汽车轮毂用低重金属防腐涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 汽车轮毂用低重金属防腐涂料的研制□ 王培明，陈伟娟，刘建颖，刘萍(天津灯塔涂料有限公司，天津 300400)0 前言改革开放30年来我国汽车工业高速发展，2011年汽车产销量达到1 84189万辆和1 85051万辆, 居世界第一。汽车工业已成为我国国民经济的支柱产业，并拉动相关行业的持续发展。随着汽车工业的大发展，带动汽车涂装技术、汽车用涂料的飞跃式进步，汽车产销量和保有量的增长给我国涂料产业带来巨大的市场空间。汽车涂料作为汽车的装饰产品，其装饰性、耐候性、光泽、鲜映性、抗石击性、抗污染性等要求越来越高。与汽车配套的各种零部件专用防腐涂料的干燥性、装饰性、耐盐雾性等理化性能也相应提高。本研究采用自制的低玻璃化温度丙烯酸树脂及不同黏度的硝酸纤维素作为成膜物，低重金属磷酸锌作为防锈颜料，开发了一种适合汽车轮毂、底盘等零部件使用的高性能防腐涂料，达到钢结构、汽车零部件防腐涂料的技术要求及国家强制性标准GB 244092009《汽车涂料中有害物质限量》的要求。1 试验部分11 主要原料及仪器低玻璃化温度丙烯酸树脂：自制；丙烯酸单体：北京东方化工厂；苯乙烯：锦西石化公司；引发剂：市售；分子量调节剂：市售；硝酸纤维素：四川北方硝化棉股份有限公司；低重金属磷酸锌：石家庄市鑫盛化工有限公司；炭黑：赢创德固赛；助剂：海名斯-德谦。盐雾箱CCT-1100：美国Q-PANE公司；分散机：上海现代环境工程技术有限公司。12 低玻璃化温度丙烯酸树脂的合成本研究通过研制低玻璃化温度丙烯酸树脂(Tg=-20 ℃)，对不同黏度的硝酸纤维素树脂进行增塑及改性，提高了产品的耐候性和附着力，克服了小分子增塑剂在涂膜长效保护中迁移、降解、失效的缺点。采用苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸及酯类单体，通过引发剂引发进行自由基共聚合反应，同时用分子量调节剂控制树脂分子量及分子量分布，得到低玻璃化温度丙烯酸树脂。13 汽车轮毂用低重金属防腐涂料的配方及制备汽车轮毂用低重金属防腐涂料配方见表1。制备工艺简述如下：(1)在配料罐中加入自制低Tg丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂及部分混合溶剂，中速搅拌均匀。(2)在上述搅拌均匀的物料中加入炭黑、低重金属磷酸锌、填料，高速分散10 min，混合浆料用砂磨机进行研磨，至细度达到30 m为止。(3)细度合格后，再加入1/2 s硝酸纤维素液、30 s硝酸纤维素液、增塑剂、功能助剂，搅拌均匀最后用剩余混合溶剂调节涂料的黏度及固体分，中控检验合格后过滤包装。14 性能测试汽车轮毂用低重金属防腐涂料性能测试结果见表2。2 结果与讨论21 丙烯酸树脂对涂膜性能的影响丙烯酸树脂制备的涂料耐候、耐热性佳，附着力好，耐腐蚀、耐化学品及耐水性好。热塑性丙烯酸树脂由不同单体共聚而成，具有不同的性能。玻璃化温度低的丙烯酸树脂可起增塑剂的作用，高的则具有极高的硬度及拉伸强度，所以可在很大范围内调整涂料的性能。硝酸纤维素涂料单独使用干燥速度快，但光泽不高、附着力差、柔韧性不好、不挥发分含量很低，很多技术要求无法满足。为改进这方面的缺点，研制低玻璃化温度丙烯酸树脂(Tg=-20 ℃)与硝酸纤维素拼混即对硝酸纤维素进行增塑及改性，降低小分子增塑剂的加量，提高涂料的综合性能如耐候性、耐水性、附着力、耐湿热性、柔韧性、耐热性、耐腐蚀性等。在树脂聚合反应过程中，所用单体、溶剂、引发剂、分子量调节剂及生产过程中的反应温度、投料顺序、滴加速度的均匀程度等因素都极大地影响树脂最终的质量。共聚合树脂之所以要选用多种单体加以组合，主要是综合利用各自的特点使制成的树脂满足各方面性能要求。因此在此配方设计中，既要考虑其单体的玻璃化温度(Tg)又要考虑单体之间的竞聚率，同时还要考虑其所带官能团的特性。玻璃化温度Tg的高低反映出聚合物柔软性或硬脆性，为对硝酸纤维素进行增塑及改性，设计的丙烯酸树脂Tg为-20 ℃，具有较好的弹性，改善了硝酸纤维素的柔韧性、附着力及耐候性。