引言
20 世纪70 年代初，美国PPG 公司首次研究出阴极电泳涂料，并以其优良的性能，逐渐代替了阳极电泳涂料，广泛应用于汽车、家电等行业的新型防腐蚀涂料。目前阴极电泳涂料主要是以双酚A 环氧树脂与有机胺化合物的加成物为骨架，固化θ 一般为160℃左右，固化后的漆膜具有优良的附着力、耐腐蚀性和耐化学性等优点。本文利用胺化环氧树脂、封闭的甲苯二异氰酸酯( TDI) 为原料制得了环氧型阴极电泳涂料，固化θ为150℃，对封闭机理进行了研究，着重探讨了电泳涂装过程中的影响因素，并根据国家标准采用的方法考察了漆膜性能。
1 实验部分
1． 1 实验药品及仪器
2，4-甲苯二异氰酸酯( TDI) ( 烟台万华股份有限公司) ， 601 环氧树脂( 环氧值0． 2，广州维立纳化工有限公司) ， 260 mg KOH/g 聚酰胺树脂( 上海昊化化工有限公司) ，乙二醇丁醚、乙二醇乙醚和二乙醇胺( 天津巴斯夫公司) ; WX750CY 型高剪切乳化机( 德国西尔普机械制造有限公司) ， JJ-4 型电动搅拌器( 上海羽通仪器仪表厂) ，SYC-15BS 型超级恒温水浴锅( 杭州谱锐科技有限公司) ，TENSOＲ37 型傅里叶变换红外光谱仪( 北京博仪恒业科技发展有限公司) ，QFZ 型漆膜附着力测定仪( 厦门欣锐仪器仪表有限公司) ，SF-90 盐雾测试箱( 广州斯派克环境仪器有限公司) 。
1． 2 阴极电泳涂料乳液的合成
称取60 gTDI 和0． 2 g 催化剂( 二丁基二月桂酸锡的乙二醇单丁醚溶液) ，加入到500 mL 的四口烧瓶中，搅拌加热至30℃， 30 min 后，用分液漏斗缓慢滴加53 g 乙二醇丁醚和24 g 乙二醇乙醚的混合液，30 min 滴加完毕，升温至50℃，搅拌5 h，至TDI 中的NCO 基团完全反应。称取200 g 原料环氧树脂加入到三口烧瓶中，加入80 g 乙二醇单丁醚80℃下搅拌至树脂完全溶解，缓慢滴加34 g 二乙醇胺，加完后升温至100℃，搅拌反应2 h; 降温至60℃，加入170 g 聚酰胺树脂和100 g 封闭后的TDI，升温至100℃，搅拌2 h 至混合完全，醋酸酸化后得基料树脂。封闭机理如下式所示:
1． 3 阴极电泳涂料的配制
称取30 g 基料树脂，加入20 g 去离子水，剪切乳化成乳液，加入5 g 钛白粉，5g 滑石粉，0． 5 g 润湿分散剂，6 g 异丙醇，倒入球磨机研磨40 min，d =250 μm 筛网过滤后得到白色颜料浆，加入计算量的去离子水调整电泳涂料的固体份为18%左右。
1． 4 阴极电泳涂料的涂装
在钢板上进行阴极电泳涂装，钢板脱脂除锈后作为阴极，取马口铁板作为阳极。调整电源电压至120 V，设定极间距80 mm，接通电源进行电泳涂装，涂料粒子在电场作用下向阴极移动，定时2． 5 min，钢板电泳涂装漆膜经去离子水冲洗后待测。
1． 5 阴极电泳涂料的固化
将制备的电泳涂装漆膜钢板置入烘箱中，设置烘烤温度，并计时。本文合成的涂料烘烤θ = 150℃，t =30min，可得到外观平整，性能优良的漆膜。
2 实验结果分析
2 实验结果分析
2． 1 产品的红外对比测定
分别取适量的TDI 和全封闭的TDI 于坩埚中，在100℃下烘烤至粘稠状态，将烘烤后的样品进行红外分析，原料TDI 红外光谱图如图1，封闭TDI 红外光谱图如图2。
由两图对比可得，图1 中-NCO 的特征峰在图2中消失，说明TDI 中的-NCO 基团完全反应，封闭剂起到了很好的封闭作用。
2． 2 电泳时间对漆膜厚度的影响
在漆液固体份为18%，电泳U 为120V，pH 为6的条件下，研究电泳t 跟漆膜δ 的关系，如图3 所示。
由图3 可以看出，随着电泳时间的延长，漆膜的厚度在增加到一定值后趋于稳定。这是由于当涂膜在被涂钢板上完全覆盖后，阻断了离子的电泳，无论电泳时间加大多少，涂膜厚度也不会增加，故佳电泳t 为3 min。
2． 3 电泳漆pH 对漆膜厚度的影响
在固体份为18%，U 为120 V，电泳t 为3 min 条件下，研究电泳漆pH 对漆膜厚度的影响，结果如图4 所示。
由图4 可见，漆膜厚度随pH 的升高呈现先增大后减小的趋势，pH 在6 左右效果好。pH 较低时，阴极电泳液中离子化程度较高，电泳时反应剧烈，导致槽液温度上升过快，气泡较多，造成漆膜穿孔; pH 较高时，阴极电泳漆液离子化程度较低，不利于电泳。
2． 4 漆膜的性能测定
为检测所得环氧型基料树脂的性能，将树脂乳化、调整pH 后进行了阴极电泳实验，经烘烤后阴极电泳漆膜外观良好。
2． 4． 1 附着力测定
2． 4． 1 附着力测定
利用QFZ 型漆膜附着力测定仪，将烘烤后的漆膜片固定，在漆膜片上采用圆圈划痕法，按照GB /T1720-79 标准对比漆膜附着力等级。
2． 4． 2 耐盐雾测定
在SF-90 盐雾测试箱中对阴极电泳试片进行耐盐雾性能测试。配置氯化钠溶液，用冰醋酸和氢氧化钠维持溶液pH 在6． 5 ～ 7． 2 之间，将配制好的氯化钠溶液倒入盐水补充槽，使盐水流至盐水预热槽，将阴极电泳烘烤成膜的钢板1#、2#、3#、4#和5#放入盐雾试验箱，设置θ 为35℃，开启喷雾开关，分别在540、560、580、600 和620 h 按次序取出钢板，观察漆膜表面状态。
2． 4． 3 耐水性测定
取5 个200 mL 的烧杯，倒入自来水，在烧杯中分别放入5 片阴极电泳涂膜的钢板试片，涂膜1 /2没入液面以下，在750、800、850、900 和950 h 后取出，按照GB /T1733-93 标准评定漆膜耐水性。
2． 4． 4 阴极电泳膜层测试结果
2． 4． 4 阴极电泳膜层测试结果
对漆膜的性能进行测试，结果如表1 所示。
3 结论
本实验合成了性能优良的阴极电泳漆，对阴极电泳涂装工艺中电泳时间和漆液pH 对漆膜的影响进行了研究，测定了固化后漆膜的性能。结果表明，合成的白色阴极电泳涂料固体份为18%，电泳3 min， 150℃烘干30 min 得到的阴极电泳漆膜，外观光滑、平整，经测试漆膜的附着力为1 级，铅笔硬度3H，耐冲击强度50 kg·cm，耐盐雾600 h，耐水性900 h，达到了低温固化阴极电泳涂料基料树脂的应用标准。
