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戴彥琳1，劉偉2，丁鶴群2，范世宇1，張振華1，李蔚2

(1.吉化集團(tuán)吉林市江南研究院有限責(zé)任公司，吉林132013；2.吉林市吉能科工貿(mào)有限責(zé)任公司，吉林132013)

摘要：合成一種助劑添加在陰極電泳涂料中，改變漆膜的表面張力，能夠使涂料的銳邊防護(hù)性能明顯提高。

關(guān)鍵詞：助劑；陰極電泳涂料；銳邊防護(hù)

0.引言

陰極電泳涂料是一種成熟應(yīng)用于工業(yè)涂裝的水性涂料，特別是被廣泛應(yīng)用于汽車涂裝行業(yè)。主要特點(diǎn)為：涂裝效率高，經(jīng)濟(jì)、安全、污染少，防腐性能優(yōu)異。經(jīng)過多年發(fā)展，陰極電泳涂料的性能也在不斷完善、提高，目前的發(fā)展方向是高泳透率、高防腐能力、低密度、低溶劑含量，槽液有高穩(wěn)定性，高耐污染能力，加熱減量小，烘烤溫度低、無鉛無錫環(huán)保節(jié)能。作為底漆的陰極電泳涂料，其主要作用是對金屬底材進(jìn)行防腐保護(hù)，但陰極電泳涂料在涂裝過程中，由于電化學(xué)過程和烘烤過程中的縮聚作用造成工件的邊角和尖銳處的涂層特別薄，甚至露底，容易先期腐蝕，由這些蝕點(diǎn)又?jǐn)U散至其他部位，從而影響了漆膜整體的防腐效果。邊角的防腐性能限制了陰極電泳涂料向高防腐方向的發(fā)展，這就要求新一代的陰極電泳涂料的邊角覆蓋效果要好，邊角耐腐蝕性能要高，才有可能提高涂料的整體防腐能力，而本文所述的助劑可明顯提高陰極電泳涂料的銳邊防腐蝕性能。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原料

H11-2黑色陰極電泳涂料乳液、顏料漿：吉化集團(tuán)吉林市江南研究院有限責(zé)任公司；丙二醇單甲醚、硅烷偶聯(lián)劑、冰醋酸、去離子水：工業(yè)品；低分子聚酰胺樹脂：自制。

1.2助劑的合成

在裝有溫度計(jì)、冷凝器、不銹鋼攪拌的四口燒瓶中加入一定量的丙二醇單甲醚和聚酰胺樹脂，開動(dòng)攪拌，用電加熱套使反應(yīng)瓶中物料升溫。在達(dá)到反應(yīng)溫度后，向瓶中加入硅烷偶聯(lián)劑。維持溫度反應(yīng)約2h后，降溫，加醋酸中和30min，再加入去離子水，調(diào)整固體分至20%，裝瓶即得成品。

1.3助劑在陰極電泳涂料中的應(yīng)用

1.3.1電泳涂料工作液的配制

將電泳涂料的乳液、顏料漿、助劑、去離子水按表1中的配比配制成工作液，28℃熟化48h后進(jìn)行檢測和電泳實(shí)驗(yàn)。

表1電泳涂料工作液的配方

1.3.2實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果(見表2)

銳邊防護(hù)性能的檢測方法：用10cm×1.8cm；刀口寬0.2cm的紙刀片按常規(guī)方法進(jìn)行磷化、電泳、烘干，按GB/T1771—1991進(jìn)行168h鹽霧試驗(yàn)后評價(jià)。評級方法見表3。

表2工作液及涂膜的性能

表3 銳邊防護(hù)性能的評級方法

2.結(jié)果與討論

2.1反應(yīng)溫度對合成助劑的影響

實(shí)驗(yàn)的主要原理是環(huán)氧基團(tuán)與氨開環(huán)反應(yīng)，該反應(yīng)在常溫下即可進(jìn)行，但反應(yīng)時(shí)間較長，參考電泳涂料中環(huán)氧樹脂與有機(jī)胺的接枝反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度可選為80～90℃，反應(yīng)時(shí)間為1～2h。

2.2中和度對合成助劑的影響

在實(shí)驗(yàn)中，對助劑的中和度，即醋酸的加入量進(jìn)行了考察，因?yàn)樗岬募尤肓吭缴賹Σ垡旱挠绊懢驮叫。瑢?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著中和度的降低，助劑的穩(wěn)定性也下降，甚至在反應(yīng)過程中就出現(xiàn)凝膠。最終確定了中和度在40%～80%較好。

2.3助劑對工作液參數(shù)的影響

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著助劑用量的增加工作液的電導(dǎo)率增加，這是因?yàn)橹鷦┍旧頌榭伤苄缘柠}，所以用量增加時(shí)可使工作液的電導(dǎo)率提高。

2.4助劑對工作液施工性能的影響

由表2可看出，助劑對泳透率、過濾性能、GEL分率、敞口攪拌穩(wěn)定性均無明顯影響，但庫侖效率隨助劑用量增加有所降低，這是因?yàn)橹鷦┑脑黾邮构ぷ饕旱碾妼?dǎo)率增加造成的。

2.5助劑對漆膜性能的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，隨著助劑用量增加，漆膜光澤下降，陷孔增加形成細(xì)微橘皮。但助劑對漆膜機(jī)械性能無負(fù)面影響。

2.6助劑對耐腐性能的影響

經(jīng)過鹽霧實(shí)驗(yàn)檢測后證實(shí)，助劑對漆膜的耐鹽霧性能無負(fù)面影響，而對銳邊防護(hù)性能有明顯提高。用量為工作液總量的4%時(shí)，168h鹽霧檢測后無腐蝕。

2.7助劑用量的選擇

對銳邊防護(hù)性能有較高要求時(shí)，助劑的用量為工作液總質(zhì)量的3%～4%，如銳邊防護(hù)性能達(dá)到1級即可滿足要求，則助劑的用量可降至工作液總量的2%。用量進(jìn)一步減少則不能達(dá)到1級的要求。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著助劑用量的增加，漆膜橘皮加重，光澤下降，在用量為工作液總質(zhì)量的3%～4%時(shí)漆膜外觀尚可接受。所以助劑的用量應(yīng)在工作液總質(zhì)量的2%～4%之間，最佳用量為工作液總質(zhì)量的3%～4%。

2.8助劑使用方法的選擇

實(shí)驗(yàn)中還對助劑的使用方法進(jìn)行了考察，由于助劑本身是水溶性的，所以使用方便，可加入涂料中，對涂料、助劑的使用效果沒有影響，另外也可直接加入到工作液中，使用方式靈活。

3.結(jié)語

(1)助劑合成中采用的原料價(jià)格低廉，合成工藝簡單，而且在陰極電泳涂料中添加量較低。助劑可加入涂料中也可加入工作液中，使用方法靈活方便。(2)添加助劑后，陰極電泳涂料的漆膜光澤略有下降，庫侖效率有所降低，對其他各項(xiàng)性能無負(fù)面影響。(3)該助劑可明顯提高陰極電泳涂料漆膜的銳邊防護(hù)性能。