高泳透力的阴极电泳涂料
阴极电泳涂料的配制和使用
阴极电泳涂料的配制和使用 1、电泳槽液配制 1)．电泳槽的清洗 A. 清洗前的准备工件 电泳槽清洗前，所有与电泳相关设备都必须经过调试。单台设备调试运转正常、工件输送及其控制系统运转正常后，清洗工作方可进行。 B．电泳槽的清洗 a.先将主、副槽、溢流槽等槽体内杂物彻底清除。 b.用2%的表活剂水溶液对超滤以外的所有系统循环清洗三小时。 c.用清洁自来水循环清洗一小时。放水后，打开过滤器，清除残渣。 d.用1%的中和剂、0.5%的补充剂对所有系统循环清洗五小时。 e.用自来水、去离子水各冲洗一次，将水彻底放尽。 C.清洗效果确认 a.一般采用缩孔试验判断清洗是否合格。 b.试验方法:用清洗水(最后一道纯水)配制电泳漆槽液,在实验室通过电泳涂装检查 试板的缩孔。 c.缩孔试验板评价标准: 直径0.5㎜以上的缩孔:没有; 直径0.5㎜以下的缩孔:少于3个; 达到以上标准方能判断清洗合格。 2)．槽液的配制 A.加入半槽去离子水(电导率低于20μs/㎝)，启动辅助循环系统； B.将原漆加入调漆缸，搅拌均匀后泵入附槽。此项工作最好能在48小时内完成。 C.原漆加完后补加去离子水到刚好溢流循环为止。循环搅拌一小时后，取样测定槽液参数。 D.以下几项参数必须测定： 固体份：应为18-19%，否则应调整； PH值：应为6.2±0.3左右; 槽液温度：应为27-29℃，否则应进行热交换。 槽液电导率：此为槽液起始值，供以后参考监控。 3)．槽液的熟化 槽液配好后，必须连续循环搅拌进行熟化，熟化时间不低于72小时。熟化48小时后，即可取样，进行全项分析试验。其中包括：固体份、PH值、电导率、胺值、电泳成膜情况等试验，以便对不理想项目进行适当调整。经检验，各项指标均符合施工要求方可进入施工调试。 2．施工调试 1)．调试前准备 泳调试前应做到以下几点准备工作：
阴极电泳涂料涂装原理修订稿
阴极电泳涂料涂装原理公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
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
阴极反应 2H2O + 2e- → 2(OH)- + H2 阳极反应 2H2O → 4H+ + O2 + 4e- 当pH=3 ↓ ---(COO)- [阴离子树脂] COOH M→M n+ +e- (金属) ↓ ---(COO)- [阴离子树脂] ---(COO)nM [析出] 阳极反应 2H2O → 4H+ + O2 + 4e- 阴极反应 2H2O + 2e- → 2(OH)- + H2 pH = 12～14 ↓ —NH+ [阳离子树脂] —N [析出] 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：
阴极电泳漆参数及影响
过高时刚膜层比较粗糙，易起桔皮。因此稳定固体分含量是保证电泳质量的一个关键。根据生产量的大小建议用户3小时检测一次。 2.溶剂：电泳漆液刚配制时，其溶剂含量稍高。但随着漆液使用时间的延长和超滤的使用，溶剂不断挥发和滤出，其含量会逐渐下降，影响漆膜质量。严重时，漆膜会在烘烤前脱落。因此，应及时添加调整，一般每滤出100L超滤渗透液，应补充1.2L溶剂。 3.电压：极间电压升高，电场作用加强，漆液中带电粒子泳动，沉积速度加快，使用泳透力提高，膜层增厚。电泳操作时，应根据零件形状与大小，槽液温度高低，所需膜的厚薄，选择最佳电压。当电泳漆槽刚配制时，其溶剂含量及导电度均高，则 电压应适当降低。 4.PH值：由于阳极采用隔膜控制，电泳漆液的PH值较为稳定，当超滤液排出太多或隔膜液漏出进入电泳漆液时，使电泳漆液PH值发生变化，可用有机酸调整。PH 值过低时，漆膜再溶解增加，膜层变薄，且对设备腐蚀严重。 5.电导率：电导率是控制电泳漆膜层质量的关键指针之一。新配溶液时电导率可能较高，因此需要通过超滤排出渗液以降低电导率。电导率过高，则膜厚易产生桔皮和表面粗糙等现象。电导率过低，则容易产生针孔和麻点。因此当电导率的高低不同时需要采用不同的电压和槽液温度，以便获得良好的膜层。电导率较高时，可采用较低的电压和温度；反之则要相应提高电压和温度。 6.温度：电泳漆液的温度一般控制在26度左右。温度过低，必需使用较高的电压以达到电泳的目的；温度过高，则加剧溶剂的挥发，不利于电导率的稳定和控制。 7.电泳时间：电泳时间的长短会影响漆膜外观及膜层的厚薄。当电泳时间过长时，膜厚色深，透明性变差。电泳时间过短，则膜层不完整。因此需要根据漆液的电导率。固体分含量等因素的变化，在确定溶液温度和电压的前提下，选择最佳的电泳时间以确保膜层的质量。 在电泳过程中，主要以电压的大小来控制膜层厚度。时间如超过一定数值，厚度不会显著增加，这是因为电泳漆是不导电的，当零件给膜层完全覆盖后，成为绝缘体，时间再长也不会增加漆膜的厚度。因此如需要较厚漆膜时，尤其在镀凹位较深零件时，应用较高电压和较短时间。
阴极电泳漆的发展
阴极电泳漆的发展 一、阴极电沉积的开发过程 国外从60年代中期就有美国PPG公司和西德Hoechet公司等开始进行了阳离子型树脂的合成及阴极电泳施工的研究。1971年底首先有美国PPG公司研制成功第一代阴极电泳涂料。该涂料虽具有优良耐腐蚀性。但漆液PH=4左右，酸性较强，对槽体、管道及输送泵等材料容易产生腐蚀；同时烘温较高（200℃/30min）。漆膜抗碎裂性及端面的防蚀性较差，所以应用面受到限制，仅使用在电泳箱、洗衣机及干燥机等要求耐蚀性能高的电气制品上作底漆。由于PPG公司继续不断努力研究。1976年6月美国通用汽车公司将汽车部件采用PPG公司第二代阴极电泳漆（CED3002）获得成功。1977年开始正式使用阴极电泳涂漆涂装汽车车身（作底漆）。1978年美国通用汽车公司和福特汽车公司基本上已把原来使用的65条阳极电泳涂装生产线几乎全部改用新的阴极电泳涂漆。 日本和英国从1977年美国PPG公司引起技术以后，它们的汽车工业从1978-1979年也向阴极电泳涂装转化，到1978年底初步统计，世界上约有120条阴极电泳涂装生产线，其中美国有70条以上。日本有20条，欧洲有10条。 据资料报导，日本把阴极电泳的出现列为70年代涂漆史上三大重要成主就之首。堪称为电泳涂装史上的第二个里程碑。 1983年以来开发了第三代阴极电泳漆，PH值在6.5以上，接近中性或7.0左右，对设备有腐蚀性很小，电沉积电压和泳透力与第二代阴极电泳漆相同；烘烤温度在165℃左右（与阳极电泳相仿），烘烤中热损失小；不同异氰酸基交联，毒性小；一次泳涂厚度能达30~40um；涂膜耐盐雾腐蚀性1000h以上。 二、阴极电沉积的发展 由于美国、日本等许多涂料公司的不断努力，80年代阴极电泳涂料又取得了许多新的成就，其中最有代表性的是厚膜型阴级电泳涂料、低温固化型阴极电泳涂料及彩色阴极电泳涂料。 （一）厚膜型阴极电泳涂料（Uni-Prime） 为了改善阴极电泳涂料漆膜的抗碎裂性和端面防蚀性较差的缺陷，进一步提高阴极电泳漆的耐蚀性。美国PPG公司在80年代中期又相继研制成功一种新型阴极电泳涂料——厚膜型阴极电泳涂料其主要优点是： ①漆膜较厚，一次电泳膜厚可达30~40um。
阴极电泳涂料
阴极电泳涂料匿名2001-07-17 15:06:33 日本专利:平2-40270 发明人:两角谦一等 申请人:东レ株式会社 概述： 本发明关于丙烯酸系阴离子电泳涂料。 历来,把在聚合物中有羧酸或胺的聚合物用胺或酸中和而水溶化或水分散化,将被 涂物作为阳极或阴极,用电泳法,通过聚合物的不溶化而在被涂物上析出,这种方法称 电泳涂装,它正在作为涂装技术的一个领域而发展着。前者(聚合物中有羧酸时)称阴 极电泳,后者(聚合物中有胺时)称阳极电泳。 在阳极电泳时一般使用丙烯酸系共聚物,电泳在阳极氧化处理的铝底材或前处理 (例如磷酸锌处理的)的钢板等上,前者主要用于铝窗柜,后者主要用于织布机、摇移 器、书棚等。因为使用了丙烯酸树脂,所以得到光泽、外观优异的涂膜,但是,阳极电 泳时因被涂物是阳极,在通电过程中底材会溶出,而产生着色情况。?特别是溶出的金 属离子积蓄在涂料浴中会污染涂料浴。 从耐腐蚀方面看,氧化铝膜处理底材自身耐腐蚀性优异而不成问题,但底材为钢底 材时,例如磷酸锌处理等化学处理的钢底材因这样的化学处理膜也能溶出,?所以防锈 效果下降。 在阴极电泳中因被涂物是阴极而不会产生这样的问题,一般耐腐蚀性优异。现在 阴极电泳涂装法产生了高耐腐蚀性,正在用于汽车车身的底漆涂装,?这时的涂料一般 是以环氧树脂与胺化合物的反应产物为主剂,以封闭异氰酸酯为固化剂制成的。 此时的电泳涂膜外观差,仅限用于底漆。阴极电泳涂料单道涂层不能得到良好的 涂膜外观和优异的电泳适宜性是实际情况。 从前采用简单的方法组合丙烯酸树脂和三聚氰胺树脂能得到阴极电泳涂料,?形成 兼具外观和耐腐蚀性的涂料,但是以以下理由说明这样的涂料不会存在。 在丙烯酸树脂中引入氨基(例如甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的共聚)的聚合物和通 常的三聚氰胺(末端有-OH、-OCH3基、OC4H9基的,例如"ニカラツク"MW-20、MW-30、MX-4等)作为阴极电泳涂料时,丙烯酸树脂用有机酸中和成为弱酸性,?在涂料浴中和三 聚氰胺反应,不仅产生沉淀,而且电泳的涂膜因氨基的碱性而妨碍与三聚氰胺的反应, 不能固化,因此涂膜的耐药品性、硬度都下降。 本发明能得到耐腐蚀性、耐药品性、硬度优异、单道涂层有良好外观的涂膜,而且 提供了操作简单、具有优异的电泳适应性的阴极电泳涂料。 本发明是由甲组分丙烯酸系共聚物或其用有机酸的中和物40～90重量份与乙组分 有羧基的三聚氰胺或苯乌粪胺树脂10～60重量份组成的阴极电泳涂料。 其中甲组分由A含碱性氮的丙烯酸系单体3～30重量%、B?乙烯属不饱和有机羧酸 和/或磺酸0～10重量%、C羟基丙烯酸单体3～30重量%和D能与上述A、B、C各单体共聚 的乙烯属不饱和单体30～94重量%聚合而成。 A中含有碱性氮的丙烯酸系单体,例如有(甲基)丙烯酸甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯 酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二正(异)丙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二正(异或 叔)丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸酯衍生物;N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-二 乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-二正(异)丙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺等(甲基)? 丙烯酰胺衍生物。它们通过添加有机酸或用B所示的酸中和,?具有使聚合物水溶化的
阴极电泳漆介绍
SH-2000型阳离子电沉积涂料施工工艺 一、阴极电泳漆涂装基本原理 电泳涂装过程同时包含着电解、电泳、电沉积、电渗等四个过程。 ① 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 一般电解伴随有在一个或两个电极上溢出气体，在电极上分别进行着氧化与还原反应，电解过程主要是水的电解： 阴极：↑+?→?+-22222H OH e O H 阳极：↑+?→? -- 22244O O H e OH 电解越强导电介质通过的电流越强。 ② 电泳 在导电介质中，带电荷的胶体粒子受电场的作用向相反电极移动的现象称为电泳，在阴极电泳涂装过程中，带正电荷的高分子聚合物包裹着颜料粒子向阴极方向移动。 ③ 电沉积 阳离子型聚合物在阴极上沉析的现象称为阴极电沉积。 首先是水进行电解，在阴极上产生氢气并形成OH~，致使在阴极表面形成高碱性介质层，当阳离子型聚合物泳至高碱层的阴极时就与OH~反应，形成不溶性的沉积涂层． ④ 电渗 刚沉积到被涂物面上的涂膜是半渗透膜，在电场的持续作用下，涂膜内部所含的水份从涂膜中渗析出来，使涂膜脱水的现象称为电渗，电渗越好的涂膜越致密，抗物理变形性越好，防腐蚀性越好，由于电沉积涂膜是疏水性的高分子聚合物，所以允许用水清洗涂膜表面所带出的浮漆。 二、涂装工艺流程 SH-2000阳离子电沉积涂料建议施工工艺如下： 脱脂→热水洗→除锈→水洗→中和→水洗→表调→磷化→水洗→去离子水洗→电泳→超滤水喷淋回收→水洗→去离子水洗→烘干 施工工艺中的前处理工序对施工涂膜质量的好坏至关重要，尽管前处理工艺各不相同，但是总的原则是以能满足电泳涂装条件为前提，在此前提下各施工单位可自行选择前处理工艺。电泳施工要求入电泳槽工件必须无油、无锈；无机械杂质、无酸、无碱、无磷化浮灰等杂质。 为了获得良好的电泳涂膜，前处理工序应满足下列要求： ⑴工件表面脱脂完全。 ⑵工件磷化后要求磷化膜均匀，致密，无斑痕，无磷化浮尘。 ⑶磷化后末道纯水其电导率要求在20μm∕cm 以下，并要求用醋酸将其ＰＨ值中和至6.5－７，此冲洗水可循环使用，当电导率高于20μm∕cm 时应及时更换。 三、涂装设备
高光底面合一阴极电泳涂料在车架上的应用
高光底面合一阴极电泳涂料在车架上的应用 张殿平1，王子健1，李玉宁1，于安军1，万涛2 1.中国重汽集团技术发展中心，250002 2.武汉双虎汽车涂料有限公司，430035 摘要：主要介绍了高光底面合一阴极电泳涂料产品在车架上的应用。该产品提高了漆膜外观质量，降低了施工电压，同时提高槽液稳定性，真正达到既具有优良的装饰性能，又具有优良的耐候性能。 关键词：高光底面合一阴极电泳涂料施工电压槽液稳定性 0 引言 阴极电泳涂料是七十年代中期发展起来并得到工业化应用的一种新型防腐水性涂料。由于其具有以水为溶剂、无火灾危险、环境友好性强、涂装可实现自动化程度高、涂层致密、防腐性能优异等特点，使其在世界范围内，特别是在汽车工业发达国家作为底涂层而得到广泛应用。随着时代进步，电泳涂料在汽车领域正发挥着越来越大的作用，电泳涂料不断完善和提高，电泳涂料不断在汽车底漆方面，而且还发展到底漆面漆合一的程度，汽车的涂装将进入一个节能与环保全新时代。 现在的汽车主机厂在车架、车轮、底盘等汽车零部件制造工艺过程中大多采用传统环氧型阴极电泳漆作为保护底涂层[1]，但是传统的阴极电泳底漆都是环氧树脂为主骨的体系，虽然具有良好的防腐性能，但耐候性能差，在户外存放容易失光、变色、粉化，必须再喷涂一道面漆才能存放[2]。在能源及资源日趋紧张的今天，主机厂为了节约成本，同时增强其市场竞争力，迫切需要只泳涂一道电泳漆，既有传统的防腐性能又具有良好的耐候性能，所以底面合一电泳涂料的成功应用正是为了满足汽车工业不断发展的需求。 中国重汽集团卡车公司车架厂130吨电泳线2006年2月率先在国内使用FT25-7650底面合一阴极电泳涂料，彻底解决了公司长期困绕的因车架电泳漆变色、粉化而导致用户抱怨不断的问题。该线使用FT25-7650底面合一阴极电泳涂料以来，现场施工应用效果好，车架户外放置一年以上无变色、失光等现象，耐候性能及耐腐蚀性具佳。为了进一步提高车架外观装饰性能，我们与武汉双虎汽车涂料公司一起开发了外观、光泽更优的高光底面合一阴极电泳涂料，并于2007年12月份成功在中国重汽商用车有限公司车架电泳线顺利投槽成功。 1 高光底面合一阴极电泳涂料的特点 高光底面合一阴极电泳涂料是在原来的底面合一阴极电泳涂料[3]的基础上改进过来的，主要从主体树脂的分子架构，分子量分布及生产工艺方面进行了优化，使其漆膜流平性、光泽得到大幅提高，并且其它槽液性能及漆膜性能也得到相应提高。高光底面合一阴极电泳涂料的性能指标见表1、表2、表3。 表1：原漆性能
阴极电泳涂料的研究进展
2008年36卷第3期广州化工(广州市东风化工实业有限公司,广州 510730 )阴极电泳涂料的研究进展 李小丽,许馨予,彭素梅 摘 要:阴极电泳涂装具有涂料利用率高、 容易实现涂装自动化、环境污染小、涂膜厚度均匀、耐腐蚀性强、泳透率高、适于涂装形状复杂的工件等优点,在汽车工业底漆中获得了广泛应用。本文对阴极电泳涂装的发展历史及发展动向作了详细的 介绍。 关键词:环氧树脂;阴极电泳涂料;防腐 Re s e ar c h Pr ogr e s sofCat hodi c El e c t r ode pos i t i on Coat i ngs LI Xi a o -l i ,XU Xi n-y u ,PENG Su-me i (Gua ng z ho u Do ng f e ng Che mi c a l sI ndus t r i a lCo .,Lt d,Gua ng z ho u 510730,Chi na ) Abs t r ac t :Ca t ho di ce l e c t r o de po s i t i o n ( CED)c o a t i ng s ,wi t h t hea dv a nt a g e so fhi g h r a t i oo fut i l i z a t i o n ,a ut o ma t i o n ,l o w e nv i r o nme nt a l po l l ut i o n,e v e n c o a t i ng t hi c kne s s ,s t r o ng c o r r o s i o n r e s i s t a nc e ,a nd hi g h t hr o wi ng po we r wa s s ui t a bl e t o ut i l i z e i n c o mpl e x s ha pe d me t a lwo r kpi e c e s c o a t i ng a nd us e d wi de l y a s pr i me ri n a ut o mo bi l e i ndus t r y .The hi s t o r y o f CED c o a t i ng swa sr e v i e we d a nd t he t r e nd o fi t sf ut ur e de v e l o pme ntwa sf o r e c a s t e d. K e y wor ds :e po x y r e s i n;c a t ho di c e l e c t r o de po s i t i o n c o a t i ng s ;c o r r o s i o n 传统的溶剂型涂料含有大量的有机溶剂,鉴于可燃和有毒的有机溶剂对人类健康和环境的影响,水性涂料特别是电沉积涂料(也称为电泳涂料)在20世纪70年代得到了快速发展 [1,2] 。该体系中挥发性有机物(VOC) 和有害空气污染物(HAP )含量低,对环境污染小,属绿色环保涂料[ 3] 。按水溶性树脂所带电荷的不同,一般可将电泳涂料分为阳极电泳涂料(AED c o a t i ng s ,Ano di cEl e c t r o de po s i t i o nc o a t i ng s )和阴极电泳涂料(CED c o a t i ng s ,Ca t ho di c El e c t r o de po s i t i o n c o a t i ng s )。与阳极电泳涂料相比,阴极电泳涂料在防腐蚀性,泳透率,安全性,稳定性和膜层的机械强度等方面有更大的 优点[4] 。近年来,阴极电泳涂料在许多领域,特别是在汽车行 业,正逐步取代阳极电沉积涂料,而且阴极电泳涂料的应用也从单纯的汽车底涂,发展到用作机电、家电、五金和建材等产品的防腐和装饰。 1国内外阴极电泳涂料的发展 1.1国外阴极电泳涂料的发展 20世纪60年代中期,德国BASF 公司和美国的PPG 公 司首先进行了阳离子型涂料树脂的合成(即阴极电泳的研究),1971年首先由美国PPG 公司研制出了第一代阴极电泳涂料。虽然该涂料具有优异的耐腐蚀性,但是漆液的pH 值在4左右,对电泳涂装设备具有腐蚀作用,而且烘烤条件为 200℃,30mi n ,温度较高。1976年,美国通用汽车公司开发 出第二代阴极电泳涂料,可在较高电压下进行电泳涂装。 1983年开发出了第三代阴极电泳涂料,改善了酸性较强的 缺点,在pH 为6.5就可以完成涂装过程,保持了第二代产品 电泳电压低和泳透力好的优点。目前各主要汽车生产国的汽车车身的涂装线90%以上采用阴极电泳涂料。阴极电泳涂料的发展十分迅速,基本上每隔3～5年就更新换代一次。世界上成熟的阴极电泳技术的代表为美国的PPG 公司、德国 Ho e c hs t 集团和日本的关西涂料公司[ 5] 。表1介绍了PPG 公司在阴极电泳涂料方面的研究成果。 1.2国内阴极电泳涂料的发展 我国自主开发电泳涂料也有20多年的历史了。第一代阴极电泳涂料是由原兵器工业部五四研究所于1979年开发 并成功用于钢制药筒上和长安牌微型车车身上[6] 。随后,国内 的很多研究所和企业做了大量的开发工作,取得了较大的进展。 目前,我国在北京、沈阳、济南、上海、重庆及成都等地都有阴极电泳涂料的生产。上世纪80年代后,我国汽车工业阴极电泳涂装生产流水线得到了迅速的发展,在汽车行业引进和自建了许多阴极电泳涂装的生产流水线。 2阴极电泳涂料的发展动向 作者简介:李小丽,女,本科,主要从事环氧树脂的应用研究。E-m a i l :l xl _18@163.c om. 17??
阴极电泳涂料简介
低温固化环氧阴极电泳涂料的研究 阴极电泳涂料起源于20世纪70年代，1971年美国PPG公司首先研制成功第1代阴极电泳涂料。工业发达国家的汽车车身涂装线均已改为阴极电泳涂装线，并且阴极电泳涂料的品种在不断更新。20世纪90年代初国内开始了阴极电泳漆的研究工作，进展也很快。由于它是一种水性涂料，具有防腐蚀性优良、涂装自动化程度高、环境污染少等特点，目前阴极电泳涂料已广泛应用于汽车、轻工、农机、家电、仪表、文教用品、工艺品、军工、建材等许多部门，并深受好评。 一．阴极电泳涂料的特点 与其他浸涂、喷涂水性烘烤漆相比，电泳涂料具有无可比拟的优越性。可以归纳为以下几点： （1）涂料利用率高，漆料损失小。涂料的利用率可达90﹪～95﹪ （2）以水作溶剂，无有机物挥发，低污染，无火灾隐患，易洗净，工人的操作环境好。 （3）适宜于大规模生产的工业涂装线，实现涂装线的机械化、自动化，经济效益高。 （4）漆膜不溶于水，无流痕、不垂滴、不流挂。 （5）涂饰效果好，膜面光滑、涂层致密、富有金属光泽、膜厚均匀可控，湿膜含水量低。特别是在被涂物外形复杂的情况下操作也一样简单、方便，所得涂层厚度均匀，防腐蚀性能优良且对金属基底无腐蚀。 二．低温固化阴极电泳涂料的研究现状 阴极电泳涂料的烘烤温度一般为170～180℃，对于高温下烘烤易变形的材料不适合，因此开始出现低温固化型阴极电泳涂料。它不但能减少能量消耗、降低成本、减少环境污染，而且可以减少漆膜因烘烤而变色，从而提高涂膜质量。低温固化型阴极电泳涂料适用于橡胶塑料材质的零部件、汽车用钢板、铸件等。 这类涂料的技术关键是寻求新型交联剂或改进固化方式，同时还要解决低温固化和槽液稳定性的矛盾。针对新型交联剂可以采取引入多官能团固化剂、开发低温分解的特殊封闭剂，目前国外已经推出150℃固化的阴极电泳涂料，如PPG 公司的ED6，国内对这方面的研究还不是很成熟。 三．实验部分 1）全封闭甲苯二异氰酸酯的合成 在500ml的三口烧瓶中加入TDI和适量催化剂（10%二丁基二月桂酸锡的乙二醇单丁醚溶液），通N2保护，恒温水浴升温至40℃，保温搅拌0.5小时；用分液漏斗加入适量乙二醇单丁醚，升温至70℃，保温搅拌2小时，测定-NCO基含量达标，得到半封闭的TDI。半封闭的TDI降至室温，加适量封闭剂甲乙酮肟，滴完后升温至40℃，保温搅拌5小时，利用红外检测到-NCO完全封闭，得全封闭的TDI。 （2）环氧基料树脂的合成
阴极电泳漆常见问题及解决方法
精心整理1.缩孔 ?这类缺陷在湿的漆膜上看不见，当烘干后漆膜表面出现直径通常为0.5-3.0mm漏底微孔、不漏底的火山口状的凹陷，称为陷穴、凹洼，露底者为缩孔，中间有颗粒但不刮手的称为“鱼眼”。由于电泳漆湿膜中或表面有尘埃、油渍或与电泳涂料不相容的粒子，成为陷穴中心，因而产生涂膜缺陷。很多情况下这类缺陷还与被涂物的材质有关，如金属底材上存在微裂纹和微孔等。 ?原因1:外来油污污染电泳漆膜，油污附着在工件表面，使电泳漆成膜受到影响。这种原因引起缩孔的几率较大。?解决方法:可检查输送机构、挂具,防止油滴污染漆膜。从电泳设备制造安装开始就要避免上述物质污染，每一种新零件投入电泳前最好进行相关检验，防止受油、硅油、蜡、脂性碳化物、胶水等污染物对工件，电泳设备及电泳槽液的污染。 ?原因2:前处理除油不干净，造成润湿性不良，使电泳漆烘干后漆膜有缩孔。 ?解决方法:加强前处理清洗。 原因3:槽液有油污、异物混入，影响电泳漆膜外观。 ?解决方法:用吸油纸吸去油污，清除槽液内异物，同时避免异物混入，保持电泳槽液清洁 ?原因4:加漆时有电泳漆没搅拌均匀，使槽液无完全熟化，引起漆膜不良。 ?解决方法:确保加入的电泳漆搅拌均匀，加强槽液循环，使槽液完全熟化 ?原因5:电泳后水洗中含油分或烘干室内不洁净，循环风含油分，使油分附着在漆膜上面烘干后有缩孔。 ?解决方法:水洗经常更换,烤箱经常清理.烤箱链轨用油可选用耐高温,不会高温挥发为最佳 2.针孔 ?工件上有露底针状小孔，称为针孔，它与缩孔的区别是孔径小，中心无异物，且四周无漆膜堆积凹起。由漆膜再溶解而引起的针孔，称为再溶解针孔；由电泳过程中产生的气体、湿膜脱泡不良而产生的针孔，称为气体针孔；?(1)湿膜针孔:工件未进行烘烤,在空气中凉干,可看到的针孔 原因1:电泳电压过高，电流冲击反应过剧，产生气泡过多，或升压速度过快。 解决方法:适当降低电压,加长软启动时间 原因2:溶剂含量偏低。 解决方法:添加溶剂，每次添加不能超过1% 原因3:槽液温度过低。 ??解决方法:控制槽液温度在25—30℃ 原因4:涂料的PH值过低及溶剂过多，使漆膜抵抗杂质能力变弱。 解决方法:提高涂料的PH至4.3—5.3，并将漆膜厚度控制在必要的范围内。 原因5:槽液杂质离子过高，电解反应剧烈，被涂物表面产生的气体多. 解决方法:超滤除去杂质离子 ?（1）烘干后针孔: 原因1:固体份过低 解决方法:提高固体份至10% 原因1:溶剂含量过低
阴极电泳涂料涂装原理
阴极电泳涂料涂装原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
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
阴极电泳涂装原理
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：
阳极电泳与阴极电泳的优劣对比
阳极电泳与阴极电泳的优劣对比 1）由于电泳漆的特点，合成的树脂必须是水溶性的。为了达到树脂水溶的目的，在聚合物分子链上常需引入一定量的强新水性基团。如：羧基，羟基，醚基等。由于酯键、羧基和这些亲水性基团的存在，所以阳极电泳漆的耐碱性、耐盐雾性及耐用水性能均不够理想。2）由于在阳极电泳过程中被涂工件作为阳极，电泳过程中被涂的基体金属及表面处理膜（如磷化膜）在电沉积过程中被析出而混入到漆膜中，这不仅使漆膜色泽变深，而且还降低了漆膜的耐腐性。 3）电泳涂装时，由于在阳极区发生电解产生的氧气对树脂影响很大（主要是对漆液的稳定性），必要时还须加入抗氧剂。 由于阳极电泳存在以上这些问题，于是人们通过研究发明了阳极电泳，那么阴极电泳加工又有什么优点了，我们就一起来看一下吧。 阴极电泳加工的特点：与阳极电泳相比，阴极电泳加工具有漆膜性能好，涂层均匀，漆膜色泽不变深，有色金属也能涂覆等特点： 1）阴极电泳加工漆的泳透力也比阳极电泳漆高，通常是阳极电泳漆的1.3-1.5倍，这就使得阴极电泳加工在进行复杂工件内部涂装时，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）阴极电泳加工漆比阳极电泳漆具有显著的耐腐蚀性，在脱脂钢板上其耐腐蚀时间一般为阳极电泳漆的3-4倍，超过了经磷化处理的阳极电泳漆。在锌盐磷化钢板上，其耐蚀性为阳极电泳漆的2-3倍，在某些情况下甚至可达10倍。国外曾对阴，阳极电泳涂装的汽车车身在盐雾室中作过对比试验，阳极电泳涂层经250h已被破坏，而阴极电泳加工涂层经1700h试验后还未被破坏。 3）阴极电泳加工漆的耐碱性也比阳极电泳漆高，从实验数据表明，阴极电泳加工膜比阳极电泳漆膜的耐碱性（5%NaOH溶液）通常高20-40倍。 4）阴极电泳加工漆在电泳涂装时库仑效率高，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少。 5）阴极电泳加工槽液比较稳定，容易控制，不易受杂技离子和微生物的影响而变质。 虽然阴极电泳加工的价格较阳极电泳漆贵（国外一般是贵1.3-1.5倍），但由于工艺简化（不须设置辅助电极），库仑效率高，涂装漆膜薄（一般10-13um的阴极电泳加工涂膜的耐腐蚀性明显地优于20-25um的阳极电泳涂膜）等原因，因此阴极电泳加工涂装的综合成本反而低于阳极电泳涂装的综合成本。 由于阴极电泳加工相对阳极电泳来说存在许多优点，因此现在在市场的价格两者上也存在着不了的差距，同类型的阴极电泳加工漆的价格相比阳极电泳漆的价可要贵上很多。