环氧丙烯酸阴极电泳涂料的研究

data-full-width-responsive="true"> 环氧丙烯酸阴极电泳涂料的研究李田霞1, 陈 峰2( 1 武汉大学东湖分校生命科学学院, 武汉430212;2 武汉职业技术学院机电工程学院, 武汉430074)0 引 言一般电泳涂料用树脂往往选用耐腐蚀性能优良的环氧树脂, 环氧树脂具有许多羟基及醚键[ 1] , 因而对金属有极好的粘结力, 漆膜坚韧、耐化学品性优、耐腐蚀性强, 适宜用于底漆,但缺点是硬而脆, 致使这类产品普遍存在柔韧性不佳、光泽不高等缺陷。丙烯酸树脂具有优异的耐光性、耐候性, 耐紫外光照射不易分解和变黄, 能长期保持原有的光泽和色泽, 耐热性好, 有较好的耐酸、碱、盐、油脂、洗涤剂等化学品沾污及腐蚀性能, 极好的柔韧性和最低颜料反应性, 因而被广泛应用。用丙烯酸酯单体接枝[ 2] 改性环氧树脂可以得到水溶性好的树脂, 这种环氧- 丙烯酸共聚物既有环氧树脂的高模量、高强度、耐化学品性及优良的防腐蚀性, 又兼有丙烯酸树脂的光泽、丰满度、耐候性好等特点。以环氧- 丙烯酸共聚物为基料的树脂已在汽车、建材、五金、家电等涂装领域得到广泛应用[3- 5] 。本研究以环氧树脂为母体, 接枝丙烯酸单体形成主体树脂, 经离子化反应得到阴极电泳涂料。研究了丙烯酸单体接枝共聚合反应的引发剂种类及用量、反应温度、反应时间等因素对树脂及漆膜性能的影响。1 实验部分1 1 主要试剂环氧树脂E - 44、E - 51: 岳阳石油化工总厂; 苯乙烯( S t):化学纯, 上海凌峰化学试剂有限公司; 过氧化苯甲酰( BPO ):化学纯, 湖北大学化工厂; 甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁醋( BA ): 分析纯, 天津新通精密化工有限公司; 二甲苯; 乙二醇丁醚; 二乙醇胺; 乙酸。1 2 主要仪器DDS- 12型电导温度测定仪; JJ- 4 型六联电动搅拌器;PE Spectrum - 2000傅里叶红外光谱仪; H I 9025便携式酸度计;YH - EDET- 10/400整流柜; PERKIN - ELMER热重分析仪。1 3 环氧丙烯酸阳离子树脂的合成在三口瓶中加入一定量的环氧树脂和二甲苯, 加热并搅拌升温到110c 左右, 在2 h内滴加丙烯酸酯类单体、引发剂及部分助溶剂乙二醇丁醚, 继续回流2 h并补加少量用乙二醇丁醚溶解的引发剂, 然后降温至100 左右滴加二乙醇胺反应2 h,降温至50c 左右用乙酸中和至pH = 6左右, 在不断搅拌保温过程中加去离子水, 得树脂成品。树脂基本配方见表1。表1 树脂的基本配方1 4 漆膜的制备以去离子水调节阴极电泳涂料固含量到19%。在极间电压为90 V, 槽液温度25c , 电泳时间2 m in涂装条件下, 以马口铁( 阴极)作底材进行电泳。涂装完成后, 取出阴极板用自来水冲洗片刻, 在130c 下烘烤20 m in后, 冷却后待用。1 5 分析与测试( 1)红外光谱分析( FT - IR ): 采用傅里叶红外光谱仪( Perk in- E lm er Spectrum - 2000), 溴化钾压片, 测定范围500~ 4 000 cm - 1, 分辨率2 cm- 1。( 2)热重分析( TG): 采用PERK IN - ELMER 热重分析仪对环氧树脂聚合物进行测试, 在空气气氛中以10c /m in 的升温速率将样品从50c 加热到550 c , 研究聚合物的耐热老化性能。( 3)接枝率的测定[ 6] : 反应物出料后, 加入定量的甲醇充分搅拌, 完全沉淀出接枝物和单体均聚物, 过滤、洗涤、真空干燥至恒质量。然后在索氏抽提器中用异丙醇萃取, 除去单体自聚物, 干燥至恒质量称量。接枝率= ( A- B) /A* 100%式中: A 反应前丙烯酸类单体的质量;B 丙烯酸共聚物的质量( 4)漆膜性能测试: 采用WGG- 60微机光泽度仪测量光泽; 根据GB /T 1732-1979测定耐冲击性; 根据GB /T 1720-1979测定附着力; 根据GB /T 6739 -1986测定涂膜硬度; 根据GB /T 1763- 1979测定耐盐水性; 根据GB /T 1733- 1979 测定耐沸水性。2 结果与讨论2 1 红外光谱( FT - IR )分析图1、图2分别为环氧树脂和环氧- 丙烯酸酯共聚物的红外光谱图。从图1 和图2 可以看出两者之间的区别不是太大。3 331 cm - 1是二乙醇胺中N- H伸缩振动吸收峰, 羟基的吸收峰有可能与此吸收峰相重合。酰胺基的C =O伸缩振动吸收峰大约在1 670~ 1 640 cm- 1, 可能对应于图中1 647 cm- 1处的吸收峰。丙烯酸酯中C= O 伸缩振动吸收峰在1 735 cm - 1附近, 而图2中在1 717 cm - 1有一个较弱且宽的吸收峰, 可能是其他在此附近的峰与C= O 伸缩振动吸收峰相互影响所引起。915 cm- 1 处的吸收峰已消失, 说明环氧基已全部开环[ 7- 9] 。