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孙家娣：高泳透力阴极电泳涂料乳液的研制
2008 年之前，为了达到车身内表面泳透力的应用 表 1 电泳涂料乳液实验参考配方
要求， 车身外表面漆膜厚度电泳涂装后在 25 μm 左 材料名称 w/%
[4]
右，泳透力控制在 0.4 左右(四枚盒法) 。 2008 至 2011 胺化环氧树脂 10~30
封闭型异氰酸酯 8~14
年开发了新一代高泳透力电泳涂料，车身外部膜厚控
流平助剂 2
制在 22 μm 左右，泳透力达到 0.45 以上(四枚盒法)，
乙二醇丁醚 5
这一改进可以降低 10%左右的涂料消耗 [5-6] 。 近年来，
乙酸 0.5~2
随着环保压力越来越大和成本控制的日趋严格，电泳
去离子水 50~60
涂料泳透力的进一步提升仍是有待解决的技术难题，
要求保持车身内表面或内腔的膜厚不变，降低车身外 备漆膜，依据 GB/T 3452.2—2008 测试漆膜厚度，按照
部膜厚，四枚盒泳透力达到 0.55 以上，进一步提升效 GB/T 6739—2006 测试漆膜铅笔硬度， 漆膜柔韧性依
[7]
益降低成本 。 照 GB/T 1731—1993 进行测试，漆膜耐冲击性能依照
本研究采用胺化环氧树脂作为主体成膜树脂，添 GB/T 1732—1993 进行测试 ， 漆 膜附 着力 按 照 GB/T
加封闭型异氰酸酯固化剂和有机酸中和剂，去离子水 9286—1988 表征。 在标准 Bonder 板上电泳涂装，依照
乳化后制备高泳透力阴极电泳涂料乳液，对乳液的制 GB/T 1771—2007 实施漆膜耐中性盐雾试验。
备和性能进行研究，同时考察电泳涂料的泳透力及漆
膜的性能。 2 结果与讨论
2.1 高泳透力阴极电泳涂料乳液的合成及表征
1 实验部分
2.1.1 有机酸用量的影响
1.1 实验原料
胺化环氧树脂是电泳涂料的主体成膜树脂，但其
胺化环氧树脂、流平助剂、封闭型异氰酸酯、电泳
需经有机酸质子化后才可获得水溶性的阳离子树脂，
专用灰浆：工业级，中海油常州环保涂料有限公司；乙
该反应对阴极电泳涂料乳液的制备极为关键。 常用的
二醇丁醚：工业级，南京国晨化工有限公司；乙酸：工
工业有机酸为乙酸，来源广泛、价格低廉，乙酸的用量
业级，上海锦悦化工有限公司。
对乳液稳定性的影响如表 2 所示。 从中可以看出，乙
1.2 高泳透力阴极电泳涂料乳液的合成及表征 酸用量为 0.5%时， 乳液状态微泛蓝相， 稳定性欠佳，
说明酸用量偏低时，树脂水溶性不足，难以形成稳定
按配方将胺化环氧树脂、 封闭型异氰酸酯交联
的乳液；当酸用量为 1%和 1.5%时，可以获得状态优
剂、 流平助剂、 乙二醇丁醚加入 1 000 mL 四口烧瓶
良的乳液；而当酸用量为 2%及以上时，乳液状态呈半
中，四口烧瓶配有温度计、搅拌器、及冷凝装置。 加热
透明或透明状，说明酸用量偏高，树脂水溶性过强，呈
升温至 70~80 ℃保温搅拌 1 h 混合均匀，加入乙酸，继
水溶性状态。 依据研究结果，乙酸的用量为 1.0%时即
续保温搅拌 30 min 以上。 缓慢加入去离子水乳化，得
可获得状态优良的乳液。
到阴极电泳涂料乳液，实验参考配方如表 1 所示。 乳
2.1.2 胺化环氧树脂用量的影响
液固体份依据 GB/T 6751—1986 进行表征， 乳液 pH
和电导率按照 HG/T 3334—2012 测试，乳液的粒径采 胺化环氧树脂用量不仅影响乳液的稳定性，而且
用 MASTERSIZER3000 型马尔文纳米粒度仪表征。 影响涂膜的性能。 胺化环氧树脂用量对电泳乳液的影
响结果如表 3 所示。 从表中可知，随着树脂用量的增
1.3 漆膜性能测试及表征
加，乳液的状态优良且稳定性增强，这是由于乳液组
将上述制备的高泳透力阴极电泳涂料乳液与电 分中流平剂及固化剂不具有水溶性，主要靠树脂的水
泳专用灰浆、 去离子水按质量比 4∶1∶5 配制成电泳槽 溶性实现包裹形成稳定的乳液。 当胺化环氧树脂的用
量为 10%~15%时，树脂无法对助剂(流平剂、固化剂)
液，室温搅拌熟化 24 h 后，进行电泳涂装实验。泳透力
形成有效包覆，乳液状态欠佳，稳定性难以满足应用
采用四枚盒法进行测试。 在马口铁板表面电泳涂装制
50 涂层技术 COATING TECHNOLOGY
