新型丙烯酸汽车底漆自动沉积涂料的制备及无铬涂装工艺条件的研究
作者单位：四川大学
学位级别：硕士
导师姓名：谢克难
授予年度：2007年
学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术]
摘 要：随着社会的发展、技术进步、生态平衡的要求和生活水平的提高，当今人们对汽车涂料的要求是提高涂层质量、降低成本及保护环境。丙烯酸汽车底漆自动沉积涂料又称自泳漆，是乳胶漆的一种，乳胶漆是水性涂料的一个大类，丙烯酸自泳漆具有高抗有机溶剂性、高抗腐蚀性、浴液中无有机溶剂、浴液的高稳定性和投资成本低廉等特点。这些特点决定了它具有较大的经济和社会效益，符合环境保护要求，因而得到迅速发展。 目前国内外的汽车底漆自动沉积涂料的制备和涂装工艺还存在一些问题：1、漆膜耐盐雾性能和抗有机溶剂性不太理想，不能与中涂层很好地结合;2、在涂装过程中很难控制好浴液的活性和稳定性;3、在涂装过程中，一般采用了含铬溶液进行钝化处理，以提高耐腐蚀能力，这给环境保护和废液的处理带来了困难，因此在一定程度上限制了汽车底漆自动沉积涂料的发展。 本研究是应国内有关客车厂的要求，制备新一代的丙烯酸汽车底漆自动沉积涂料，是在取消含铬钝化液进行钝化处理工序的情况下，研究新体系的涂装工艺条件。要求最终的底漆涂层具有更高的表面质量和耐腐蚀能力，以适应越洋出口的更高要求及环境保护要求。 本研究利用自制的、适用于新型丙烯酸自动沉积涂料的一种乳化剂，并配合使用筛选出的特种交联剂，制备出丙烯酸乳液。将乳液、碳黑浆及活化剂等配制成稳定的并具有一定活性的自泳浴液后，进行钢板底漆的自动涂装，得到效果良好的热固性涂层。本研究进一步优化了乳液配方和乳液合成工艺，并系统，研究了不同乳液的配方及涂装条件对涂层质量的影响，在优化条件下，得到了优良的涂层。并已将研究成果成功地运用到实际工业化生产中，取得了可观的经济效益和社会效益。 通过实验和实际生产线涂装结果分析，本研究得到的结论如下： 1、通过在浴液中加入一定量的钨酸钠，使最终形成的涂层具有更高的耐腐蚀能力，成功地取消了原有含铬钝化液进行钝化处理的工序，从而解决了环境污染问题;2、筛选出了一种新的特种软单体A，并优化了制备乳液单体的配方，大大提高了漆膜对金属的附着力、柔韧性等，从而提高了涂料的耐盐雾性能;3、选择了适合本乳液体系的交联剂，获得了交联程度更高的乳胶漆;使用自行合成的、适合丙烯酸自动沉积涂料涂装的乳化剂，得到了粒径大小合适，固化性能好的新型热固型丙烯酸乳液;4、由于加入特殊的稳定剂，使其在自动涂装的过程中Fe的含量在一定范围内保持不变，不需要定期加入沉淀剂以降低Fe的含量，不需要定期除去浴液中的Fe，成功地解决了浴液的活性与稳定性问题，同时也进一步降低了成本;5、在混合单体中，通过添加四乙二醇等添加剂，使乳液的表面质量更加细腻;6、该自动沉积涂料属于新型热固型自动沉积涂料，比热塑型自动沉积涂料抗有机溶剂性能强，其表面能与面漆或中涂层较好地结合，对自动沉积涂料在汽车行业的推广起到了重要作用;7、通过对不同涂装工艺条件的研究，为实际的涂装工艺生产线的建立提供了完整的涂装工艺方案，并在生产实践中经过修改完善后，建立了完整的涂装工艺规程。 本研究的创新点在于，取消了在涂装工艺过程中的含铬钝化工序，在优化条件下制得的汽车底漆涂层具有更高的表面质量，更强的耐腐蚀能力。该新型自动沉积涂料及涂装工艺条件已应用到国内数家客车生产线，为国家的客车质量提高做出了一定贡献。
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