论文部分内容阅读
紫外光固化阴极电泳涂料集紫外光固化技术与阴极电泳涂装技术的优点于一身,可极大降低漆膜的固化温度、缩短固化时间、提高固化效率的同时,具有不受涂装工件形状的影响、漆膜致密均匀、涂料利用高、环保等优点。丙烯酸酯树脂作为UV固化阴极电泳涂料的基体树脂,可赋予漆膜较高的光泽度、较好的耐候性、耐腐蚀性和装饰性等。目前阴极电泳涂料技术已发展成熟,但国内外对紫外光固化阴极电泳涂料的研究甚少,国内只有少数几所高校及研究所在进行相关方面的研究工作。为了提高UV固化丙烯酸酯阴极电泳涂料的耐水性、耐丙酮擦拭性以及填补其防腐蚀性研究的空白,本论文从UV固化丙烯酸酯阴极电泳涂料的基体树脂、小分子活性稀释剂、电泳涂装及固化工艺等方面进行研究改进,得到以下的研究成果:以丙烯酸正十八酯(ODA)、N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸-2-乙基己酯(EHA)为单体,AIBN为引发剂,丙二醇甲醚醋酸酯为溶剂进行自由基共聚制备丙烯酸酯预聚物,然后用甲基丙烯酸异氰基乙酯对预聚物进行接枝改性,用乳酸中和制得UV固化阴极电泳涂料的基体树脂,红外光谱确认其化学结构与设计的吻合;含乙烯基的丙烯酸酯树脂的玻璃化转变温度为20.46℃,热失重5wt%时温度为240.8℃,最大失重速率温度为420.6℃,表明树脂热稳定性良好;将合成的含乙烯基丙烯酸酯基体树脂与光引发剂、去离子水、活性稀释剂等混合均匀,配制成UV固化水性阴极电泳涂料,系统研究了UV固化水性电泳涂料槽液的稳定性和含乙烯基丙烯酸酯基体树脂结构、电泳涂装和固化工艺条件、光引发剂用量及多官能度活性稀释剂用量等因素对电泳漆膜性能的影响,得到含乙烯基丙烯酸酯基体树脂最佳合成配方为:丙烯酸正十八酯(ODA)1wt%、N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)15wt%、丙烯酸羟乙酯(HEA)25wt%、甲基丙烯酸甲酯(MMA)23.6wt%、丙烯酸-2-乙基己酯(EHA)35.4wt%、引发剂AIBN的用量3wt%、接枝单体IEM与HEA的摩尔比为0.8:1.0以及丙烯酸酯树脂中叔胺的中和度为80%;最佳的工艺条件:水性电泳涂料槽液的固含量10wt%、电泳电压30V、电泳时间60s、UV固化时间60s、光引发剂1173和184按1:1质量比复配使用,且用量为成膜物质4wt%;稀释剂PETA最佳用量为20wt%;在最佳条件下,制得的电泳漆膜的表面平整光滑、附着力为2级、硬度为4H、耐丙酮擦拭性大于1500次、耐水性和耐酸碱性能优异;以八氟-1,6己二醇、IPDI、甲基丙烯酸异氰基乙酯为原料合成了一种新型的含氟丙烯酸酯原创性单体FUDMA,红外及核磁光谱确认其结构与设计吻合;将该含氟丙烯酸酯单体FUDMA作为稀释剂,与含乙烯基丙烯酸酯基体树脂复配并制备了UV固化水性含氟丙烯酸酯阴极电泳涂料;FUDMA的加入可显著改善电泳漆膜的疏水性、耐丙酮擦拭性、耐腐蚀性和耐盐水性,但会降低水性电泳涂料槽液的稳定性,FUDMA的用量应控制在20wt%左右。