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电泳涂料用硫鎓盐、季铵盐混合型分散树脂的合成与性能研究

电泳涂料自20世纪70年代出现以来，在汽车工业领域有着无可替代的地位。采用电泳涂装，可以使汽车部件的内腔充分上漆，耐腐蚀能力非常优秀。随着电泳涂料的发展和国家对VOC的控制越来越严格，电泳涂料被应用于更多的领域，如家电、装饰品和运动器材等。

目前，施工中常用的电泳涂料均为双组分，即由乳液和颜料浆2个组分组成。根据施工的要求可以灵活地使用多种颜料浆与其搭配。在施工过程中，电泳涂装的工件需要进行前处理；在乘用车领域通常采用效果好的锌系磷化作为前处理手段，这样得到的电泳涂层的耐腐蚀性能优秀。但是，锌系磷化前处理手段成本相对较高。在农用车和家电等领域经常采用铁系磷化前处理，这样虽然可以降成本，但是涂层的耐腐蚀性也随之降低。Ziegler等采用第三和第四副族的金属（如，钪、钛、钇、锆等）代替锌系磷化，来提高涂层的耐腐蚀性能，但这种方法也不利于降低成本。前人通过提高涂层交联度的方法来改善这个问题，在制备主体树脂的过程中，采用扩链工艺或者直接使用更大相对分子质量的环氧树脂，这种方法效果明显，但是更高相对分子质量的环氧树脂带来流平性不好和涂层外观下降的问题。此外还有通过在涂层中使用更多的交联剂或者催化剂的方法来提高交联程度，这种方法直接有效，但是会导致电泳施工整体成本上升。

有文献指出，硫鎓盐类物质可以和铁元素形成配位键，而原来的季铵盐分散树脂没有此类的配位作用。硫化合物和铁元素的配位化学键可以提高涂层与基材的贴合性，进而提高涂层的耐盐雾性。如果仅采用含硫化合物制备分散树脂，会发现分散树脂的水溶性弱于季铵盐树脂，硫鎓盐树脂水溶液的黏度也偏低，制备成颜料浆后，颜料浆的稳定性不够优良，易产生沉淀，影响终端用户的使用效果。采用含硫化合物和叔胺混合制备分散树脂，提高了分散树脂的水溶性和分散树脂水溶液的黏度，降低了分散树脂的玻璃化转变温度；引入硫鎓盐，也提高了涂层的耐腐蚀性等综合性能，降低了电泳施工成本。

本文通过硫鎓盐分散树脂提升了铁系磷化前处理电泳涂层的耐腐蚀性和外观。同时与季铵混合开环环氧树脂提升了分散树脂亲水性和颜料浆的稳定性。最终，在使用低廉环保的铁系磷化作为前处理时，电泳涂层仍然具有良好的耐腐蚀性和外观，在电泳施工成本不上升的情况下提高电泳涂层的耐腐蚀能力。

1实验部分

1.1

主要原料和仪器

1.2

混合型分散树脂的制备

首先制备异氰酸酯半封闭物，将348.3g甲苯二异氰酸酯加入1000mL四口瓶中，开启搅拌和冷却循环水，将260.5g的异辛醇加入恒压漏斗中，开始滴加，2h滴加完毕，20~60℃继续反应2h，出料备用。然后制备季铵化剂，取上述异氰酸酯半封闭物304.5g加入1000mL四口瓶中，开启搅拌，将89.2gN，N-二甲胺基乙醇加入恒压漏斗中，开始滴加，1h滴加完毕，随后加入2滴二月桂酸二丁基锡，80~90℃反应3h；测量—NCO值，当—NCO值<0.5%时降温；加入55g丙....