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高泳透力阴极电泳涂料和新型薄膜前处理工艺代表了汽车绿色涂料涂装的发展方向,高泳透力有利于车身内腔涂装性、车身外部膜层致密且可减少整车底漆使用量接近20%,而新型薄膜前处理主要指钢铁或铝表面采用新型薄膜处理如硅烷化或陶瓷钛锆化处理,避免了使用含磷酸盐及重金属镍的磷化工艺。本文针对汽车涂料涂装发展要求,开展了高泳透力阴极电泳乳液的制备及其工艺研究,包括两部分,第一部分为高泳透力聚酯改性环氧树脂合成及乳液制备研究;第二部分为高泳透力电泳涂料与薄膜前处理工艺的配套性研究。(1)高泳透力聚酯改性环氧树脂合成及乳液制备研究。采用有机杂化复合树脂技术,首先采用聚己内酯二醇(PCL)和环氧树脂通过扩链开环反应进行改性,再分别以N-甲基二乙醇胺(MDEA)和二乙醇胺(DEA)对改性树脂进行封端得到低胺值的更高玻璃化温度及良好柔韧性的改性环氧阴极电泳树脂。采用FTIR、粒径及Zeta电位、离心分离及热储实验、TG-DSC测试、电化学测试、四枚盒法等手段研究了聚酯改性环氧树脂的合成工艺与涂膜泳透力、附着力及耐腐蚀性能的关系;研究了乳液的中和度、中和剂复配对最终乳液稳定性、电导率及泳透力的影响,最终确定最佳的合成条件,得到了胺值为66.7 mgKOH/g,40%中和度,以醋酸与胍基乙酸比值为1.0:0.3为复合中和剂加水分散后制得聚酯改性阴极电泳环氧树脂乳液,乳液电导率为1269μs/cm,粒径154.6 nm,Zeta电位+57.6 mV,储存稳定的阴极电泳乳液。对该阴极电泳涂料进行了电化学极化曲线及交流阻抗EIS测试,电泳涂料泳透力达0.58,湿膜电阻为1.37×108Ω·cm2,自腐蚀电位(Ecorr)为-0.381 V/SCE,自腐蚀电流密度(Icorr)为1.53μA/cm2,涂膜力学性能均得到改善,得到高泳透力、高性能的改性环氧涂层。分析了高泳透力阴极电泳乳液耐腐蚀性能优异、泳透力高及稳定性良好的原因。(2)高泳透力电泳涂料与薄膜前处理工艺的配套性研究。研究了钛锆处理工艺及硅烷复合钛锆处理工艺与改性环氧阴极电泳涂料的配套性。通过四枚盒法、电化学测试、涂膜性能测试等手段研究了两种薄膜前处理液的处理时间、处理温度、水洗等工艺参数和本论文阴极电泳涂料泳透力、耐腐蚀性及附着力的配套性影响。结果表明这两种前处理液和本论文研究的电泳涂料均有较好的配套性,经过其前处理后再进行电泳,可得到泳透力达0.58,涂膜阻抗值1.05×108Ω·cm2,自腐蚀电位(Ecorr)-0.171 V/SCE,自腐蚀电流密度(Icorr)1.16μA/cm2,具有较好的耐腐蚀性,涂膜机械性能优良。本文研究的低中和度低胺值以及含胍基乙酸的中和剂减少了电泳涂料对转化膜的溶解破坏,提高了与薄膜前处理工艺的配套性。