摘要:以偏氯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯等单体为主要原料,合成了含偏氯乙烯的丙烯酸酯乳液,将自制的乳液、炭黑浆、pH调节剂和活化剂等配制成稳定的并具备反应活性的自动沉积涂料,对汽车用钢板进行了自动沉积涂装,其漆膜附着力可达1级,耐盐水性可达360h以上。

    关键词:自动沉积;防腐底漆;汽车涂装

    0.引言

    自动沉积涂装是继电沉积涂装之后出现的又一种先进涂装工艺。该工艺是一种不用通电,而通过化学反应使涂料覆盖在钢材表面的全浸式水系涂装方法,其基本原理为具有适当稳定性的乳胶粒子,在金属(工件)与槽液界面处发生化学反应,而形成的局部高浓度凝结离子场使乳胶粒子发生脱稳而沉积在工件表面的过程。过程的推动力是界面和体相的浓度差[1]。

    自动沉积涂装与其他涂装工艺相比较具有独特的优势,主要特点包括:(1)涂料自动覆盖在浸入漆液中的金属全表面(包括内表面和外表面);(2)优良的附着力和选择性(只涂装金属部分);(3)固化温度低,允许涂装装配器件(金属橡胶或金属塑料);(4)耐腐蚀性好;(5)适用于任何几何形状,不存在效应;(6)不需要化学前处理等。

    自动沉积工艺与浸漆涂装工艺相比,自动沉积涂膜耐腐蚀能力比浸漆漆膜明显提高。而且无浸漆漆膜的流挂和厚边的问题,但操作较浸漆复杂。自动沉积工艺与阳极电泳相比,自动沉积涂料膜的耐腐蚀能力比阳极电泳有所提高,操作控制比阳极电泳容易,且投资仅为阳极电泳的50%。自动沉积工艺与阴极电泳相比,自动沉积能使阴极电泳由于电屏蔽而无法泳上的表面泳上自动沉积涂料,而且操作控制比阴极电泳容易得多,而所需资金仅占阴极电泳的20%。自动沉积涂料成本是阴极电泳漆的30%,但目前的自动沉积涂料漆膜质量比阴极电泳漆仍要逊色一些。由于自动沉积涂料具有上述诸多优点,且朝着“节能源、省资源、低污染、高效率”的环保型方向发展,已广泛应用于金属器件的高性能、功能化精饰涂装[2-5]。

    自动沉积涂料目前主要以丙烯酸酯类、聚偏二氯乙烯(PVDC)和环氧基聚醚类聚合物为成膜物质。由于聚偏二氯乙烯具有良好的防腐性能,聚丙烯酸酯耐候性好,本文将两者结合起来合成共聚乳液,并配制成自动沉积涂料,在钢板上进行自动涂装,并测定其漆膜性能。
1.实验部分

    1.1实验原料

    甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、偏二氯乙烯(VDC)、叔十二碳硫醇(TDM)、十二烷基硫酸钠乳化剂(K-12)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、过硫酸钠、亚硫酸氢钠(NaHSO3)。

    1.2偏二氯乙烯-丙烯酸酯乳液的合成

    将45.0kg去离子水、1.2kg十二烷基硫酸钠乳化剂(K-12)、0.6kg烷基酚聚氧乙烯醚(NP-10)投入反应釜中搅拌均匀,依次加入4.0kgMAA、2.0kgHEMA、20.0kgBA、7.0kgAN、18.0kgMMA、9.0kgSt、37.6kgVDC及0.1kgTDM,于室温下搅拌0.5h,转速500～600r/min,形成预乳液。于另一反应釜中加入40.0kg去离子水、0.2kgK-12搅拌溶解,通氮气至反应体系压力0.25MPa,升温至60℃,加入0.06kg过硫酸钠、0.06kg亚硫酸氢钠和5.0kg水的溶液作为初始引发剂,加入1/10的预乳液作为种子乳液,待反应体系泛蓝光,同时滴加剩余预乳液和引发剂,该引发剂是0.09kg过硫酸钠、0.09kg亚硫酸氢钠和30.0kg水的溶液。用4h滴加完预乳液,4.5h滴加完引发剂;当乳液滴完,升温至86℃熟化0.5h,降温、卸压、检验、出料。

    1.3自动沉积涂料的配制

    称取定量的聚合物胶乳,然后在搅拌下慢慢加入定量的颜料色浆、双氧水、三氟化铁、氢氟酸和去离子水,搅拌均匀即可制得适用于金属涂装的自沉积涂料