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1、目录目录I中文摘要IVAbstractV1. 前言11.1 引言11.2电泳涂料21.2.1电泳涂料的工作原理21.2.2电泳涂料涂装的特点51.2.3电泳涂料今后的发展动向61.3 丙烯酸阳极电泳涂料71.3.1丙烯酸树脂71.3.2 丙烯酸阳极电泳涂料81.4 研究课题的背景和内容91.4.1研究课题的背景91.4.2研究课题的内容102. 实验部分112.1 原料与仪器112.1.1 主要原料112.1.2 主要仪器122.2 实验方法122.2.1丙烯酸树脂合成配方和技术路线122.2.1.1 丙烯酸树脂合成配方122.2.1.2阴离子丙烯酸树脂的合成工艺132.2.1.3电泳涂装及热
2、固化132.2.3 丙烯酸树脂的测试及表征142.2.3.1丙烯酸树脂酸值测定142.2.3.2丙烯酸树脂羟值测定142.2.3.3固含量的测定152.2.3.4聚合物溶液透光率152.2.3.5热稳定性表征152.2.3.6玻璃化温度表征152.2.3.7结构表征152.2.4 涂膜的性能测定152.2.4.1电泳漆的贮存稳定性152.2.4.2电泳漆水分散体粒径及分布152.2.4.3电泳漆的透光度162.2.4.4电泳漆的粘度162.2.4.5涂膜附着力162.2.4.6漆膜冲击强度162.2.4.7涂膜硬度162.2.4.8漆膜的厚度163. 结果与讨论173.1丙烯酸树脂的水溶性17
3、3.2单体组成对树脂水溶性的影响173.3助溶剂的选择183.4中和剂的选择193.5树脂合成过程和引发剂的选择203.6羟值对树脂固化性能的影响213.7树脂及漆膜红外光谱分析213.8树脂热固化成膜的研究223.8.1树脂热固化DSC分析223.8.2树脂热固化TG分析243.9酸值对丙烯酸树脂水分体性能的影响253.9.1酸值对丙烯酸树脂水分散体粒径的影响253.9.2酸值对电泳漆粘度的影响263.9.3酸值对电泳漆透过度、贮存稳定性、漆液水溶性及外观的影响273.10热固化电泳漆漆膜的性能284. 结论29参考文献30致谢32丙烯酸酯阳极电泳涂料树脂的制备与性能研究李健仪摘要本文采用甲
4、基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯为主单体，甲基丙烯酸、丙烯酸-羟乙酯为交联功能单体，氧化苯甲酰为引发剂，一缩二乙二醇单甲醚和异丙醇做混合溶剂，通过自由基溶液聚合制备丙烯酸酯阳极电泳涂料树脂。本文对丙烯酸树脂水溶性因素进行研究；对助溶剂、中和剂、引发剂的选择进行分析研究；采用傅里叶变换红外光谱法（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）对丙烯酸树脂的结构特性、热稳定性、玻璃化转变温度进行了分析。将丙烯酸树脂与常用的氨基树脂固化剂混合后进行电泳涂装，得到了附着力好、耐冲击强度好、耐溶剂性优的涂膜。采用傅里叶变换红外光谱法（FTIR）、QCJ-J型漆膜冲击器对漆膜的红外光谱、抗冲击性能
5、进行了研究。关键词：丙烯酸酯树脂，电泳涂装，溶液聚合，性能Study on Preparation and Performance of Acrylic resins for Anodic Electrophoretic Coatings Li Jian YiAbstractIn this paper,the anionic acrylic resin was synthesized by free radical polymerization technique in solution using methyl methacrylata(MMA), sthrene(ST), butyl ac
6、rylate(BA) as the main monomers, methacrylate(MAA), -hydroxy ethyl acrylate(HEA) as crosslinking functional monomers, BPO as initiator, diethylene glycol monomethyl ether(DEGME) and isopropyl alcohol(IPA) as mixed solvents. Tha fators that affect the water-soluble acrylic was analysised.And analysis
7、de the selection of the solvent,neutralizer,initiator.Using infrared spectrometer(FT-IR), thermogravimetric analyzer(TGA), differential scanning calorimetry(DSC), various properties of polyepoxyacrylate resin were studied and discussed, which included infrared spectra molecular weight and distributi
8、on, thermal stability, glass transition temperature.Mix the acrylic resin with the amino resin as curing agent, and then making an electrophoretic coating experiment.And the film had good adhesion, good moderate hardness and solvent resistance. Fourier transformation infrared spectroscopy(FT-IR),QCJ
9、-J-type film impactor were used for the studying of coatings structure,impact resistance.Keyword : acrylic resin, anodic electrophoretic coating, solution polymerization, performance V1. 前言1.1 引言在我们的日常生活中，金属腐蚀随处可见。金属表面处理是提高金属产品防腐和装饰等性能的重要手段，但在表面处理行业中的废水、废气、废渣却是工业三废污染源。工业发展导致全球变暖、森林减少、酸雨和臭氧层破坏等，其后果已经
10、影响了生态平衡。随着人类对生态环境的日益重视，工业对生态环境的影响问题逐步得到关注。现代工业的发展必须考虑生态环境保护和减少污染的要求，因此，开发高性能、环保的表面处理新技术受到了人们的广泛关注1。涂覆有机涂料是使用最广泛的金属表面处理方法，在传统的溶剂型涂料中，大约含有一半左右的有机溶剂。溶剂在涂料施工中主要是用来调整涂料的粘度，使涂料形成均匀连续的薄膜。随后，在漆膜的干燥过程中蒸发至空气中。大量挥发性溶剂的存在，必然给涂装过程带来许多的危害，如火灾、操作者中毒和环境污染等2。随着环境保护呼声的日益增高，人们提出了涂料应向高固体分涂料3、水性涂料4、粉末涂料5、辐射固化涂料6等环保型涂料方向
11、开拓。在这些新型涂料中，以水为主溶剂的水性涂料占有重要的地位。水性涂料最突出的特点是全部或者大部分用水取代了有机溶剂，成膜物质以不同方式分散或溶解在水中，干燥或固化后漆膜具有溶剂型涂料似的耐水和物理性能。水溶性树脂漆是在20世纪60年代初期获得发展并在工业上得到广泛应用的新型涂料，是用水作为主溶剂的。水溶性树脂漆的合成树脂之所以能溶于水，是由于在聚合物的分子链上含有一定数量的强亲水性基团，例如含有羟基、氨基、羧基、醚基、酞胺基等。但是这些极性基团与水混合时多数只能形成乳浊液，它们的羧酸盐、氨盐则可溶于水中，因而水溶性树脂绝大多数以中和成盐的形式获得水溶性7。电泳涂装是20世纪60年代开始出现并
12、发展起来的涂装方法，是建立在胶体化学和电化学的理论基础之上的，利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于作为电极之一的基材表面上的一种涂装方法。电泳涂装在环境污染和所使用的有机化学物方面均有着较高的环保性。具体表现为：电泳涂装使用水溶性涂料，涂料中80%以上是水份，溶剂挥发很少，对环境的污染也相对减少。电泳涂装主要使用丙烯酸树脂或环氧树脂（无铅），对人体无特别的毒性。电泳涂装过程中带出的涂料可100%的回收利用1。随着人工合成树脂的发展，在水溶性树脂出现后，电泳涂料一种结合了水溶性树脂漆和电泳涂装原理的环保型涂料应运而生。电泳涂料，以水作为分散介质，基体树脂和其他助剂分散于
13、水中，形成带电荷的树脂粒子，在直流电场的作用下，向带相反电荷电极移动，并沉积在电极工件表面，经热烘烤固化成致密的漆膜。电泳涂料作为水性涂料中的佼佼者，具有两大优点，一是以水为溶剂，无污染、无毒、无火灾危险；二是采用电泳涂装工艺，对任何复杂的工件都能得到均匀致密的涂层，从而具有较高的耐腐蚀性1,2。因此，电泳涂料已广泛应用于汽车、轻工、农机、家电、军事、建材等领域8，9。 20世纪50年代，英国ICI公司和美国Ford公司共同研究出一种阳极电泳涂料10，1971年，美国PPG公司首先研制成功第一代阴极电泳涂料11。由于阴极电泳涂料成本很高，且对于某些金属材料，如铝型材，采用阳极电泳涂料效果更好，
14、经阳极电泳涂料处理后的铝型材抗碱性能提高。因此，随着国内外铝型材业的大力发展，阳极电泳涂料有巨大的发展潜力2,12。丙烯酸酯阳极电泳涂料是阳极电泳涂料的新一代产品，丙烯酸酯类涂料涂膜对光的主吸收峰在太阳光谱范围之外，因而具有特别优良的耐光性及耐户外老化性，且其涂膜光亮、外观平滑，在轿车、轻工、家用电器、建筑等工业领域都有广泛的应用13。当前国内使用的阳极电泳涂料多由国外进口,自主开发的产品同国外产品相比，存在着涂层硬度不高或是光泽度较低、流平性不好以及槽液稳定性较差等缺点，而亲水性单体用量对树脂水分散性、稳定性影响的研究很少见报道。本文合成了一种热固型丙烯酸酯阳极电泳涂料树脂，研究了甲基丙烯酸
15、、丙烯酸-羟乙酯和助溶剂等对电泳漆的水分散性、稳定性及漆膜性能的影响。制得的涂膜平整光滑，致密均匀，综合性能好。采用差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）探究了电泳漆的固化过程，并使用傅里叶变换红外光谱法（FTIR）对树脂和漆膜的结构进行表征。1.2电泳涂料1.2.1电泳涂料的工作原理电泳涂料是一种利用电泳涂装方法进行涂装的新型环保型水性涂料。其涂装原理是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜。从直观上讲，电泳涂装的过程类似于电镀，其与电镀最大不同之外表现在电泳后沉积析出物质的导电性方面。电镀时，虽已进行了电沉积，但极间导电性并不发生变化；而有机涂层则由于具有绝缘性，随着电沉积进行，极间电阻发生显著变化，由此导致被涂物表
