第二章 电 泳 涂 料

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阴极电泳涂料涂装原理

阴极电泳涂料涂装原理

阴极电泳涂料涂装原理简介一、电泳涂料成膜原理1.涂料工作原理电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。

电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。

具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。

电泳涂装属于有机涂装,利用电流沉积漆膜,其工作原理为“异极相吸”。

电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。

采用直流电源,金属工件浸于电泳漆液中。

通电后,阳离子涂料粒子向阴极工件移动,阴离子涂料粒子向阳极工件移动,继而沉积在工件上,在工件表面形成均匀、连续的涂膜。

当涂膜达到一定厚度(漆膜电阻大到一定程度),工件表面形成绝缘层,“异极相吸”停止,电泳涂装过程结束。

整个电泳涂装过程可以概括为以下四个步骤:●电解:水的电解●电泳:带电的聚合物分别向阴极或阳极泳动的过程●电沉积:带电的聚合物分别在阴极或阳极沉积的过程●电渗:沉积的电泳涂膜收缩、脱去溶剂和水,形成均匀致密的湿膜电极附近主要的化学反应如下表所示:反应过程图如下所示:在电场作用下,涂料粒子向阴极移动(电泳),由于受到阴极附近碱扩散层(OH-)的影响,涂料粒子在阴极聚结(电沉积)。

槽液的流动影响扩散层,流动速率高,扩散层薄,流动速率低,扩散层厚。

刚沉积的湿膜含有大量水分,由于电流的影响,会发生部分脱水,使湿膜不挥发份达到80%(电渗)。

脱水后湿膜牢牢黏附在底材上,通常的清洗不能洗脱。

由于边缘电流密度高,电泳过程首先发生在这些区域。

如下图所示:2.电沉积类型●阳极电沉积(AED)阳极电泳涂装,金属工件为阳极,吸引漆液中带负电荷的涂料粒子,电沉积时,少量的金属离子(阳极氧化)迁移到涂膜表面,对涂膜的性能造成影响。

电泳涂装工艺过程

电泳涂装工艺过程

电泳涂装工艺过程电泳涂装基本原理所谓电泳涂装,是将被涂物浸渍在水溶性涂料中作为阳极(阳极电泳),另设一与其相对应的阴极,在两极间通直流电,靠电流所产生的物理化学作用,使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。

电泳涂装必须使用电泳漆,电泳漆通常又称水溶性涂料,电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释,才能使用。

电泳涂装一般包括四个同时进行的过程:1、电泳:在直流电场的作用下,正,负带电胶体粒子向负,正方向运动,也称泳动。

2、电解:电极上分别进行着氧化还原反应,反而在电极上形成氧化与还原现象。

345高岭土(1(2理,(3(4控制6(5(6无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。

超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。

(7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。

电泳槽液的更新周期应在3个月以内。

以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。

一般按如下频率测量槽液的参数:电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。

(8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。

检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。

电泳涂装及水性漆的运用,标志着涂装工业的一项重大进步。

电泳涂装施工速度快,可实现机械化和自动化连续作业,减轻劳动强度,漆膜均匀,附着力强,对一般涂装方法不易涂到或涂不好的部位,如前所述的筋板焊缝等处都能获得均匀平整,光滑的漆膜。

涂料利用率高达90%-95%,由于电泳涂料是以水作为溶剂的,具有不燃性,无毒、操作方便等优点。

电泳后经过烘干的漆膜,具有优良的附着力,它的防锈性耐腐蚀性,耐候性等性能均优于普通油漆及一般的施工方法。

电泳涂装(ED)知识

电泳涂装(ED)知识

电泳涂装2007-03-21 01:04电泳涂装电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法。

它是汽车涂装近30年来最普及的涂底漆方法之一。

电泳涂装是将具有导电的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较底的电泳涂料槽子中作为阳极(或阴极),在槽中另设对应的阴极(或阳极),在两极间通一定时间的直流电,在被涂物上析出均一、水不溶涂膜的一种涂装方法。

根据被涂物的极性,和电泳涂料的种类,电泳涂装法可分为阳极电泳和阴极电泳两种。

阳极电泳涂装法:被涂物为阳极,所采用的电泳涂料是阴离子型(带负电荷)。

阴极电泳涂装法:被涂物为阴极,所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)。

电泳涂装在英语中简称ED、AED(阳极电泳涂装)、CED(阴极电泳涂装)。

电泳涂装的原理发明于20世纪30年代,但因当时的水性涂料尚不发达而未得到工业的应用。

为提高汽车车身内腔和焊缝面的防腐蚀性,美国福特汽车公司于1957年开始着手研究电泳涂装法,于1961年建成一条泳涂车轮的试验生产线(阳极涂装法),在1963年成功地用于汽车车身涂装。

电泳涂装法在实际应用中显示出高效、优质、安全、经济等优点,受到世界各国涂装界的重视。

随着新型电泳涂料的开发和技术进步,尤其是1977年开发成功阳离子电泳涂料和阴极电泳涂装技术,电泳涂装工艺在汽车工业中普及速度是史无前例的,并由汽车涂装推广应用到建材、轻工、农机、家电等工业领域。

第一节电泳涂装法的机理及其特征电泳涂装过程伴有电解、电泳、电沉积、电渗等四种电化学物理现象,现将这些现象简要说明如下:电解:任何一种导电液体在通电时产生分解的现象称为电解。

众所周知的例子是水的电解能成为氢气和氧气。

一般电解伴随在一个或两个电极上逸出气体,在电极上分别进行着氧化与还原反应。

在电泳过程中水发生电解,在阴极上放出氢气,在阳极上放出氧气,金属阳极产生溶解,溶出金属离子。

电泳:在导电介质中的带电荷的胶体粒子在电场的作用下,带正电荷胶体树脂粒子和颜料粒子由电泳过程移向阴极。

电泳工作原理与常见电泳涂料施工参数

电泳工作原理与常见电泳涂料施工参数

1.电泳涂装设备1.1 概述电泳涂装方式有阴极电泳和阳极电泳两种:将被涂工件作阴极的称为阴极电泳,将被涂工件作阳极的称为阳极电泳。

1.1.1 电泳涂装原理电泳涂装是在外加电场的作用下,将分散在水中的电离涂料颗粒,通过电气泳动涂覆在工件表面形成保护性的涂层。

电泳涂装是一种比较复杂的电化学反应过程,随同电泳反应同时产生的还有电解、电沉积和电渗等反应。

电泳涂装同其他涂漆方法相比,具有如下的特点;1)涂层均匀,附着力强。

一般涂漆方法不易涂到或涂不好的部位,如内层、凹缘、锐边、焊缝等处都能得到均匀、平整的涂层,而且不易产生流挂、滞痕等涂膜弊病。

2)在电泳涂装过程中,易于控制调整涂膜的厚度。

3)涂料损失少,利用率高,生产成本低。

4)漆液用水稀释,无火灾隐患,生产安全。

5)电泳槽及其配套设备比较复杂,设备投资费用大。

6)仅限于在导电的被涂物表面上涂漆,对漂浮物件,如汽车、拖拉机油箱等的涂漆也不适用。

7)一般水溶性电泳涂料要求烘干温度高,热能损耗大。

8)变换颜色困难,不适于要求经常更换产品涂层颜色的涂漆。

阳极电泳是将被涂物作为阳极,和阴极同时放置在阴离子型涂料中,在直流电场的作用下,涂料中的阴离子向阳极移动,并沉积在作为阳极的被涂物上。

阴极电泳则是将被涂物作为阴极,和阳极同时放置在阳离子型涂料中,在直流电场的作用下,涂料中的阳离子向阴极移动,并沉积在作为阴极的被涂物上。

与阳极电泳相比,阴极电泳有如下特点:1)由于被涂物是阴极,电沉积时,阴极上放出的氢气能保护金属表面不产生氧化层,因而在极易氧化的金属上也能进行涂漆。

2)涂料树脂本身属碱性,因而获得的涂膜比阳极电泳的涂膜具有更好的耐腐蚀性。

3)涂料的库仑效率高,耗电量减少,节约能源。

4)涂膜的电阻率较高,增大了泳透力。

5)没有因金属离子的析出污染而造成涂层的变色弊病。

6)涂层耐腐蚀性能高,为普通阳极电泳涂层的4~6倍。

因此,阴极电泳在汽车等工业上得到了广泛应用。

1.1.2 常见电泳涂料的施工参数1.1.2.1 阴极电泳涂料又称阳离子型电泳涂料,按原漆供给组分可分为单组分和双组分两类,按照涂膜厚度又可分为薄膜型和厚膜型两类。

电泳介绍资料(中文)

电泳介绍资料(中文)
0 20 40 60 80
電圧 电流 膜厚
塗膜电阻
通电时间
100
120
140
160
180
20
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第一章 电泳涂料基础知识
电泳涂装结构学(4)~烘烤 烘烤~
OH
HO
+
RO N CO O H
C NH OR O
封闭异氰酸酯(BI) 封闭异氰酸酯 树脂
加热
O N CO H C N O H O
BI通过加热解封,和OH 通过加热解封, 通过加热解封 发生反应。 发生反应。
树脂
树脂
ED(电泳)
溶 剂
水 蒸发、 蒸发、 到 系外ブ 封
闭 剂

补给涂料
F-1
颜料 树脂
溶 固化剂 添 中 溶 剤
F- 2
树脂
固化剂 添 中 加 和
溶 剤 溶 剂 添 中 加 和 剂 剂

添 中 加 和
水 膜系 UF系
到 系外


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第三章 槽内涂料管理
槽内涂料管理(2)电泳涂料参数
管理项目
电泳涂装结构学(2)
+
酸酸-
阳离子电泳涂料电泳原理
树脂、颜料 H+ H+
槽液通电后,带正电的涂料粒子向 负极、带负电的酸根离子向正极移 动。
H2
O2
+ H+ - OH
同时发生水电解反应。
+ H + 酸H + 酸- OH- H + H+ OH-
涂料粒子和酸根离子各自到达正负 极后,涂料粒子失去电荷成为不溶 物,析出到被涂物上。
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第一章 电泳涂料基础知识

电泳涂装的原理和作用

电泳涂装的原理和作用

电泳涂装的原理和作用
电泳涂装是一种基于电化学原理的涂装工艺,它通过将漆液溶液加入带有电荷的涂装对象表面,并在电场作用下,使漆液中的颜料或颜料粒子沉积在表面上,形成一层均匀、致密、具有优良性能的涂层。

其原理和作用如下:
1. 原理:
- 电泳涂装原理基于电化学反应和电场作用。

涂装对象作为阴极,放置在含有带正电荷的漆液溶液中,通过直流电源施加的电场,使漆液中的颜料或颜料粒子带负电荷,在电场力的作用下,从溶液中向阴极表面移动,并与阴极表面的阳离子发生反应,形成一层均匀的涂层。

2. 作用:
- 提高涂层质量:电泳涂装可以形成一层均匀、致密的涂层,能够有效防止腐蚀、电化学反应和机械损伤,提高涂层的耐久性和保护性能。

- 提高涂层效率:由于电泳涂装涂层均匀,且只需要较薄的涂层厚度就能满足要求,因此相比传统的喷涂涂装方法,可以节省涂料用量,提高涂装效率。

- 降低环境污染:电泳涂装过程中不会产生溶剂挥发和空气污染,减少了有害气体的排放,符合环保要求。

- 提高工艺灵活性:电泳涂装可以适应各种形状复杂、尺寸大、表面不平整的涂装对象,包括金属、塑料等材料的涂装,提高了工艺的灵活性和适用性。

电泳涂装工艺过程

电泳涂装工艺过程

电泳涂装工艺过程电泳涂装基本原理所谓电泳涂装,是将被涂物浸渍在水溶性涂料中作为阳极(阳极电泳),另设一与其相对应的阴极,在两极间通直流电,靠电流所产生的物理化学作用,使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。

电泳涂装必须使用电泳漆,电泳漆通常又称水溶性涂料,电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释,才能使用。

电泳涂装一般包括四个同时进行的过程:1、电泳:在直流电场的作用下,正,负带电胶体粒子向负,正方向运动,也称泳动。

2、电解:电极上分别进行着氧化还原反应,反而在电极上形成氧化与还原现象。

3、电沉积:由于电泳作用,移至阳极附近的带电胶体粒子在模板表体放出电子,而呈不溶状态沉积,析出的现象,此时漆膜形成。

4、电渗:在电场作用下,固相不动,而液相移动的现象。

电渗作用使漆膜内所含水份逐渐被排到涂膜外,最后形成几乎连电流也通不过去,含水率极低,电阻相当高的致密漆膜。

5、灰色环氧电泳漆为例:该电泳漆系改性环氧树脂,丁醇,乙醇胺,滑石粉,钛白粉、炭黑、高岭土的物质组成,电泳漆与蒸馏水混合后,在直流电场的作用下,即分离成带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子,并进行一系列复杂的物理化学胶体化学,电化学变化过程。

电泳涂装的方法及技巧(1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。

(2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。

铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。

钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。

黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。

磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。

(3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。

电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。

电泳涂装技术简介

电泳涂装技术简介

电泳涂装技术简介电泳涂装技术是一种利用电化学原理进行涂装的方法。

它通过在电解液中将喷涂颗粒带电,然后将带电颗粒吸附在工件表面,通过电解液中的电流使喷涂颗粒形成一层均匀、致密的涂层。

电泳涂装技术具有高效、经济、环保等优点,适用于各种材料和形状的工件。

电泳涂装技术的工艺流程主要包括:预处理、电泳涂装、固化烘干和后处理。

其中,预处理是为了去除工件表面的污染物和氧化物,通常包括除油、除锈、酸洗等步骤。

电泳涂装是将工件浸入电解槽中,通过正极电源使固体颗粒带上正电荷,喷涂颗粒则带上负电荷,利用电荷的相互作用将喷涂颗粒吸附在工件表面。

固化烘干是通过烘干设备将涂层固化为连续的膜层,以提高涂膜的附着力和耐腐蚀性能。

后处理是为了提高涂层表面的光泽度和平整度,通常包括打磨、抛光等步骤。

1.高效:电泳涂装过程中,喷涂颗粒通过电流的驱动迅速吸附在工件表面,涂装速度快,生产效率高。

2.经济:电泳涂装使用的涂料利用率高,几乎没有浪费。

而且,由于涂装层均匀致密,涂料的使用量相对较少,能节约成本。

3.环保:电泳涂装过程中不需要有机溶剂,不产生挥发性有机化合物(VOC)的排放,符合环保要求。

4.均匀性好:由于电泳涂装中涂料的带电颗粒会自动流动,使得涂层分布均匀,覆盖能力强,能够涂装到工件的各个角度和细微部位。

5.附着力强:电泳涂装过程中,涂料颗粒由于带电静电相互作用的引力作用,使得涂层与工件表面吸附紧密,附着力强,不易剥落。

6.防腐性好:电泳涂装的涂料分子能充分的填充工件表面的微小空隙,并形成均匀致密的涂层,能有效地防止氧气、水分、酸碱等腐蚀因素的侵袭,具有良好的防腐性能。

电泳涂装技术在很多领域都有广泛的应用,特别是在汽车制造、家电制造、建筑材料等行业。

比如,在汽车制造领域,电泳涂装可以为汽车提供高效、均匀、耐腐蚀的外观涂装,使汽车具有更好的耐久性和抗腐蚀性能。

在家电制造领域,电泳涂装可以为家电产品提供美观的外表,同时保护产品不受潮气、腐蚀和划伤。

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第二章电泳涂料第一节电流涂料的基本知识一、电泳涂料的定义电泳涂料是一种仅适用于电泳涂装法的专用水溶性(或水乳化型)涂料,在水中能离解为带电荷的水溶性成膜聚合物,并在直流电场作用下,泳向相反电极(被涂面)在其表面上析出。

电泳涂料所用的合成树脂能溶于水,是由于在高分子聚合物的分子链上含有一定数量的强亲水性基团,例如含有羧基、羟基、氨基、醚基、酰胺基等。

但是这些极性基材与水混合时多数只能形成乳浊液,必须经过氨(或胺)或酸中和成盐,它们的羧酸盐和胺盐则可部分溶于水中,因崦电泳涂料用的水溶性树脂多以中和成盐的形式而获得水溶性。

根据电泳涂料所用大分子树脂带电荷性质的不同,电泳涂料分为阳极电泳涂料(阴离子电沉积)与阴极电泳涂料(阳离子电沉积)。

(一)阳极电泳涂料含有羧基的高分子聚合物,经过氨或胺中和后形成羧酸盐,采用此类羧酸盐树脂作为主体树脂,再配以适当的颜料、填料及助剂、溶剂经研磨分散而制成的涂料,以水作为溶剂进行稀释,形成阴离子型水溶液,中和剂为无机碱或有机胺,如KOH、一乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺等。

以被涂工件作为阳极,采用电泳涂料的方式进行施工,从而获得致密的涂膜,该种类的涂料称为阳极电泳涂料。

常用的有纯酚醛阳极电泳涂料、聚丁二烯阳极电泳涂料、顺酐化油阳极电泳涂料等。

(二)阴极电泳涂料含有羟基、氨基、醚基、酰胺基等高分子聚合物,经过有机酸中和后形成胺盐,而采用此类胺盐树脂作为主体树脂,再配以适当的颜料、填表及助剂、溶剂经研磨分散而制成的涂料,以水作为溶剂进行稀释,形成阳离子型水溶剂,中和剂为机酸,如甲酸、乙酸、乳酸等,以被涂工件作为阴极,采用电泳涂装的方式进行施工,从而获得致密的涂膜,该种类的涂料称为阴极电泳涂料。

最常用的是环氧树脂型阴极电泳涂料,近几年开发的有环氧丙烯酸、丙烯酸树脂型阴极电泳涂料。

二、电泳涂料的组成电泳涂料是由水溶性树脂、颜料、填料、助剂、溶剂及中和剂组成的。

阳极电泳涂料和阴极电泳涂料组成的比较见表2-1三、阴极电泳涂料的特性(1)阴极电泳涂料的泳透力比阳极电泳涂料高,通常是阳极电泳涂料的1.3~1.5倍,这就是使得阴极电泳在进行复杂工件内部(如汽车车身)涂装时,可以省略辅助电极,从而简化了电泳涂装工艺和材料消耗。

(2)阴极电泳涂料在电泳涂装时库仑效率较高,通常是阳极电泳的2~3倍,可减少30%的耗电量。

电泳设备所需冷冻机的容量也较小。

(3)阴极电泳涂料的耐碱性也比阳极电泳涂料高,从实验数据表明,阴极电泳涂膜比阳极电泳涂膜的耐碱性(5%NaOH 溶液)通常高20~40倍。

(4)阴极电泳槽液比较稳定,容易控制,不易受杂质离子和微生物的影响而变质。

虽然阴极电泳漆的价格较阳极电泳漆贵(国外一般是贵1.3~1.5倍),但出于工艺简化(不需设置辅助电极),库仑效率高,涂装漆膜薄(一般10~13μm 的阴极电泳涂膜的耐腐蚀性就明显地优于20~25μm 阳极电泳涂膜)等原因,因此阴极电泳涂装的综合成本反而低于阳极电泳涂装的综合成本。

(5)阴极电泳漆的pH 值在弱酸性范围内,虽然接近中性,但还是有一定的腐蚀性,因而阴极电泳设备的一些关键部件如:输送泵、热交换器等仍然须用不锈钢制造,设备费用相对较高。

四、电泳涂料各组成的功能及制备、选择(一)、电泳涂料是20世纪60年代初期获得发展并在工业上得到广泛应用的新型涂料,它与溶剂型树脂漆不同,是用水作为溶剂的。

电泳涂料用的水溶性树脂的制备,有以下几种全成方法。

1. 带有氨基的聚合物以羧酸中和成盐(如阴极电沉积树脂)2. 带有羧酸基团的聚合物以胺中和成盐(如阳极电沉积树脂)(二)电泳涂料用颜料电泳涂料以水作溶剂,树脂多数呈弱碱性或弱酸性,所以电泳涂料使用的颜料与溶剂性漆用的颜料有所不同,电泳涂料对颜料的要求高。

不同的颜料(包括体质资料)其物理性质如相对密度、酸碱性、极性级结晶形状等均不相同,因此,在电泳涂料的制造过程中,常因其物理性质的差异较大,即使强烈搅拌,也只能暂时分散在色浆中,长时间储存往往会出现沉淀、浮色等问题。

故在制漆时选用的颜料、填料的种类应尽量少,不同的颜料其电沉积速度也不一样,因此,采用电泳涂料很难达到颜色的固定并保证色差符合要求。

为了使多种颜料调制成电泳涂料的色浆均匀分散,常常在颜NH NH 3+ RCOO -RCOO -NH 3+ 3+ RCOO - COOH COOH COOH +RNH 2 COO -RN H 3+ RNH 3+COO -COO -RNH 3+料将中加入少量的表面活性剂进行表面处理,从而保证复色颜料体系有较稳定的分散性。

1.颜料有水中的稳定性和杂质含量的影响电泳涂料用的颜料,必须在水介质中保持着较高的化学稳定性。

一般认为,部分水解及能分析出二价或多价金属离子的颜料均不适于电泳涂料,它能使大分子树脂沉淀析出,水溶性电解质离解后使压缩颜料表面存在的双电层引起聚集,使颜料产生沉淀。

而且电解质还将导致电泳时电解反应加剧,致使漆膜产生大量的针孔,不但增加了电解消耗,还降低了电泳涂料的泳透力。

同时,电解产生的新生态氧还会加速漆液的老化。

2.颜料的相对密度和粒度由于电泳漆槽液的固体含量较低,其黏度接近于水的黏度,因此相对密度大的颜料在电泳涂料中使用时一定要慎重,容易导致槽液沉淀和水平面粗糙。

颜料的粒度不同,电泳涂料在各平面上的沉积也不相同,尤其是水平面的上下部差距相当明显,随着颜料粒度分散度的提高,湿漆膜的电阻也会大大提高,从而提高电泳涂料的泳透力。

3.颜料的酸碱性电泳涂料所用的树脂多数是羧酸型的或多胺型的,用胺或酸中和才能溶解于水。

对于阳极电沉积涂料,如果选用的颜料是酸性的,常有可能促使电泳涂料酸化,发生凝聚而破坏槽液的稳定性。

同样,阴极电沉积涂料不能选择碱性的颜料,或遇酸易分解的颜料,如碳酸钙等。

碱性很强的颜料(如红丹、氧化锌、铅白等)又容易使羧酸型树脂产生皂化;水溶性大的颜料(如铬酸锌等)配入水溶性漆时,会破坏漆液的稳定性;铝粉、锌粉这类活性大的颜料未经表面钝化处理,也不能与电泳漆树脂配合,因此电泳涂料用颜料的选择必须考虑到它的酸碱性、水溶性和在水中的活泼性等因素。

4.电泳涂料常用颜料白色颜料——钛白粉(金红石型、锐钛型均可)、立德粉等。

黄色颜料——铅铬黄(浅、中、深)、铁黄、硅铬酸铅、锶钙黄、透明黄、联苯胺黄、汉沙黄、柠檬黄等。

红色颜料——氧化铁红(湿法)、大红粉、镉红、透明红等。

蓝色颜料——酞菁蓝、群青等。

黑色颜料——炭黑(软质炭黑、硬质炭黑、乙炔黑等)、铁黑、石墨等。

体质颜料——硫酸钡(沉淀)、滑石粉、瓷土、白炭黑、重体碳酸钙等。

(三)助溶剂的选择助溶剂(也称为共溶剂)的作用是增加树脂在水中的溶解度,同时调节树脂溶液的黏度,提高漆液的稳定性,改善漆膜的流平性和外观。

以同一树脂而言,助溶剂不同,助溶的效果也不同。

实验证明:①助溶剂的存在对水的蒸发速度没有任何影响,所有的挥发组成同时蒸发,但速度不一样。

②低沸点助溶剂的氢键力不会干扰溶剂/水混合物的蒸发。

③中沸点或高沸点的助溶剂则不一样,因为氢键力越强,所用助溶剂的蒸发速度越慢。

④氢键力对水稀释系统的作用可视为树脂和助溶剂以及助溶剂/水混合物之间的亲和力的再现。

氢键力越强,树脂对助溶剂的亲和力越大,助溶剂的蒸发速度也就越慢。

当水的介质减少时,树脂和助溶剂之间的氢键增多。

低沸点溶剂蒸发速度快,氢键不起作用。

为使树脂全部溶解需正确选择所用的助溶剂,选择时也应考虑到所用胺的性能。

采用仲丁醇往往可以得到低的黏度。

在水溶性醇类中,碳链长的醇比碳链短的助溶效果好,含醚基的醇比不含醚基的醇好。

正确选择助溶剂的品种或者采用两种助溶剂,增大助溶剂对于克服稀释过程中不正常黏度增稠的现象是比较有交的。

但是对电泳涂料来说,往往多加助溶剂,对电沉积的效果并不好。

(四)中和剂的选择中和剂的品种不同,能明显影响树脂的水溶性、漆的贮存稳定性、黏度、固化速度及漆膜的泛黄性。

因此,适当选择中和剂也是十分重要的。

树脂的品种不同,所用的中和剂也不同,如浅色漆应选用变色性小的中和剂。

通常电泳涂料所采用的中和剂为:阳极电泳涂料——氨水、二乙胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺等。

阴极电泳涂料——甲酸、乙酸、乳酸、马来酸等。

五、电泳涂料的性能(一)阳极电泳涂料包括下列各项性能:(1)原漆性能固体分、细度、储存稳定性。

(2)工作液性能固体分、PH值、电导率、灰分、筛余分、沉淀性、溶剂含量、泳透力。

(3)施工性能L-效果、施工电压、槽液温度、泳涂时间、破坏电压、干燥性能、再熔解性、库仑效率、膜厚。

(4)漆膜性能外观、弹性、冲击强度、附着力、光泽、杯突、耐碱性、耐酸性、耐湿性、耐汽油、耐机油、耐柴油、耐盐雾、与上涂层配套性。

(二)阴极电泳涂料包括下列各项性能:(1)原漆性能固体分、细度、PH值、电导率、乳液稳定性、储存稳定性。

(2)工作液性能固体分、PH值、电导率、灰分、筛余分、沉淀性、溶剂含量、有害金属含量、MEQ值、泳透力。

(3)施工性能L-效果、施工电压、槽液温度、泳涂时间、破坏电压、干燥性能、再熔解性、库仑效率、加热减量、GEL分率、使用稳定性、膜厚。

(4)漆膜性能外观、弹性、冲击强度、附着力、光泽、表面粗糙度、杯突、耐碱性、耐酸性、耐湿性、耐汽油、耐机油、耐柴油、耐盐雾、锐边防腐性、抗石击、交变腐蚀试验、与上涂层配套性。

第二节电泳涂料的品种及主要生产工艺一、阳极电泳涂料(一)顺酐油阳极电泳涂料油分子双键与不饱和羧酸(或酐)加成,可以制得能水溶的油,其反应机理因油分子双键结构不同耐异。

1. 具共轭双键结构的油具有共轭双键结构的油不饱和羧酸是通过狄尔斯-阿德尔反应,形成结构稳定的六元环。

此反应可较低的温度下进行,例如桐油、脱水蓖麻油与顺丁烯二酸酐在80℃以上就可进行反应:2 具有隔离双键结构的油如亚麻油,在高温炼制过程中,会发生分子内部的异构化,形成共轭双键的结构,然后再与不饱和酸进行狄尔斯-阿德尔反应。

R—CH=CH—CH2—CH=CH—R‘R—CH=CH—CH=CH-CH2—R’3 具有不饱和双键结构的油含有不饱和双键结构的油,在其链上的a活泼氢原子或在双键的碳原子上的氢原子与不饱和酸进行反应。

如豆油与顺丁烯二酸酐的反应基本属于这种反应。

以顺丁烯二酸酐改性油为基料制得的漆膜盯对较软,耐蚀性能差,常通过改性来提高。

用醇类、醇醚类或醇酮类物质使顺丁烯二酸酐改性油形成半酯,对于提高其水溶性、二甲苯甲醛树脂、环氧树脂、氨其树脂等改性以提高漆膜的耐蚀性能和硬度;也可利用加成油中剩余的不饱和双键与烃类不饱和单体改性的顺丁烯二酸酐加成油,提高漆膜干性;用苯乙烯改性能大大提高电泳漆的泳透力。

(二)改性顺酐油阳极电泳涂料把疏水性的油制成水溶性油,采用使油分子结构上具有亲水性质的羧酸基团,使之形成一定的酸值。

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