电泳涂料的环保新进展

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      目前，随着环保问题日益成为人们关注的焦点，世界各国相继制定了一系列环保法规、法律和准则，如美国66法规、EPA污染物控制条例、欧盟RolS指令、REACH 法规等，促使全球涂料业向低毒／无毒、对环境影响最小的方向发展。阴极电泳涂料属于环境友好型水性涂料，但同样面临着进一步向降低成本、无重金属、低挥发性有机化合物(VOC)、降低固化温度、高性能化等方向发展。

　    无铅型阴极电泳涂料

　　早期，人们为了提高阴极电泳涂膜的防锈防腐蚀性能，常加入含铅化合物。但由于铅金属对环境造成极大污染，应尽量减少使用，因此开发无铅阴极电泳涂料一直是研究的热点。

　　Sakamoto Hiroyuki等报道采用元素周期表中第三族第4、5或6周期的任一种或多种金属元素的化合物，如醋酸铈、醋酸钕等作为抗腐蚀剂，添加到含有锍基和炔丙基的树脂中，制成无铅型阴极电泳涂料，其防锈防腐蚀性得到了极大提高。

　　Kojima Yoshio等用磷酸锌、磷酸铝、亚磷酸锌、铝酸铝等金属化合物与阳离子型环氧树脂和封闭型异氰酸酯固化剂制得无铅阴极电泳涂料，该涂料具有重金属离子含量低、有机物挥发少和泳透力高等优良性能。

　　Morishita Hiroyuki等采用有机锡化合物作固化催化剂，加入到阳离子型氨改性环氧树脂和交联剂中，研制了具有高固化性能、高光泽度等优良性能的无铅阴极电泳涂料。

　　Tanimoto Motoi等利用金属铋胶粒代替铅化合物作抗腐蚀剂，添加到含唑烷酮环的氨改性环氧树脂中，研制了无铅无锡且贮存稳定性好、涂膜耐腐蚀性比含铅型阴极电泳涂料更优良的阴极电泳涂料。          

　　Sugawara Yasuhisa等首先将半封闭异氰酸酯接枝到氨改性环氧树脂上，再用有机酸中和形成分散性乳液，然后将平均粒径为1～10 um的铝颜料作为抗腐蚀剂分散到该乳液中，成功合成了耐腐蚀性很强的阴极电泳涂料。
无铅阴极电泳涂料在国外已成研究的热点并取得了很大进展，但国内有关这方面的研究还很少。

低VOC型阴极电泳涂料

　　阴极电泳涂料中常含有一定量低沸点有机溶剂，以提高成膜质量。但依照低VOC 和Hazardous AirPollutants(nAPs)法规的要求，有机溶剂的使用需要严格限制在一定范围内。

　　Kato等发现，多羟基聚醚类阴极电泳涂料不仅VOC含量低，且能在镀锌合金钢板上形成无针孔涂膜，耐腐蚀性好。Akihiko Shimasaki等㈣则对含有聚醚类化合物的低VOC 型阴极电泳涂料的结构和性能进行了详细研究，其所采用的含聚醚类化合物的分子量不低于l 000，结构至少包含图1中式(1)～(4)的一种。

　　其中：R1和R3分别代表C1～Cl0的烷基或苯基；
　　R2代表H或-CH3，其中p和q至少为2以上整数，式(1)和(2)中的R可能相同或不同
　　R4代表C2～Cl0脂肪族或脂环族烃基
　　R5代表C4～C24直链或支链烯烃基：
　　R6和R7分别代表H、—CH3或—CH2CH3，其中m和n至少为2以上整数，式(4)中的R6和R7可能相同或不同。

图1 低VOC型阴极电泳涂料中聚醚类化合物的结构式

　　烘烤时，涂膜中聚醚类化合物的羟基与基料树脂或固化剂交联而形成三维网络结构，使涂膜的耐腐蚀性大大增强。由于该聚醚类化合物分子量低，可以作为增塑剂，较好地调整涂料组分烘烤时的流动性能，在低VOC含量时，使所得涂膜仍可保持光滑平整、无针孔，且具有良好的耐腐蚀性能。

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