电泳涂料主体树脂常选择多种单体加以组合,主要是综合利用各自的特点使制成的树脂具有最符
合理想并能满足各方面要求的性能。通过多种单体共聚合可以达到很多目的,如:1) 调整树脂的玻璃化
温度以获得理想的柔韧性和脆性;2) 给以热固交联所需要的活性官能团;3) 改良耐光性或耐热性、耐寒
性;4) 改进极性以获得所需要的溶解性及附着力;5)改进耐油性、抗水性或耐化学药品性; 6) 降低成本
等。
实践证明,很多高分子树脂经过改性带上正电荷后,都可以成为阴极电泳涂料的成膜物质。使树
脂阳离子化的方法很多,关键是必须在聚合物上引进某些具有孤对电子的元素,如氮、磷、硫等,再用酸中和(质子化) 使之具有水溶性。当前应用的主要有丙烯酸树脂类,环氧树脂类,聚丁二烯类和聚氨酯类等几种主体树脂。其中阴极电泳涂料引入氮肥元素的居多。
丙烯酸电泳漆树脂类型
最初阴级电泳涂料用的丙烯酸树脂只是把阳极涂装用的丙烯酸树脂加以改性得到,比如把聚合物
主链中的羧基换成胺基。后来合成了阴极涂装用丙烯酸树脂。丙烯酸树脂的涂膜颜色浅,光泽高,保
光,耐候性佳,应用领域广,而且单体来源丰富。单 体一般选择苯乙烯(St) 、甲基丙烯酸甲酯(MMA) 等
硬性单体和丙烯酸丁脂(BA) 、丙烯酸二乙基己酯(2EHA) 等软单体。叔胺基的引入有两种方法:
其一,是直接选择带有叔胺基的丙烯酸酯类单体,这些单体在引发剂存在下,进行自由基
聚合得到丙烯(酸) 类共聚物,再经酸化获得季铵盐基高分子阳离子。
其二,是聚合单体除选择调整漆膜软硬度的单体外,还选择带有环氧基团的丙烯酸脂单体,常用的
是甲基丙烯酸环氧丙酯( GMA)
环氧树脂类
环氧树脂类涂料作为底漆有很高的附着力和防腐蚀性能。选择它作为阴极电泳涂料的主体树脂,也可以通过两种方法使之阳离子化。
直接胺中和
某些环氧树脂(环氧当量EN > 450) 可以直接用仲胺或酮亚胺打开环氧基,再中和生成阳离子聚
合物而成为阴极电泳涂料的主体树脂,基本原理与丙烯酸环氧丙酯的开环反应过程相似。
对于环氧当量较小的环氧树脂,往往需要先扩链,得到较大环氧当量的改性环氧树脂,再经胺化和
酸中和,就得到阴极电泳涂料的主体树脂。常见的有双酚A 扩链、多胺扩链和聚醚(酯) 二元醇扩链。
扩链后的树脂含有一定数量的侧羟基,涂膜的柔韧性和附着力都能得到改善。
扩链后胺改性
(A) 多胺扩链改性[10 ,11 ] : Eberhard Schupp 、Michael Geist 和Willian J . Relanger 等人研究了多胺对环氧树脂的改性,所得的环氧树脂大分子中有许多仲胺基及相当数量的侧羟基,
(B) 聚醚(酯) 二元醇扩链: [12 ,13 ]改性的化学过程与我们周知的双酚A 改性过程相似,只不过得到的环氧树脂大分子柔韧性比较好,这是由于大分子链中有许多醚键和酯键的缘故,涂膜的附着力好。
聚氨酯树脂类
阳离子聚氨酯电泳涂料是利用环氧树脂的耐用腐蚀性、耐水性的优点,在封闭异氰酸酯的作用下,
引入叔胺基,再用胺中和生成阳离子型水系PU 涂料,在高温下封闭剂解封,膜交联硬化。
目前,世界上对聚氨酯树脂类涂料的改性研究较多,相关文献也各有新意,我国的科学工作者在这方面也做了大量工作,成绩斐然。
聚丁二烯树脂类
在电泳涂料的发展史上,聚丁二烯阳极电泳涂料作为一个承前启后的品种,在70 年代独领风骚。
其基本工艺为聚丁二烯(L PB) 顺酐化后再胺化,经酸中和为阳离子电泳涂料。反应关系式略。
阴极电泳涂料是随着阴极电泳应用日益扩大而发展起来的。现在世界上开发不断增大,许多新改
性的阴极电泳涂料不断涌现,实用性更强,装饰性更好,早已打破了单一应用在底漆上的限制而走向我
们的日常生活。阴极电泳涂料的主体树脂也不断优化,逐渐向工艺简单,低毒,高水性等性能开发发展,
这使得阴极电泳涂料各方面的综合性能将会更优异,更适应现代绿色环保涂料的时代主流要求。