Page 20 - 涂层与防护2019-04

李涛，等：二乙醇胺对环氧阴极电泳涂料固化温度的影响

130 ℃时，出现第二个平台，说明固化剂在此温度下完
2. 结果与讨论 全解封。
要获得在较低温度下固化完全的漆膜，在电泳漆
2.1 环氧阴极电泳涂料乳液制备
中使用的固化剂———封闭异氰酸酯的匹配也很重要。
在乳液合成实验中，采用 3 种不同的比例，使二 封闭异氰酸酯的解封温度，应不大于漆膜的期望固化
乙醇胺和环氧树脂反应， 且二乙醇胺的用量逐渐增 温度。 例如，要得到 150 ℃完全固化的漆膜，就应选用
加。 为保证平行对比，环氧树脂的用量保持不变，并使 解封温度低于 150 ℃的固化剂， 否则在 150 ℃下，固
用相同的固化剂。 控制唯一的变量就是二乙醇胺的用 化剂尚未完全解封，无法完全与主体树脂上的羟基进
量。 由此制备出的乳液，外观为乳白色的乳状液体，蓝 行交联，导致漆膜的固化不完全，在实际使用中就不
相明显，状态正常。 于 50 ℃的条件下贮存 7 d，稳定性 能达到性能要求。
良好。 然而进一步提高二乙醇胺的用量，制得的乳液
呈半透明状，于 50 ℃下贮存 2 d 即发现软沉底。 3 测定漆膜的固化性能

2.2 固化剂解封温度的测定
采用按表 1 中 3 种配方制得的乳液，使用相同的
异氰酸酯的封闭和解封反应， 是一对可逆反应 色浆，分别配制电泳涂料槽液并泳板，每种槽液做板 3
（图 1）。异氰酸酯在加热和催化剂的作用下，与含有活 块，分别在 145 ℃、140 ℃、130 ℃下烘烤 30 min。 并对
泼氢的物质反应，C=N 双键被打开，发生加成反应，生 每种漆膜性能做了简单测试，结果如表 3 所示。
成封闭异氰酸酯 。 表 3 漆膜部分性能测试结果
[6]
待工件经过电泳制得漆膜后，在烘烤过程中异氰 项目 检验结果
酸酯解封，重新得到异氰酸酯基团，该基团与环氧树 外观 平整光滑
脂上的羟基发生交联， 得到致密的大分子网络结构， 膜厚/μm 20-25
从而漆膜被固化，获得耐腐蚀、致密的涂层。 硬度，≥ 3 H
附着力（划格法）/级 0
K 1
柔韧性/mm 1
耐冲击/cm 50
K -1
图 1 异氰酸酯的解封和封闭反应
从表 3 的各项数据可以看出，漆膜的这几项基本
采用 TGA 对固化剂解封温度进行测定，测试结果
性能良好，且无明显差异，因此可判断，二乙醇胺的用
如图 2 所示。
量未对漆膜的这几项性能造成影响。
漆膜其他性能达标后， 对漆膜的固化性能进行重
点考察。 本研究采用化工行业标准 HG 3334-2012 中
4.17 节提到的方法进行测试：湿膜在指定温度（145 ℃、
140 ℃、130 ℃）下烘烤 30 min 并自然冷却后，以丙酮
样品重量/g 作为溶剂，润湿脱脂棉，以 1~2 kg 的力量在漆膜上往

返擦拭 10 次，一次往返算作擦拭一次。 擦拭完毕后，
观察漆膜表面失光情况以及脱脂棉上是否着色。 实验
结果如图 3 所示。
从图 3 和图 4 可以看出，当烘烤条件同为 130 ℃、
30 min，环氧基和二乙醇胺的物质的量的比为 2∶1 时，
温度/℃
图 2 固化剂解封温度 DSC 曲线 可看出漆膜表面出现明显失光、 变色等破坏情况，脱
从图中曲线可以看出，在 110 ℃左右，曲线出现 脂棉上黑色痕迹严重；环氧基和二乙醇胺的物质的量
第一个平台，说明固化剂在此温度下开始解封；待到 比为 1.8∶1 时，漆膜表面出现失光、变色，但不明显，脱

8 分析测试 ANALYSIS AND TEST