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目前，隨著環(huán)保問題日益成為人們關(guān)注的焦點，世界各國相繼制定了一系列環(huán)保法規(guī)、法律和準(zhǔn)則，如美國66法規(guī)、EPA污染物控制條例、歐盟RolS指令、REACH 法規(guī)等，促使全球涂料業(yè)向低毒／無毒、對環(huán)境影響最小的方向發(fā)展。陰極電泳涂料屬于環(huán)境友好型水性涂料，但同樣面臨著進一步向降低成本、無重金屬、低揮發(fā)性有機化合物(VOC)、降低固化溫度、高性能化等方向發(fā)展。
無鉛型陰極電泳涂料
早期，人們?yōu)榱颂岣哧帢O電泳涂膜的防銹防腐蝕性能，常加入含鉛化合物。但由于鉛金屬對環(huán)境造成極大污染，應(yīng)盡量減少使用，因此開發(fā)無鉛陰極電泳涂料一直是研究的熱點。
Sakamoto Hiroyuki等報道采用元素周期表中第三族第4、5或6周期的任一種或多種金屬元素的化合物，如醋酸鈰、醋酸釹等作為抗腐蝕劑，添加到含有锍基和炔丙基的樹脂中，制成無鉛型陰極電泳涂料，其防銹防腐蝕性得到了極大提高。
Kojima Yoshio等用磷酸鋅、磷酸鋁、亞磷酸鋅、鋁酸鋁等金屬化合物與陽離子型環(huán)氧樹脂和封閉型異氰酸酯固化劑制得無鉛陰極電泳涂料，該涂料具有重金屬離子含量低、有機物揮發(fā)少和泳透力高等優(yōu)良性能。
Morishita Hiroyuki等采用有機錫化合物作固化催化劑，加入到陽離子型氨改性環(huán)氧樹脂和交聯(lián)劑中，研制了具有高固化性能、高光澤度等優(yōu)良性能的無鉛陰極電泳涂料。
Tanimoto Motoi等利用金屬鉍膠粒代替鉛化合物作抗腐蝕劑，添加到含唑烷酮環(huán)的氨改性環(huán)氧樹脂中，研制了無鉛無錫且貯存穩(wěn)定性好、涂膜耐腐蝕性比含鉛型陰極電泳涂料更優(yōu)良的陰極電泳涂料。
Sugawara Yasuhisa等首先將半封閉異氰酸酯接枝到氨改性環(huán)氧樹脂上，再用有機酸中和形成分散性乳液，然后將平均粒徑為1～10 um的鋁顏料作為抗腐蝕劑分散到該乳液中，成功合成了耐腐蝕性很強的陰極電泳涂料。
無鉛陰極電泳涂料在國外已成研究的熱點并取得了很大進展，但國內(nèi)有關(guān)這方面的研究還很少。
低VOC型陰極電泳涂料
陰極電泳涂料中常含有一定量低沸點有機溶劑，以提高成膜質(zhì)量。但依照低VOC 和Hazardous AirPollutants(nAPs)法規(guī)的要求，有機溶劑的使用需要嚴(yán)格限制在一定范圍內(nèi)。
Kato等發(fā)現(xiàn)，多羥基聚醚類陰極電泳涂料不僅VOC含量低，且能在鍍鋅合金鋼板上形成無針孔涂膜，耐腐蝕性好。Akihiko Shimasaki等㈣則對含有聚醚類化合物的低VOC 型陰極電泳涂料的結(jié)構(gòu)和性能進行了詳細(xì)研究，其所采用的含聚醚類化合物的分子量不低于l 000，結(jié)構(gòu)至少包含圖1中式(1)～(4)的一種。
其中：R1和R3分別代表C1～Cl0的烷基或苯基；
R2代表H或-CH3，其中p和q至少為2以上整數(shù)，式(1)和(2)中的R可能相同或不同
R4代表C2～Cl0脂肪族或脂環(huán)族烴基
R5代表C4～C24直鏈或支鏈烯烴基：
R6和R7分別代表H、—CH3或—CH2CH3，其中m和n至少為2以上整數(shù)，式(4)中的R6和R7可能相同或不同。
圖1 低VOC型陰極電泳涂料中聚醚類化合物的結(jié)構(gòu)式
烘烤時，涂膜中聚醚類化合物的羥基與基料樹脂或固化劑交聯(lián)而形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使涂膜的耐腐蝕性大大增強。由于該聚醚類化合物分子量低，可以作為增塑劑，較好地調(diào)整涂料組分烘烤時的流動性能，在低VOC含量時，使所得涂膜仍可保持光滑平整、無針孔，且具有良好的耐腐蝕性能。
薄層型陰極電泳涂料
節(jié)約資源的觀念日益深入人心，人們也開始探索比傳統(tǒng)涂料(包括電泳涂料)更經(jīng)濟高效的陰極電泳涂料——薄層型陰極電泳涂料。傳統(tǒng)陰極電泳涂料所得涂膜厚度約20 um，薄層型陰極電泳涂料的涂膜僅為傳統(tǒng)陰極電泳涂料的l／2，因此可顯著降低涂料的用量。薄層型陰極電泳涂料的技術(shù)關(guān)鍵是涂層的交聯(lián)密度高且致密。Sakamoto Toshiaki，制備了一種含有硅粒(空隙量為0．44～1．8mL／g，平均粒徑僅10um)的無鉛陰極電泳涂料，樹脂為含有質(zhì)量比為50／50～90／10的唑烷酮基氨改性環(huán)氧樹脂和封閉型異氰酸酯固化劑，其中所含硅粒約為顏料總質(zhì)量的1％ ～30％，該涂料具有很強的泳透力，形成的涂膜表面光滑，厚度僅10 um就具有優(yōu)良的耐腐蝕性。采用溶劑擴散方法測得所成涂膜的擴散率平方根不小于2、5，在電壓240 V和膜厚15um 的條件下，調(diào)節(jié)沉積膜中電荷轉(zhuǎn)移媒介的量和黏度可控制涂膜電阻為1 000～1 500 k?? 。因此可以推斷，通過該方法所研制的涂料，當(dāng)涂膜厚度僅7um時就具有高耐腐蝕性和高泳透力等優(yōu)良性能。
陰極電泳涂料正向著無鉛無錫、低VOC、uV固化等環(huán)保、節(jié)能方面發(fā)展。可以肯定，隨著陰極電泳涂料性能的不斷提高，應(yīng)用技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，陰極電泳涂料的環(huán)保型將會越來越被重視。
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