data-full-width-responsive="true"> 1 前言阴极电泳涂料是70 年代发展起来的一种新型防腐蚀涂料。
它具有比阳极电泳涂料更高的防腐蚀性、涂料利用率和涂装自动化程度，所以能迅速地应用于工业中，特别是汽车底漆的涂装中[1]。近年来，随着汽车工业的不断发展，对涂料的要求越来越高，从而推动了阴极电泳涂料的发展。当前，随着新技术的不断涌现，微电泳涂料的研究已成为汽车涂装界共同关注的课题。本文在总结阴极电泳涂料成功经验的基础上，采用丙烯酸树脂单体作为主体，加入PVB 改性剂，通过共混、聚合和乳化合成了改性PVB 型阴极电泳涂料。该涂料涂膜具有优异的附着力和高的抗冲击强度，适用于化工管道、包装桶、池槽等的防腐以及汽车、自行车部件，建筑网架构件，电气绝缘器件和网栅等的防护与装饰。2 实验部分2 1 主要仪器及试剂仪器有：ND-9S 型数显黏度计（上海精密科学仪器有限公司），QFZ-II 型漆膜附着力试验仪（中国天津材料试验机厂），Q153-3K 型漆膜冲击器（中国天津材料试验机厂），MC-2000A 型漆膜测厚仪（济宁科电检测仪器有限公司），电泳电源（武汉材料研究所），QND-1 型涂4 黏度计（中国天津材料试验机厂），电导率比电阻测定仪（上海卓鑫科学仪器有限公司），pH 计（佛山杰仕达仪器有限公司）。试剂有：丙烯酸乙酯，丙烯腈，甲基丙烯酸，过硫酸铵（APS），化学纯；PVB（聚乙烯醇缩丁醛），油酸，十二烷基硫酸钠和六甲氧基甲基三聚氰胺为工业品；改性剂R、复合型乳化剂，自制。2 2 实验步骤2 2 1 PVB 改性丙烯酸乳液的制备2 2 1 1 PVB 的水性化取10 g PVB，加入8 mL 油酸混合加热搅拌，使二者混熔，反应45 min；同时将5 g NaOH 配制成50 mL溶液，加入微量OP 乳化剂和十二烷基硫酸钠，预热。之后把预热的NaOH 溶液分批倒入到混炼的PVB 熔融液中，快速搅拌，得到乳白色略显黄色的稠液，即水性PVB 胶黏剂，出料备用[2]。2 2 1 2 PVB 改性丙烯酸乳液的制备[3-5]按比例将m(丙烯酸乙酯)∶m(甲基丙烯酸甲酯∶丙烯腈)∶m(丙烯酸丁酯)∶m(甲基丙烯酸)∶m(十二烷基磺酸钠)∶m(OP-10)= 175∶150∶50∶50∶25∶14∶7加入到三口烧瓶中共混，并缓慢升温到80 C，恒温。按不同比例配制两份过硫酸铵水溶液[m(过硫酸铵)∶m(去离子水)= 1∶130；m(过硫酸铵)∶m(去离子水)=4∶140]，将第一份硫酸铵水溶液的10%加入到正在升温的上述单体中引发聚合。待引发聚合（溶液变成乳白色）后在2 ~ 3 h 内，将第一份剩余的引发剂滴加完并保温05 ~ 1 h，于恒温80 C 下加入PVB 溶液混合均匀。然后将第二份引发剂控制在2 ~ 3 h 内滴加完，于80 ~ 85 C保温2 ~ 3 h，出料。2 2 2 漆液制备及检测漆液制备方法[6-8]：取适量的乳液于调漆釜中，加入适量色浆和辅助材料，充分搅拌，一定时间后加入纯水，搅拌，熟化72 h。通过测定电导率和pH 确定漆液的泳透力，从而确定漆液是否具有良好的电泳能力。2 2 3 阴极电泳阴极电泳按以下工艺流程进行：除油─水洗─除锈─水洗─脱脂─水洗─磷化─自来水洗─纯水洗─吹干─阴极电泳─水洗─干燥─检测─成品。电泳工艺参数如下：U(电泳) 50 ~ 100 Vt(电泳) 30 ~ 90 s(干燥) 150 ~ 160 Ct(固化) 20 ~ 30 min3 结果与讨论3 1 油酸用量对PVB 水分散体稳定性的影响油酸的用量对PVB 水性化体系的稳定性有一定的影响。结果如表1 所示。
由表1 可知，当油酸的用量为20%时，所得的PVB水性体系呈白色略带浅黄色的稳定体系，故确定20%为油酸的最佳用量。3 2 合成条件对乳液性能的影响3 2 1 搅拌速度对聚合反应的影响聚合反应搅拌速度是影响乳液聚合的主要因素。搅拌速度过快，聚合反应剧烈易出现破乳；搅拌速度过慢，反应不完全。搅拌速度对乳液聚合反应的影响见表2。从表2 可知，当搅拌速度为120 ~ 240 r/min 时，产生的乳液均匀无沉淀。故搅拌速度以120 ~ 240 r/min为佳。
3 2 2 引发剂滴加速度对聚合反应的影响引发剂的滴加速度是影响乳液聚合的一个因素。如果滴加速度过快，聚合反应剧烈，易出现凝聚物；反之，滴加速度过慢，反应时间过长。引发剂的滴加速度对乳液合成的影响见表3。从表3 可知，引发剂的滴加速度以在1 ~ 15 滴/s 为佳。
3 2 3 聚合反应温度对乳液性能的影响聚合反应温度是乳液聚合中的重要指标，如果温度过高，聚合反应剧烈，易出现凝聚物；反之，温度过低，反应不完全。反应温度对乳液性能的影响见表4。从表4 可知，温度控制在75 ~ 85 C，生成的乳液性质最佳。
3 2 4 引发剂用量对乳液稳定性和乳液转化率的影响引发剂是乳液聚合体系中的重要组分，它对乳液的稳定性有很大的影响。引发剂的用量对乳液稳定性和转化率的影响如表5 所示。
从表5 中可以看出，接枝共聚时引发剂的用量要大于3%，提高其用量有利于发生接枝反应，但过量的引发剂会导致凝胶的产生。引发剂的用量以单体量的6% ~ 8%为佳。3 3 固化温度对涂膜性能的影响固化温度对涂膜的性能有较大的影响。温度过低，涂膜固化不全；固化温度过高，能耗大。本实验选择在150 C 和160 C 下烘烤成膜，所得涂膜的性能见表6 所示。表6 表明，固化温度控制在150 ~ 160 C 之间，所得漆膜性能良好。
3 4 熟化时间对涂膜性能的影响熟化时间对涂膜性能的影响如表7 所示。它表明，熟化时间控制在72 h 左右涂膜效果最佳。
3 5 性能测试3 5 1 槽液性能槽液性能测试结果见表8。
3 5 2 漆膜性能涂膜性能测试结果见表9。
4 结论采用共混改性的方法用PVB 对丙烯酸树脂进行改性，制备了阴极电泳涂料。当搅拌速度与引发剂的滴加速度分别为120 ~ 240 r/min 和1 ~ 15 d/s，反应温度为75 ~ 85 C，引发剂用量占单体用量的6% ~ 8%时，所得的乳液性能较佳。在150 ~ 160 C 的固化温度下，所得涂膜外观平整，附着力0 级，冲击强度50 kgcm，柔韧性1 mm，光泽(60，耐盐雾时间超过1 000 h。实验证明，该改性的阴极电泳涂料与其它的浸涂、喷涂水性烘烤漆相比，具有较大的优势。
