提高阴极电泳涂料锐边防护性能助剂的合成与应用

提高阴极电泳涂料锐边防护性能助剂的合成与应用

戴彦琳1, 刘 伟2, 丁鹤群2, 范世宇1, 张振华1, 李 蔚2
( 1. 吉化集团吉林市江南研究院有限责任公司, 吉林132013; 2. 吉林市吉能科工贸有限责任公司, 吉林132013)

0 引 言
阴极电泳涂料是一种成熟应用于工业涂装的水性涂料,特别是被广泛应用于汽车涂装行业。主要特点为: 涂装效率高, 经济、安全、污染少, 防腐性能优异。经过多年发展, 阴极电泳涂料的性能也在不断完善、提高, 目前的发展方向是高泳透率、高防腐能力、低密度、低溶剂含量, 槽液有高稳定性, 高耐污染能力, 加热减量小, 烘烤温度低、无铅无锡环保节能。作为底漆的阴极电泳涂料, 其主要作用是对金属底材进行防腐保护, 但阴极电泳涂料在涂装过程中, 由于电化学过程和烘烤过程中的缩聚作用造成工件的边角和尖锐处的涂层特别薄, 甚至露底, 容易先期腐蚀, 由这些蚀点又扩散至其他部位, 从而影响了漆膜整体的防腐效果。边角的防腐性能限制了阴极电泳涂料向高防腐方向的发展, 这就要求新一代的阴极电泳涂料的边角覆盖效果要好, 边角耐腐蚀性能要高, 才有可能提高涂料的整体防腐能力, 而本文所述的助剂可明显提高阴极电泳涂料的锐边防腐蚀性能。

1 实验部分
1 1 主要原料
H 11- 2黑色阴极电泳涂料乳液、颜料浆: 吉化集团吉林市江南研究院有限责任公司; 丙二醇单甲醚、硅烷偶联剂、冰醋酸、去离子水: 工业品; 低分子聚酰胺树脂: 自制。

1 2 助剂的合成
在装有温度计、冷凝器、不锈钢搅拌的四口烧瓶中加入一定量的丙二醇单甲醚和聚酰胺树脂, 开动搅拌, 用电加热套使反应瓶中物料升温。在达到反应温度后, 向瓶中加入硅烷偶联剂。维持温度反应约2 h后, 降温, 加醋酸中和30 m in, 再加入去离子水, 调整固体分至20%, 装瓶即得成品。

1 3 助剂在阴极电泳涂料中的应用
1 3 1 电泳涂料工作液的配制
将电泳涂料的乳液、颜料浆、助剂、去离子水按表1 中的配比配制成工作液, 28 熟化48 h后进行检测和电泳实验。
表1 电泳涂料工作液的配方

1 3 2 实验检测结果(见表2)

锐边防护性能的检测方法: 用10 cm X 1.8 cm; 刀口宽0. 2 cm的纸刀片按常规方法进行磷化、电泳、烘干, 按GB /T1771- 1991进行168 h盐雾试验后评价。评级方法见表3。

2 结果与讨论
2 1 反应温度对合成助剂的影响
实验的主要原理是环氧基团与氨开环反应, 该反应在常温下即可进行, 但反应时间较长, 参考电泳涂料中环氧树脂与有机胺的接枝反应条件, 反应温度可选为80~ 90 , 反应时间为1~ 2 h。
2 2 中和度对合成助剂的影响
在实验中, 对助剂的中和度, 即醋酸的加入量进行了考察, 因为酸的加入量越少对槽液的影响就越小, 实验中发现,随着中和度的降低, 助剂的稳定性也下降, 甚至在反应过程中就出现凝胶。最终确定了中和度在40% ~ 80%较好。
2 3 助剂对工作液参数的影响
通过实验结果可知, 随着助剂用量的增加工作液的电导率增加, 这是因为助剂本身为可水溶性的盐, 所以用量增加时可使工作液的电导率提高。
2 4 助剂对工作液施工性能的影响
由表2可看出, 助剂对泳透率、过滤性能、GEL分率、敞口搅拌稳定性均无明显影响, 但库仑效率随助剂用量增加有所降低, 这是因为助剂的增加使工作液的电导率增加造成的。
2 5 助剂对漆膜性能的影响
实验结果证实, 随着助剂用量增加, 漆膜光泽下降, 陷孔增加形成细微橘皮。但助剂对漆膜机械性能无负面影响。
2 6 助剂对耐腐性能的影响
经过盐雾实验检测后证实, 助剂对漆膜的耐盐雾性能无负面影响, 而对锐边防护性能有明显提高。用量为工作液总量的4%时, 168 h盐雾检测后无腐蚀。
2 7 助剂用量的选择
对锐边防护性能有较高要求时, 助剂的用量为工作液总质量的3% ~ 4%, 如锐边防护性能达到1级即可满足要求, 则助剂的用量可降至工作液总量的2%。用量进一步减少则不能达到1级的要求。由实验结果可知, 随着助剂用量的增加,漆膜橘皮加重, 光泽下降, 在用量为工作液总质量的3% ~ 4%时漆膜外观尚可接受。所以助剂的用量应在工作液总质量的2% ~ 4%之间, 最佳用量为工作液总质量的3% ~ 4%。
2 8 助剂使用方法的选择
实验中还对助剂的使用方法进行了考察, 由于助剂本身是水溶性的, 所以使用方便, 可加入涂料中, 对涂料、助剂的使用效果没有影响, 另外也可直接加入到工作液中, 使用方式灵活。

3 结 语
( 1)助剂合成中采用的原料价格低廉, 合成工艺简单, 而且在阴极电泳涂料中添加量较低。助剂可加入涂料中也可加入工作液中, 使用方法灵活方便。
( 2)添加助剂后, 阴极电泳涂料的漆膜光泽略有下降, 库仑效率有所降低, 对其他各项性能无负面影响。
( 3)该助剂可明显提高阴极电泳涂料漆膜的锐边防护性能。

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