0　引　言
阴极电泳涂料由于具有优异的防腐蚀性、高泳透力、高流平性、高装饰性、涂装自动化程度高、不溶解被涂物、槽液稳定以及环境友好等优点,已经在汽车工业及其他金属涂装领域得到了广泛应用。丙烯酸改性环氧类阴极电泳涂料既有环氧树脂的高强度、耐化学品性,又有丙烯酸树脂的丰满度和耐候性。但由于作为此种电泳涂料常用的基体树脂———环氧树脂(大多为双酚A型) ,它的一大缺点是硬而脆,致使这类产品普遍存在柔韧性不佳、光泽不高等缺陷。针对阴极电泳涂料存在的上述问题,本文首先采用了柔性扩链剂聚丙二醇增韧改性环氧树脂,以此树脂为母体,接枝丙烯酸单体形成主体树脂,经离子化反应得到阴极电泳涂料。详细研究了环氧增韧改性和丙烯酸单体接枝共聚合反应的引发剂种类及用量、反应温度、溶剂种类及用量等因素对漆膜性能的影响,发现与未进行增韧改性的环氧树脂产物比较,涂膜光泽和柔韧性均有显著改善。

1　实验部分
1. 1　主要原料
环氧树脂DER - 331J (环氧当量175～190) :陶氏化学;聚丙二醇: (工业级, PPG) ;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺:工业级;二乙醇胺、乳酸:化学纯;过氧化苯甲酰(BPO) 、偶氮二异庚腈(ABVN) :分析纯。
1. 2　涂料的制备
1. 2. 1　基本配方
表1是在大量实验基础上得到的一个典型配方。
1. 2. 2　合成工艺
(1)环氧树脂的扩链改性
在装有搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、温度计、氮气导入管的500 mL四口玻璃反应瓶中,依次加入环氧树脂、聚丙二醇(增韧改性剂) 、二甲苯、催化剂N, N - 二甲基苄胺,在130 ℃下搅拌反应2～3 h后,再加入双酚A (扩链剂)继续反应4～6 h,取样测定产物的环氧值。

　(2)增韧后的环氧树脂接枝改性
上述制备的增韧改性的环氧树脂降温至110 ℃后,将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺和溶剂按一定比例混合后,与引发剂(BPO)溶液一起在1～2 h内滴加到反应体系中,搅拌反应1 h后补加ABVN,然后再保温2～3 h。
(3)树脂的离子化反应
将上述反应体系降温至90 ℃后,向体系中滴加二乙醇胺,并于100 ℃下搅拌反应2～3 h,然后降温至80 ℃后,加入一定量的乳酸(理论中和量的90% ) ,后加入去离子水,即制得固体分为30%左右的阴极电泳涂料。
(4)漆膜的制备
以去离子水调节阴极电泳涂料固含量到19% ,于28 ℃下熟化24 h。在极间电压90 V,槽液温度28 ℃,电泳时间150 s的涂装条件下,在马口铁试片上使用上述制备的阴极电泳涂料进行电泳涂装,涂装完成后,将马口铁试片于14 0 ℃下烘烤30 min。
1. 3　仪器设备和漆膜性能测试
1. 3. 1　仪器
PHS - 3C精密PH 计; QFD 型电动漆膜附着力试验仪;QHQ型涂膜铅笔划痕硬度计;美国Waters公司GPC仪; QJL冲击实验机; DV - 1旋转式智能数显黏度计; Nexus670 FT -IR红外测试仪;日本日立公司H - 800 - 1型透射电子显微镜;英国Malvern公司Nano - ZS纳米粒径及电位分析仪。
1. 3. 2　测试方法
黏度测定按国家标准GB /T 9751—1988进行;固体含量测定按GB /T 1725—1979 ( 1989)进行;电导率测定按HG2—1047—1977进行;柔韧性测定按GB /T 1731—1993进行; 耐冲击性测定按GB /T 1732—1993; 附着力测定按GB /T 1720—1979 (1989)进行; 耐水性测定按国标GB /T 1733—1993进行;漆膜制备方法按HG2—1046—1977进行。
1. 3. 3　漆膜各项性能
漆膜各项性能见表2。

2　结果与讨论
2. 1　反应过程的研究
基本合成工艺路线是首先对低相对分子质量环氧树脂进行扩链增韧改性,然后再用丙烯酸酯单体接枝改性。扩链改性步骤中,环氧树脂和扩链剂的反应过程能否按照官能团物质的量之比2∶1进行将直接影响产物的相对分子质量和相对分子质量分布,从而影响漆膜的综合性能。为了进一步提高漆膜的综合性能,实验中还使用了功能性单体丙烯酰胺,在一定温度下与羟基发生反应,起交联剂作用。
2. 1. 1　反应产物的红外谱图分析
图1是环氧树脂扩链反应的反应物和产物红外谱图。