17水性涂料講座(7) ——陽(yáng)極電泳涂料的組成及特點(diǎn),電泳涂料泳透力和庫(kù)侖效率
陽(yáng)極電泳涂料的組成及特點(diǎn)
(1)涂料組成
陽(yáng)極電泳涂料是國(guó)外于本世紀(jì)60年代投人工業(yè)應(yīng)用的涂料新品種。成膜物質(zhì)是帶羧基的陰離子型聚合物,用堿性物質(zhì)中和而賦予離子性,增溶分散于水中。中和劑常用有機(jī)***和無(wú)機(jī)堿,象乙醇***、三乙醇***、三乙***、KOH等。
這類樹脂與顏(填)料、各類助劑形成穩(wěn)定的水分散體系,在直流電場(chǎng)作用下,帶負(fù)電荷的樹脂裹覆著顏料,一起向陽(yáng)極泳動(dòng)并沉積在陽(yáng)極表面。因此這類涂料稱之陽(yáng)極電泳涂料。
電泳涂漆同時(shí)經(jīng)過(guò)電泳、電解、電沉積、電滲四個(gè)過(guò)程,在金屬表面形成含水率極低、相當(dāng)高電阻的致密涂膜。
(2)陽(yáng)極電泳涂料的特點(diǎn)
1)涂膜均勻、光滑平整,附著力強(qiáng);在棱邊、焊縫縫隙中、箱形體的內(nèi)外表面都可涂上較均勻的涂膜,防腐蝕性得到顯著改善。
2)槽液固體分低,表面粘附帶出量少,涂料利用率高達(dá)90%~95%。
3)電泳涂料用水作分散介質(zhì),節(jié)省資源,降低空氣污染、消除了發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性,改善了作業(yè)環(huán)境條件。
4)涂覆效率高,特別適合于大批量流水線自動(dòng)化生產(chǎn)。
5)電泳涂裝設(shè)備復(fù)雜,投資費(fèi)用大。
6)有廢水產(chǎn)生,并且須***進(jìn)行處理。
7)工件表面金屬離子的溶出,使涂膜顏色加深;電解產(chǎn)生的氧氣易使樹脂被氧化,影響了陽(yáng)極電泳涂膜的防腐蝕性和裝飾性,并且不適合于淺色漆。
陽(yáng)極電泳涂料的要求
對(duì)陽(yáng)極電泳涂料的要求主要包括三大方面,即涂料的穩(wěn)定性、涂料的泳透力和庫(kù)侖效率、及涂膜性能。
(1)陽(yáng)極電泳涂料的穩(wěn)定性
陽(yáng)極電泳涂料的穩(wěn)定性包括三個(gè)方面,即原漆的貯存穩(wěn)定性、槽液的存放穩(wěn)定性及槽液連續(xù)使用的穩(wěn)定性。
原漆的貯存穩(wěn)定性要求在常溫存放一年或40℃~60℃加速存放穩(wěn)定一個(gè)月。
槽液存放穩(wěn)定性由于工作槽液固體分很低(≈10%),其穩(wěn)定性遠(yuǎn)比原漆低得多,顏料容易沉降,樹脂稀釋后也變得不穩(wěn)定。一般要求10%~20%固體分的工作槽液,在40℃~50℃能存放一個(gè)月。
槽液連續(xù)使用的穩(wěn)定性,一般要求在更新15次~20次時(shí),槽液的各項(xiàng)工藝特性參數(shù)(如泳透力、庫(kù)侖效率等)仍在許可范圍內(nèi),且涂膜的外觀和防腐蝕性仍為合格,它客觀反映了實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性要求。
(2)電泳涂料泳透力和庫(kù)侖效率
陽(yáng)極電泳涂料的泳透力是指在陽(yáng)極工件的內(nèi)表面、凹面及縫隙內(nèi)等背離或遠(yuǎn)離陰極的部位,電沉積時(shí)涂料的涂覆能力。泳透力的好壞影響到這些部位的防腐性能。
泳透力與涂料中樹脂的品種和相對(duì)分子質(zhì)量大小、及涂料配方有關(guān)系。若涂膜的電阻大,槽液的電阻小,則能提高泳透力,泳透力跟電沉積電壓、時(shí)間及槽液不揮發(fā)分成正比。如果電泳涂料的破壞電壓高,工作電壓也可提高,泳透力也就能升高。
電泳涂料除了要求泳透力高外,也應(yīng)有良好的電沉積特性,即涂料中各組分應(yīng)按比例均勻地沉積。這主要是顏料和基料、樹脂和交聯(lián)劑要以恒定的比例沉積析出。否則影響涂膜的外觀和性能。一般對(duì)顏基比、顏填料組成、槽液pH值,及助溶劑含量進(jìn)行分析來(lái)判定。
電泳涂料電沉積時(shí)的庫(kù)侖效率是指消耗單位電量能沉積析出的涂膜當(dāng)量,它表征著涂料沉積時(shí)的電流效率,或能量消耗水平。一般陽(yáng)極電泳涂料的庫(kù)侖效率在每庫(kù)侖(13~20)毫克之間,即(15~20〕mg/C之間。
(3)陽(yáng)極電泳涂膜的性能
陽(yáng)極電泳涂膜主要是作防腐蝕底層。除要求涂膜厚薄均勻、光滑平整外,更重要的是要求有一定的
防腐蝕能力。一般陽(yáng)極電泳涂膜的耐鹽霧性在(240 ~400)h之間。
陽(yáng)極電泳涂膜的防腐蝕性,受到樹脂特性(帶有羧基)和電泳特性(陽(yáng)極金屬離子的溶出)的影響防腐蝕能力不可能進(jìn)一步提高,但適合于一般防護(hù)性要求的農(nóng)機(jī)、車輛、自行車及其他輕工產(chǎn)品的工山化流水線自動(dòng)涂裝作業(yè)。