新型阴极电泳漆的合成与影响因素

data-full-width-responsive="true"> 0 前 言由于阴极电泳漆与阳极电泳漆相比具有如下优点：大大改善了耐腐蚀性；优异的泳透力；改进的耐皂化性；降低了沉积过程中涂料的破损；其固有的稳定性，耐化学品性和pH 值7 下操作防止了聚合物氧化、水解、微生物侵蚀等。因此电泳底漆涂装流水线已以阴极电泳漆为主体。 阴极电泳漆电泳涂装过程包含电解、电泳、电沉积、电渗四种现象。本试验探讨了一种新型阴极电泳漆的合成及影响因素。1 实验部分11 树脂的合成实验材料如下：环氧树脂，国产；二乙醇胺（DEA）进口，工业级；聚酰胺树脂，进口，工业级；甲苯二异氰酸酯，进口，工业级；醇醚类溶剂，国产，工业级；甲基异丁基甲酮，进口；中和剂，国产；碳黑,国产；高岭土，进口；滑石粉，国产；防沉剂，进口；去离子水，自制。树脂的基本配方组成见表1。工艺步骤：在洁净的四口烧瓶中加入环氧树脂和甲基异丁基甲酮，熔化后缓慢加入二乙醇胺 在140℃保持2 h，然后加入聚酰胺和甲苯二异氰酸酯，在80℃时保持4 h，然后加入醇醚类溶剂和中和剂。12 色漆的合成色漆的基本配方见表2。工艺步骤：将配好的阴极电泳漆用不锈钢砂磨研磨，研磨至细度 m 即可。13 阴极电泳漆槽液电泳样板将以上制成的阴极电泳漆配制固体分为19% 的槽液，待槽液熟化48 h 检测技术指标及泳板。131 检测槽液技术指标将槽液在搅拌的状态下，熟化48 h，检测阴极电泳漆槽液技术指标见表3。132 膜厚与电泳电压的关系将阴极电泳漆槽液在熟化48 h、5 ℃、电泳时间2 min 下进行电泳，电泳样板烘烤温度175 ℃，情况见表4。注：电泳时间均为2 min。由表4 数据显示膜厚与电泳电压的关系是膜厚随电泳电压的增加而增厚。133 膜厚与电泳时间的关系将阴极电泳漆槽液在熟化48 h、25 ℃、电泳电压200 V下进行电泳，电泳样板烘烤温度175 ℃，情况见表5。注：电泳电压均为200 V。表5 显示膜厚与电泳时间的关系是膜厚随电泳时间的增加而增厚。14 阴极电泳漆样板性能检测将板膜厚25 m左右的电泳样做性能检测，检测结果见表6。15 阴极电泳漆槽液的稳定性考察阴极电泳漆槽液在熟化48 h后，检测的技术指标及其泳板情况如上，以后每隔两天对槽液进行一次技术指标检测及其泳板，板面情况良好，均符合技术指标标准，然后将上述槽液静置15 d 后，槽液有软沉淀,易搅起，则槽液的稳定性合格。2 结果与讨论21 聚酰胺的用量对阴极电泳漆的影响聚酰胺的引入除了增加树脂的胺值外，还可以用于调节阴极电泳漆树脂的分子量及其分布(胺当量指1g 树脂所含胺基的量，相当于KOH的毫克当量数），增加聚酰胺的用量，使槽液施工电压降低，泳透力下降，电导上升，电解增加；而降低聚酰胺的用量，除了降低树脂的水溶性外，大大提高了树脂的分子量，漆膜外观和厚度也受影响，同样也降低了其泳透力。因此，对一个阴极电泳漆体系来说，设计出适当的胺当量对提高各方面的性能非常关键。试验结果表明,在水溶性体系中,胺当量在80～90 mgKOH/g,各项性能均能达到阴极电泳漆的指标要求。22 中和剂的用量对阴极电泳漆的影响槽液的pH 值是影响槽液稳定性、漆膜外观等重要参数，阴极电泳漆改性环氧树本身并不溶于水，是通过用有机酸中和其漆基中的胺基，在其碳链结构中形成亲水基团后，才能很好地分散于水中。要使槽液稳定，漆膜外观较好，pH 值要适中。pH 值低于45时，则易造成对设备酸性腐蚀加重，漆膜返溶现象加重，电解反应剧烈，漆膜外观易有缩孔等毛病；当pH值高于70时，树脂水溶性差，树脂与水亲和形成胶体，增加空间位阻的能力下降，漆膜外观呈海绵状、发皱、粗糙等毛病，是因为中和不够，使树脂液部分凝结，槽液粒子泳动效果下降，电渗差等原因造成的。因此中和剂用量过少，槽液的稳定性逐渐变差，槽液易分层沉淀，涂膜外观变差。尤其水平面有颗粒。中和剂用量过大，槽液的可溶性有所增加，可是对涂膜的再溶性和对设备的腐蚀性增大。23 醚醇类有机溶剂的用量对阴极电泳漆的影响为提高电泳涂料的水溶性和槽液的稳定性，电泳涂料配方中加入有机溶剂。槽液有机溶剂含量现今还是电泳涂装的主要工艺参数之一。一般控制在25％～4％范围，槽液的有机溶剂含量高了，涂膜臃肿过厚，泳透力和破坏电压下降，再溶现象变重;含量低了，槽液的稳定性变差，涂膜干瘪。24 槽液固体分对阴极电泳漆的影响的影响槽液固体分在15%～25% 时，涂膜外观均匀，平整光滑，槽液固体分小于10% 时，涂膜太薄、漏底、易出现针孔等弊病，槽液固体份大于30% 时，涂膜有外观粗糙、发皱、电渗性差等弊病。3 结 语本试验以环氧树脂为骨架，加入聚酰胺及甲苯二异氰酸酯进行固化，合成了贮存稳定，漆膜性能优异的阴极电泳漆，达到了设计之初的要求，各项技术指标以及性能也已达到了较高的水平。