1  前言
 阴极电泳涂料以其优异的耐蚀性能, 高泳透力和高库仑效率而广泛用作防锈底漆,尤其是用于汽车车身的涂装[ 1] 。随着工业的发展, 其品种和应用范围已不断扩大。近年来, 各国都注重研究开发既有耐蚀性又有装饰性的阴极电泳涂料, 而所谓的装饰性阴极电泳涂料是指经电泳施工后涂膜具有光亮、平滑的外观, 鲜艳绚丽的色彩, 保光保色性好等, 因此该类涂料所用树脂必须透明、色浅且不易变色、耐紫外线的老化, 而能满足这些要求的佳树脂品种是丙烯酸型阳离子树脂[ 2] 。目前, 有实用价值的是含铵盐基团的或者季胺基的丙烯酸型阳离子树脂[ 3], 这类树脂的制备通常以( 甲基) 丙烯酸的氨基烷基酯与( 甲基) 丙烯酸酯、苯乙烯等单体共聚, 然后通过有机酸中和成铵盐[ 4] , 或者采用丙烯酸缩水甘油酯与( 甲基) 丙烯酸酯、苯乙烯等单体共聚, 得到一种含有侧链环氧基团的共聚物, 再利用伯胺或肿胺开环, 制得含氨基的树脂, 然后用酸中和成盐[ 5] 。上述方法制备的丙烯酸阳离子树脂, 一般均加入封闭多异氰酸酯为交联剂, 其涂膜在高温烘烤下, 封闭的异氰酸酯基团解封出- NCO 基团, 与丙烯酸基料树脂发生交联而固化成膜。然而, 当采用外加交联剂时, 由于基料树脂和交联剂间泳透力的差异, 导致电泳漆膜的成分与电泳漆液的配比不同, 因而很难控制漆膜中基料树脂和交联剂的比例, 从而影响漆膜的交联固化[ 6] 。本文采用封闭的不饱和异氰酸酯与其它丙烯酸酯类单体共聚, 形成自交联的单组分丙烯酸共聚物, 避免了外加交联剂的不便, 制备出具有高装饰性的阴极电泳涂料。

2   实验部分
2 1 实验材料
甲基丙烯酸甲酯( MMA) 、甲基丙烯酸异冰片酯( IBMA) 、丙烯酸丁酯( BA) 、丙烯酸羟丙酯( HPA) 、甲基丙烯酸二甲胺乙酯( DMAE-MA) 、异辛醇( 2- EH) 、甲基苯乙烯异氰酸酯( TMI) , 均为化学纯, 助溶剂丙二醇甲醚醋酸酯( PMA) 为工业级, 偶氮二异丁腈( AIBN) 、过氧化苯甲酰( BPO) 经重结晶提纯使用, 冰醋酸( 中和剂) , 化学纯, 蒸馏水自制。

2 2   丙烯酸阳离子树脂的制备
2 2 1  异辛醇封闭TMI
在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和回流冷凝管的四口烧瓶中加入一定量的TMI,60 时滴加2- EH, 滴加完毕后, 保温1 h, 升温至75 左右, 继续反应, 直到残余- NCO基含量小于1% 。

2 2 2  基料树脂的合成
基料树脂的基本配方见表1。

在反应器中加入助溶剂PMA 250 g, 加热, 搅拌、升温, 80 时按下述配方滴加混合单体500 g, 同时加入引发剂AIBN, 2~ 3 h 滴加完毕后, 升温至90 , 补加少量引发剂, 保温1~ 2 h, 至单体转化率大于98% 。降温至50 , 用醋酸中和, 加适量的水稀释。产品的外观为金红色透明液体, 固体分含量(50 士 2)% , 粘度( 涂- 4 杯) : 120~ 150 s。

2 3  阴极电泳涂料的制备
  表2 给出了一种白色阴极电泳涂料的配方。

以配置白色电泳涂料为例, 工艺操作如下: 将润湿分散剂和部分蒸馏水放入高速搅拌的容器中, 搅拌数分钟后, 加入钛白, 搅至分散均匀。然后将基料树脂和环烷酸铅混合物缓慢加入, 并同时高速分散, 加完后再分散30 min 即可, 漆液固体分10% ~ 12%( 质量分数) 。用细密稠布过滤后投入电泳槽, 120 V 下电泳涂片3 min, 冲洗、凉干,170 烘烤25 min 固化。

2 4   分析测试
漆膜性能测试按照有关国家标准执行;用Spectrum 2000 FT - IR 进行红外表征, 用HP1100 高效凝胶渗透色谱仪( GPC) 测定树脂的分子量及分布。

3   结果与讨论
3 1   封闭TMI 的合成
采用2- EH 作封闭剂, 对TMI 进行封闭, 反应如下:

红外光谱证实反应确实发生, 谱图1 在1730~ 1680 cm- 1 的吸收峰是封闭TMI 中氨酯键结构的证据[ 7] , 且在2250 cm- 1 附近无TMI 中- NCO 吸收峰, 表明封闭反应很完全。