欢迎光临丹虹新材料(苏州)有限公司官方网站!
  • 海虹老人牌油漆

  • 丹虹新材料(苏州)有限公司
    全国免费服务热线:180-2023-0077
联系我们
咨询电话
180-2023-0077

联系人: 张经理

手机: 180-2023-0077

电话: 180-2023-0077

传真: 0512-58641345

邮箱: mhzh@redpaint.cn

Q Q:udows:companyQQ1]

网址: www.redpaint.cn

地址: 江苏省苏州市张家港锦丰镇玖隆物流大厦

海虹老人合成环氧树脂阴极电泳涂料的介绍
来源:www.redpaint.cn 发表时间:2018-10-12

阴极电泳涂料具有低污染、高效和节能的优点,广泛应用于汽车、轻工、建材、家电等的涂装。海虹老人阴极电泳涂料是以阳离子树脂为基料树脂,封闭型或部分封闭型的多异氰酸酯类为交联剂,并配合其他成分组成[2]。当前应用的主要有丙烯酸类,环氧树脂类,聚丁二烯类和聚氨酯类等几种树脂。应用最多的类型是以仲胺开环的环氧树脂类。

海虹老人合成环氧树脂阴极电泳涂料的介绍-丹虹新材料(苏州)有限公司
MEQ值是对于涂料固含量的100g所需中和剂的毫摩尔数,其单位为mmol/100g。在生产过程中,pH值往往是衡量树脂中和程度的指标,而MEQ值则往往被忽略,但是由于pH值受杂质离子影响较大,而MEQ值受杂质离子的影响较小,能较好的反应树脂的中和情况。因此MEQ值是涂料水溶性的重要表征参数。

本实验采用二乙醇胺作为胺化试剂,采用经过TMP预聚的全封闭的甲苯二异氢酸酯作为固化剂,合成环氧树脂阴极电泳涂料[4]。测定了反应时间、温度的影响并探讨了固化剂的加入量对乳液粒径的影响。通过电位滴定的方法测定了MEQ值,并探讨了MEQ值对涂膜质量的影响。

1实验部分

1.1实验原料

甲苯二异氰酸酯(TDI,CP,天津益利化工厂);三羟甲基丙烷(TMP,AP,天津科密欧化学试剂有限公司);正丁醇、二正丁胺、二甲苯、氢氧化钠、浓盐酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二月桂酸二丁基锡、二乙醇胺(以上试剂均为xe);E-44环氧树脂(镇江丹宝树脂有限公司)。

1.2仪器

Perkin-EImerSpectrum-2000傅立叶变换全反射红外光谱仪(美国);PHS-25型数显pH计(上海智光仪器仪表有限公司);Nano-ZS90激光粒度分析仪(英国马尔文仪器有限公司);DDY-8电泳仪(北京市六一仪器厂);T1220涂层测厚仪(上海峰志仪器有限公司);漆膜冲击器(上海安锐自动化仪表有限公司);DDS-307电导率仪(上海申骋仪器科技有限公司)。

1.3实验步骤

1.3.1TDI-TMP预聚向装有温度计、滴液漏斗、油水分离器、冷凝管的四口烧瓶中加入混合溶剂,和适量三羟甲基丙烷(TMP),回流脱水,降至室温,然后缓慢滴加甲苯二异氰酸酯,控制温度在70℃以下,滴加完毕后,70℃反应3h,测定NCO含量达到要求后,降温出料。

1.3.2全封闭固化剂的制备取适量上述的预聚物,升温至40℃,加入封闭剂,然后升温到70℃,保温反应3h,测定NCO含量达到要求后,降温出料备用。

1.3.3阴极电泳漆基料树脂的制备向装有温度计、滴液漏斗、油水分离器、冷凝管的四口烧瓶中加人E-44环氧树脂,适量二甲苯,升温至120℃,回流脱水,降温至70℃,恒温0.5h。缓慢滴加二乙醇胺,滴加完毕后80℃反应2h,反应完毕后,升温至160℃,脱去水和溶剂,降温至70℃,缓慢滴加封闭的TDI,保温2h,抽真空,脱去溶剂乙酸乙酯与乙酸丁酯,加入适量助溶剂正丁醇,缓慢滴加乳酸,反应1h,加入二月桂酸二丁基锡,适量去离子水分散制得一定固含量的乳液。

1.3.4涂装工艺以不锈钢板做阳极,以经过脱脂,磷化后的马口铁板作为阴极,在150V下电泳三分钟,水洗,在180℃下烘烤30min即可。

1.4性能测试

1.4.1红外测试采用傅立叶变换全反射红外光谱仪(P.ECo.Spectrum-2000),溴化钾压片法。

1.4.2环氧值的测定:GB/T4612-1984

1.4.3NCO含量的测定:二正丁胺一盐酸滴定法测定试样的-NCO含量。

1.4.4MEQ值的测定:采用电位滴定法[5]

1)精确称取电泳槽液试样约10g,放入100mL烧杯中;

2)在上述试样中加入THF溶液50mL,接人电位滴定装置;

3)将所得试样溶液用0.05moL/L氢氧化钾乙醇标准液按1mL/min的速度手动滴定,做电位曲线图。

4)计算:根据下式计算MEQ值

MEQ=×100

式中:V——滴定所消耗氢氧化钾乙醇标准溶

液的毫升数,mL;

N——氢氧化钾乙醇标准溶液的浓度,mol/L;

G——电泳槽液试样的质量,g;

S——电泳槽液试样的固体份。

1.4.5粒径的测定将乳液用水稀释至约3%的浓度,测定吸光度和折光率,于英国马尔文激光粒度分析仪(Nano-zs90)上测定体系的粒径分布[6]。

1.4.6漆膜性能测试GB-T1732-1993漆膜耐冲击测定法;GB-1763-1979漆膜耐化学试剂性测定法;GB/T1764-1979漆膜厚度测定法;HG/T3335-1977电泳漆电导率测定法。

2结果与讨论

2.1红外分析[3,4]

下图中l为固化剂红外光谱,可以看出:在3200cm-1至3600cm-1表征多元醇的羟基伸缩振动的3368cm-1吸收峰已经基本消失,在2200~2300cm-1区域是典型的异氰酸根的吸收区域,可以看出异氰酸根已经基本消失不见,证明封闭反应已经发生,并反应完全。

图1红外谱图

图中2为经二乙醇胺改性后的环氧树脂的红外光谱图,可以看出,由于二乙醇胺与环氧树脂的加成反应,在910cm-1处的环氧基特征吸收峰消失,同时由于二乙醇胺的引入,使得3463cm-1处的羟基吸收带加宽加深,反应生成的叔胺结构在1094cm-1处,产生其特征吸收峰。

2.2固化剂的制备

2.2.1预聚体的制备通常制备预聚体采用含活泼氢的羟基化合物,主要分为两类:一类是低分子量的醇,如TMP;一类是高分子化合物,一般由多元醇聚合反应得到。通过预聚,可以得到光滑平整的涂膜。

2.2.2封闭剂的选择

出于节能方面的考虑,采用低温解封的固化剂是阴极电泳涂料的发展趋势。目前常用的封闭剂有苯酚、醇、醚等,苯酚因为其解封温度在170~180℃之间,温度较高,乙二醇类对人体有一定的毒性,故本实验选择正丁醇作为封闭剂。

2.3反应温度、时间对环氧基转化率的影响

实验按环氧基与二乙醇胺按摩尔比l:1进行反应,测得反应转化率如下图所示:


由上图可以看出,随着反应时间和反应温度的增加,环氧基的转化率不断提升,但120min之后,环氧基的转化率逐渐趋于平缓,这是因为温度升高,体系的粘度降低,从而加大了分子问的碰撞几率,反应加快,但温度过高反应生成的叔胺结构有促进环氧树脂交联固化的作用[7]。因此将实验的反应条件确定在80℃、120min,反应转化率为91.2%。

2.4MEQ值的测定

本实验通过电位滴定的方法根据加人碱的体积和电位与体积的导数作图,确定了滴定终点。本实验不需要自动电位滴定仪等设备,较适宜小型的涂装线进行日常的监测。下图是加入乳酸质量为7.5g时的滴定曲线图。

由上图得到测得加入碱的体积为19.42mL,带人公式计算得到MEQ值为36.5。同时,还分别测定加人乳酸量为6.5g和8.5g时槽液的MEQ值进行了测定,并对涂膜性能进行了测定,见下表:

表1MEQ值对漆膜外观的影响

由上表可以看出,在pH值相近的情况下,MEQ值的大小,直接影响最终的涂膜质量,当MEQ值较高时,树脂被过度中和,亲水性增强,但是乳化效果不好,被过度中和的树脂在静电力的作用下,容易发生断键并最终导致涂膜的膜厚变薄;而MEQ值过低,树脂中和程度不够,亲水性差,稳定性差,易于沉降,同时,造成涂膜有针孔橘皮现象的出现。

2.5粒径测定

将未加入固化剂,加入固化剂与环氧树脂的摩尔比分别为1.1,1.5的三种乳液稀释至一定浓度,分别测定其吸光度和折光率作为参数,测定其粒径分布如下图所示:


由上图可以看出,未加人固化剂,乳液的平均粒径为108nm,加入固化剂l:1.1时,乳液平均粒径变为201.2nm,加入固化剂l:1.5之后,乳液平均粒径为327nm,粒径分布较为均匀。粒径过小时,对涂膜厚度的增加不利,而粒径过大时,则对涂膜的致密性和外观平整性不利,因此,选择固化剂与环氧树脂的摩尔比为1.1。

2.6涂膜综合性能

经过水洗、电泳、烘烤、固化,再水洗,最终得到的涂膜综合性能指标如下表所示:

通过上表可以看出,涂膜有较好的耐水耐酸碱性能;通过划格试验,切割边缘平整光滑,无明显的脱落,涂膜附着力较好;通过上述检测,得到了外观平整,综合性能优良的漆膜。

本实验以环氧树脂为骨架,加入了TMP预聚的甲苯二异氰酸酯固化剂,合成了贮存稳定,涂膜性能优良的电泳涂料,并提出了一种简便测定槽液MEQ值的方法,该法设备简单,投资小,易于推广。

  [newsnext]

相关新闻
相关产品
[field:kefu]