电泳涂料具有优秀的泳透率和对环境友好，得到了广泛的应用，诸如汽车和五金等。现在不含有毒有害物质的电泳涂料在不断发展和使用中。很多在市场上使用的电泳涂料在磷化表面的板材上能表现出很好的防腐效果，磷化由于工艺的复杂和对环境的影响越来越不适应现在的发展。但是现有常规电泳涂料在不经过磷化处理的板材上的防腐表现并不尽如人意，特别是膜厚相对较薄时（≤15 μm)。本文针对这个情况，做了深入广泛研究，合成了使用于未磷化处理表面的高防腐阴极电泳涂料。其主体由脂肪族环氧和芳香族环氧树脂通过扩链到一定环氧当量后，再用胺化试剂进行胺化，然后加入自制交联剂进行混合，酸中和后乳化形成阴极电泳涂料分散体。其在光板上有较好的防腐效果。
 

1 试验部分

1.1 新型阴极电泳涂料的合成

1.1.1 乳液试验原料及配方

试验原料和配方见表1。

1.1.2 试验设备

试验设备：四口烧瓶，温度计，电动搅拌，漆膜光泽测定仪，漆膜硬度测定仪，漆膜柔韧性测定仪，漆膜冲击测定仪，盐雾试验箱等。

1.1.3 合成工艺

将环氧树脂128EL 和DER732 加入到四口烧瓶中升温；当温度升至130 ℃时加入催化剂，在160 ℃保温到环氧当量合格；降低温度至90 ℃，加入助剂、二乙醇胺和酮亚胺。升温至125 ℃保温3 h；降温至90 ℃加入自制交联剂搅拌1 h；加入乳酸和纯水，乳化成乳液。

1.1.4 颜料浆配方和试验原料

试验原料和配方见表2。

1.1.5 制备工艺

在烧杯里加入分散树脂、纯水，搅拌均匀；按比例投入粉料，搅拌均匀；砂磨机上预分散；加入锆珠进行研磨2 h，检测细度，待细度小于10 μm，过滤出料。

1.1.6 槽液制备

将颜料浆、助剂、水按一定比例加入乳液，配成固体含量为18%~ 20% 的电泳槽液。

1.1.7 漆膜制备

槽液熟化48 h 后，温度28 ~ 32 ℃，电泳时间120~ 150 s，电压150 ~ 210 V，在光板试片上使用上述槽液进行电泳涂装，在170 ℃烘烤20 min。要求膜厚13~ 15 μm，外观平整光滑。

1.2 新型阴极电泳涂料原漆技术指标

新型阴极电泳涂料原漆技术指标见表3。

1.3 新型阴极电泳涂槽液技术指标

新型阴极电泳涂槽液技术指标见表4。

在电泳过程中, 乳液粒径对漆膜的外观有较大影响，粒径过小，漆膜厚度不易增加；粒径过大，则形成的漆膜不够致密，影响平整性。图1 为制得的乳液粒子的TEM 照片,可见乳液粒子呈球形，大小分布较为均匀。图2 为乳液的粒径分布图，可见乳胶粒子呈单峰分布，分布系数为0.1186，粒径大小为10 113 nm，Zeta 电位为+5 311 mV，说明此乳液有很好的稳定性。


图3 为电泳漆膜的SEM 照片，从图3 可以看出制得的漆膜表面均匀、致密、光滑，缺陷少。

2 试验结果和讨论

2.1 环氧物质的量比对涂膜性能的影响

在此合成反应中，脂肪族环氧和芳香族环氧物质的量比直接影响涂膜的防腐性能、硬度和耐电压性等。如脂肪族环氧和芳香族环氧物质的量比过低，则由于芳香族环氧过高的脆性和硬度导致漆膜机械性能和板面外观变差。如脂肪族环氧和芳香族环氧物质的量比过高，一方面成本过高，另一方面由于亲水性过强和漆膜太软，造成防腐性能和硬度变差。试验证明，脂肪族环氧和芳香族环氧物的质量比优选0.5～ 1.0 ∶ 1.0。

2.2 BPA 用量的影响

双酚A 用量对漆膜防腐和乳液状态有影响，如果双酚A 用量太低，则树脂相对分子质量小，涂膜机械性能差，达不到防腐的效果。如果用量过大，虽然防腐有所提高，但是乳液不稳定。试验证明，双酚A 用量占环氧总量的35%～45%时，涂膜防腐和乳液状态好。
2.3 催化剂种类和加入量的影响

催化剂用量对反应速度影响较大，如果加入量超过10‰，则由于反应速度过快无法控制。如果少于1‰，则扩链速度太慢以至于超过5 h。试验证明，催化剂加入量控制在1‰～ 2‰时，合成过程易控制。

2.4 二乙醇胺和酮亚胺物质的量比的影响

二乙醇胺和酮亚胺物质的量的比对乳液状态有影响，当二乙醇胺和酮亚胺比例过高时，乳液不稳定，并且工艺难控制。当二乙醇胺和酮亚胺比例过低，乳液转相困难。试验证明，二乙醇胺和酮亚胺物质的量比控制在3.5 ～ 4.5 ∶ 1.0 时，乳液状态好。
 

3 结语

在环保要求越来越严格的情况下，磷化工艺越来越不适应现在的要求，本试验制备的电泳涂料可去掉磷化工艺，这样既节省成本又节省空间，也降低了对环境的伤害，更有前景的是防腐性有了明显的提高而其他性能和常规产品的性能并没有明显变化。