酮肼与封闭异氰酸酯复合交联体系在阴极电泳涂料中的应用

论文摘要

电泳涂装是目前汽车工业的标准涂装方式,并已在家用电器、汽车零部件等对装饰性能要求比较高的领域得到了广泛应用。其中阴极电泳涂料是应用最多的电泳涂料品种。但是目前国内所使用的阴极电泳涂料,国产化程度偏低,而且存在着固化温度偏高、固化剂使用量大、毒性较高以及涂膜泳透力等性能欠佳的问题。本论文旨在制备一种固化温度低,固化剂用量小且性能优良的环保型阴极电泳涂料。本论文首先采用功能单体GMA、交联单体DAAM和其他丙烯酸类单体,通过溶液聚合的方式,对环氧树脂进行接枝改性,合成了兼具环氧树脂与丙烯酸酯树脂优点的阴极电泳涂料用基体树脂——环氧-丙烯酸酯接枝共聚物,并进一步对改性的环氧树脂进行水性化处理,将之制备成乳液。实验中详细研究了接枝反应规律,并通过对所制备的乳液的稳定性及其它各项性能的系统表征,探讨了功能单体的加入量、环氧树脂的开环程度、电导率、中和度等因素对乳液性能的影响,实验发现,功能单体GMA的引入,有效地改善了乳液的自乳化能力及其储存稳定性。实验中还研究了单独使用室温自交联的酮肼体系,或低温解封的水性封闭异氰酸酯体系,以及它们的复合交联体系对电泳涂料各项性能的影响,并通过对交联剂的用量、烘烤温度以及烘烤时间的优化,确定了此体系的最佳固化工艺条件。实验发现,单独使用酮肼室温自交联体系制备的阴极电泳涂料在性能上无法满足汽车等工件的涂装性能要求；单独使用可低温解封的水性封闭异氰酸酯交联体系时,虽然可以极大地改善涂料的综合性能,但是异氰酸酯交联剂的使用量很大,达到树脂用量的20%；而复合交联体系的使用,在充分保证涂料性能的情况下,可以大大降低封闭多异氰酸酯交联剂的用量,使其从单独使用时的20%下降到10%。最后,开展了对上述制备的丙烯酸接枝改性环氧树脂阴极电泳涂料的基本配方工艺和电泳涂装工艺条件的研究。通过研究成膜助剂、流平剂等对电泳涂膜外观的影响,确定了最佳的助剂用量及配比,使通过电泳涂装后制备的漆膜外观平整、无缩孔橘皮等缺陷；通过研究电泳涂料体系的各种涂装工艺因素对漆膜性能的影响,确定了漆膜的最佳涂装工艺条件,使制备的电泳漆膜具有良好的外观和优异的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 电泳涂料概况
• 1.1.2 电泳涂料发展历史
• 1.2 电泳涂料基体树脂的的设计
• 1.3 阴极电泳涂料的基体树脂
• 1.3.1 环氧树脂
• 1.3.2 丙烯酸类树脂
• 1.3.3 丙烯酸树脂与环氧树脂的接枝共聚物
• 1.3.4 聚胺酯树脂
• 1.3.5 聚丁二烯树脂
• 1.4 阴极电泳涂料的交联体系
• 1.4.1 外加的固化剂
• 1.4.2 可自交联的固化剂
• 1.5 阴极电泳涂料的发展现状和最新动态
• 1.5.1 紫外光（UV）固化阴极电泳涂料
• 1.5.2 低温固化型阴极电泳涂料
• 1.5.3 厚膜型阴极电泳涂料
• 1.5.4 边角防腐性电泳涂料
• 1.5.5 耐候性阴极电泳涂料
• 1.5.6 高装饰性阴极电泳涂料
• 1.5.7 其它
• 1.6 课题研究的目的和意义
• 1.7 研究内容
• 第二章 丙烯酸酯接枝环氧树脂阴极电泳涂料的制备与研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要原料
• 2.1.2 树脂的制备
• 2.1.3 阴极电泳涂料的制备与电泳涂装
• 2.1.4 仪器设备和漆膜性能测试方法
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 丙烯酸酯与环氧树脂接枝聚合规律的研究
• 2.2.2 胺化
• 2.2.3 酸化
• 2.2.4 自乳化
• 2.2.5 交联体系的选择及其对涂料性能的影响
• 第三章 阴极电泳涂层的制备与性能研究
• 3.1 电泳涂层的制备
• 3.1.1 电泳涂装原理
• 3.1.2 电泳涂装前处理
• 3.1.3 阴极电泳漆膜的制备
• 3.2 阴极电泳涂层性能的研究
• 3.2.1 树脂结构的优化
• 3.2.2 电泳涂料配方的优化
• 3.2.3 电泳工艺的优化
• 3.3 电泳涂料的配方与涂膜的综合性能
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书