异氰酸酯改性丙烯酸电泳涂料

data-full-width-responsive="true"> 　丙烯酸电泳涂料, 具有优良的丙烯酸树脂的特性, 同时兼顾电泳涂料的优点 即漆膜具有良好的保光保色性, 颜色鲜艳, 色泽饱满, 漆液泳透力高, 附着力强, 涂装工艺自动化程度高, 施工环境优良, 安全系数高, 工件涂覆生产率高, 异形工作涂覆质量高等优点[ 1～3] 但是, 由丙烯酸树脂制得的涂料, 在防腐防锈方面的性能不佳, 所得的漆膜使用寿命不长 作者试图用耐性良好的异氰酸酯对其进行改性, 以期获得良好耐性的涂料1　实验部分1 1　实验试剂甲基丙烯酸甲酯, 丙烯酸丁酯, 丙烯酸-羟丙酯, 丙烯酸, 丙烯酰胺, 丁醇, 异氰酸酯预聚体等1 2　实验仪器DDS-11A 型电导率仪; Q FZ-Ⅱ型漆膜附着仪;PHS-25型酸度计; QCJ-Ⅰ型漆膜冲击器; QT X-Ⅰ型漆膜弹性测定仪等1 3　漆膜制备1 3 1　丙烯酸预聚体合成在备有搅拌, 回流, 充氮保护, 滴加料液装置的反应器中, 装入部分溶剂, 按配方滴加各单体混合物; 同时, 加入引发剂; 反应3 h 后, 补加少量引发剂, 继续反应1 h 降温, 得到预聚树脂产品的外观为无色或略带浅黄色透明液体 粘度( 涂-4) : 约60 s, 固体含量: ( 502)% , OH 含量:1 5% 左右1 3 2　改性树脂合成将丙烯酸预聚体与异氰酸酯预聚体, 按配比NCO:OH= 1: 2～ 3( 摩尔比) 进行混合, 加入引发剂, 充分搅拌; 室温下反应10 h 以上1 3 3　电泳液配制及电涂过程混合树脂中, 分别加入颜料, 填料; 用高速分散机分散, 经砂磨机研磨, 调制成色漆树脂 加入适量的中和剂, 调节漆液pH 值至控制点; 再加入稀释剂 同时, 加入少量表面活性剂, 配成一定浓度的电泳浆液 将表面处理后的工件, 放在电泳槽上涂饰,选择适当的工艺参数[ 4] , 以获取满意的涂覆质量2　结果与讨论2 1　丙烯酸预聚体组成及表征选用甲基丙烯烯酸甲酯, 丙烯酸丁酯为主要单体, 可以调节共聚物的玻璃化温度, 从而获得柔韧性满意的漆膜[ 5] , 苯乙烯取代甲基丙烯酸甲酸为硬单体, 虽然可提高漆膜耐化学性能, 但使漆膜保光保色性能变差, 不适合高档涂件涂饰选择丙烯酸-羟丙酯, 丙烯酰胺为活性单体, 主要用途在于提高漆膜的交联能力, 其用量直接影响漆膜性能; 用量太少, 不能保证预聚体分子链有足够反应能力; 用量太大, 交联程度增大, 最终导致漆膜附着力, 柔韧性变差混合单体中加入丙烯酸, 可控制预聚体分子链中的羧基含量, 有利于提高漆膜附着力, 同时, 也有利于树脂的水溶化程度提高 有资料介绍[ 6] , 丙烯酸的存在, 加速了异氰酸酯与羟基的反应能力, 从而加快了涂膜固化速度各单体组份用量见表1 将此预聚体进行红外表征, 结果如图1示 其中1750～1735 cm- 1为饱和酯的特征吸收峰, 2500～3300 cm- 1为羧酸根所做贡献[ 7] 图1　丙烯酸预聚树脂IR 谱图2 2　预聚体反应条件及工件涂覆工艺参数丙烯酸预聚体的合成, 采用的是自由基溶液共聚合的方法[ 8] ; 考虑各单体竞聚率的差异, 反应原料采用混合-滴加方式; 反应时间, 单体浓度, 引发剂用量等因素, 对反应均有影响, 经实验选定, 最佳反应条件为: 反应时间: 约3 h, 单体浓度: 约50% ( 体积分数) ; 引发剂用量: 0 1%( 质量分数) 工件的最佳涂覆工艺参数, 列于表22 3　交联固化反应机理及树脂表征通过交联固化, 在预聚体树脂上, 引入共轭稳定的六元环结构, 从而达到提高漆膜耐性的目的, 其中交联固化反应机理可能是:交联改性后的树脂进行红外表征, 结果见图2图2　改性后树脂的IR 谱图　　图1与图2比较, 在900～1100 cm- 1出现数个中等吸收峰, 它们分别是取代不同部位芳香酯及脂肪胺的特征吸收峰, 1300～1600 cm- 1中等吸收峰, 为环的伸缩振动所致, 1500～1600 cm- 1强吸收峰是胺类六元环的吸收峰, 2500～3200 cm- 1为NH 伸缩振动所做贡献2 4　漆膜性能测试用T GD-5000型差热微天平联用分析仪, 程序升温, 对交联树脂和预聚树脂的耐热性进行测试, 结果如图3, 4 显然, 树脂的耐热性能已得到大大提高; 交联前后树脂失重率30% 的耐热温度,由原来的120 ℃提高到340 ℃改性前后, 漆膜其它性能测试结果见表3, 在保证电泳漆膜基本性能的同时, 引入异氰酸酯, 漆膜耐碱性, 耐盐水性能, 也得到了较大的提高 改性前后,漆液的泳透力略有下降, 其原因比较复杂, 改性树脂类型变化, 分子量变化, 漆液的pH 值, 固含量的波动均能造成泳透力的变化扫描电镜检测进一步显示, 漆膜分别在0 1mol / L NaOH 碱液, 25% 的NaCl 溶液中浸泡24 h后, 其表面结构基本完好3　结　论异氰酸酯改性后的电泳涂料, 在具有较高的泳透力而漆膜的附着力, 冲击强度, 柔韧性等基本性能保持不变的情况下, 改性后的树脂耐热性明显提高,树脂失重30% 的温度由原来的120 ℃升到340 ℃, 同时, 漆膜耐腐蚀性的时间大大延长, 由原来的不足3h 提高到36 h 以上 可见, 改性有利于拓宽漆膜的应用范围