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水性涂料代表了涂料工业的重要发展方向,本文开展了高泳透力汽车电泳底漆固化剂及面漆多元醇树脂合成及应用研究,包括两部分内容,第一部分为高泳透力汽车电泳底漆封闭异氰酸酯固化剂的研究;第二部分为聚酯丙烯酸酯杂化多元醇树脂分散体及高光泽双组份聚氨酯面漆研究。(1)高泳透力汽车电泳底漆封闭异氰酸酯固化剂的研究。汽车绿色紧凑型涂装技术及薄膜前处理工艺的发展要求阴极电泳底漆具有更高的泳透力、更好的平整性及更优异的电泳涂膜性能。本文合成了电泳底漆封闭异氰酸酯固化剂,首先以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、三羟甲基丙烷、聚己内酯、炔醇表面活性剂、3,5-二甲基吡唑、甲乙酮肟和丙二醇丁醚为原料分别合成了 IPDI型封闭多异氰酸酯和TMXDI型封闭多异氰酸酯,然后通过物理混合制备了一系列的复合型封闭聚异氰酸酯固化剂,并以此固化剂以及改性环氧树脂制备了阴极电泳乳液,通过化学滴定法、FT-IR确定了复合型封闭聚异氰酸酯固化剂的合成工艺,通过耐腐蚀性能以及交联密度对比分析,可知TMXDI型封闭多异氰酸酯含量为30%的复合型封闭聚异氰酸酯固化剂固化的涂膜具有高的交联密度,优异的耐腐蚀性,TG及DSC分析结果表明该涂膜具有梯度解封固化行为,加热减量大约为4.7%,并且具有优异的热稳定性,同时,通过SEM测试可知梯度解封固化行为可以提高树脂的流平性,炔醇表面活性剂的润湿和消泡功能,可以使涂膜更为平整。通过粒径分布测试、Zeta电位测试、TEM测试以及四枚盒法对电泳乳液性能进行表征,结果表明乳液粒子大小均匀,结构规整,分散体稳定性高,固化剂被阳离子型环氧树脂完全包裹,电泳涂料泳透力提高,泳透力为57%。研究发现此封闭异氰酸酯固化剂适用于汽车阴极电泳底漆涂装,提高了电泳涂料的成膜性能。(2)聚酯丙烯酸酯杂化多元醇树脂分散体及高光泽双组份聚氨酯面漆研究。能源危机要求汽车采用可低温烘烤成膜的高性能水性涂料,客车及轨道交通等面漆涂装要求水性双组分聚氨酯面漆具有更高的装饰性如光泽并能满足厚膜涂装无气泡。本论文合成了聚酯丙烯酸酯杂化多元醇树脂及其水分散体,并以此多元醇制备了聚氨酯涂料。首先以乙二醇、新戊二醇、马来酸酐、间苯二甲酸制备不饱和聚酯。随后在丙烯酸多元醇树脂的溶液聚合后期,加入不饱和聚酯进行自由基接枝聚合,制得聚酯丙烯酸酯杂化树脂及其水分散体,并与异氰酸酯固化剂制备成高光泽聚氨酯涂膜。通过FT-IR以及DSC曲线确定了聚酯丙烯酸酯杂化树脂的合成工艺;同时,粒径分布测试以及TEM测试表明在丙烯酸多元醇树脂的溶液聚合后期添加20%的不饱和聚酯进行自由基接枝聚合时,所制备的水分散体的粒子大小均匀,结构规整,稳定性高。通过光泽度测试可知以单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯和甲基丙烯酸-β-羟丙酯摩尔比为1:1制备的丙烯酸多元醇树脂进行杂化,以n(-NCO):n(-OH)采用1.5:1,固化剂3900/2655复配比为4:6制备的涂膜光泽度最高;同时,SEM测试、电化学分析以及热稳定性分析表明树脂具有优异的流平性,且制备的聚氨酯涂层具有高的交联密度,优异的耐腐蚀性和热稳定性,适用于汽车表面涂装,满足高光泽涂装需求。