些不便之处，低温固化的特性可能会造成常温下发生副反应，使得涂料的贮存稳定性差；其次漆膜的平滑性得不到保证。因此，低温固化阴极电泳涂料实用化应解决以下几个技术课题：①控制封闭异氰酸酯的低温离解性；②低温固化性和涂料稳定性兼备；③低温固化性和涂膜表面平滑性兼备。解决好这三个关键问题，是研制低温固化型阴极电泳涂料的前提条件。
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