1 引言
从2003 年开始，国内汽车用电泳涂料开始升级换代，无铅电泳涂料成为主流产品，并在国内各主要汽车生产线投入使用。但是，在产品升级的同时，国内汽车涂料的市场价格却在迅速走低，目前无铅电泳涂料还是以外购品为主，价格较高，因此依靠现有技术自主开发低成本无铅电泳涂料已势在必行。
降低涂料成本的方法有许多，比如涂料现地化生产、材料国产化、生产工艺改造、现有配方的改进等，本文主要从现有配方的改进方面进行探讨中国机械网okmao.com。
无铅阴极电泳涂料中所使用的颜料钛白粉和填料高岭土主要是通过进口，钛白粉作为着色颜料，能赋予涂膜较好的理化性能和遮盖力，但价格昂贵；高岭土作为体质颜料，具有一定的防腐作用，加入到阴极电泳涂料中，能增加颜料的体积浓度，以获取更高的湿膜表观电阻（Rf），提高电沉积涂料的破裂电压，其泳透力也将得到提高；
同时也改善了涂膜的内在性能，如硬度、耐磨性、机械性能，而且相对于钛白粉来说价格也非常低。通过高岭土部分替代钛白粉的试验，找出高岭土与钛白粉的最佳配合比例，达到既保证产品的性能又降低成本的目的。
2 试验部分
2.1 对钛白粉和高岭土结构的认识
钛白粉化学名称为二氧化钛（TiO2），有白色颜料王之称，具有高白度、高折射率、物理化学性质稳定等特性，广泛地用于国民经济的众多领域。
钛白粉在自然界中有3 种结晶：板钛、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值；锐钛型（Anatase，简称A 型）和金红石型（Rutile，简称R 型）都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其它白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性，特别是没有毒性。高岭土的化学组成为Al2O3·2SiO2·2H2O，是一种浅灰色的细片状粉末，三斜晶型，具有准六角形构型。
高岭土的相对密度为2.8，莫氏硬度为1.0，折光指数为1.56，是一种略呈酸性的矿物质，但仍具有较好的耐酸碱性。除具有一般矿物粉体的特性外，对红外线具有显著的阻隔作用，但易吸潮，使用前应干燥。涂料用高岭土是天然矿物质，它是二氧化硅、三氧化二铝的混合物，呈棒状、片状、粒状等构型。
2.2 试验分析过程
2.2.1 色浆的制备及检测
阴极电泳涂料有双组分和单组分的，普遍使用的是双组分阴极电泳涂料，由色浆和乳液配成。色浆主要由颜料分散树脂、颜料、填料、固化催化剂及去离子水组成。按照一定的比例在烧杯中分别加入去离子水、分散树脂，用高速分散机分散均匀后依次加入各种颜料、填料，再分散均匀后用砂磨机研磨分散2 ～ 3 遍至细度达到要求，再加入去离子水把固体含量调整到规定范围。
本试验中选用了国产和进口2 种有代表性的高岭土，逐步增加高岭土的用量以减少钛白粉的用量，分别制备10 种色浆，其各色浆性能检测结果见表1。
表1 色浆性能检测结果
从表1 可以看出，随着钛白粉含量的减少，高岭土含量的增加，色浆的黏度逐渐增大，其它性能稳定。
2.2.2 槽液性能检测
将以上所制备的色浆跟无铅电泳涂料的乳液按照一定的比例配槽，并将配制的槽液放置于（30±1）℃的熟化槽中搅拌熟化48 h 以上，然后进行检测。检测结果见表2 ～ 3。
表2 槽液性能检测结果
表3 槽液性能检测结果
从表2 可以看出，随着钛白粉含量的减少，高岭土含量的增加，槽液性能维持稳定。
从表3 可以看出，随着钛白粉含量的减少，高岭土含量的增加，进口高岭土的泳透力逐步降低，国产高岭土的泳透力逐步提升，而击穿电压都略有上升。
2.2.3 涂膜性能检测
涂膜性能检测结果见表4。
表4 涂膜性能检测结果
从表4 可以看出，随着钛白粉含量的减少，高岭土含量的增加，涂膜性能维持稳定。
2.2.4 涂膜老化性能检测
阴极电泳涂料主要是提供涂膜良好的附着力和耐老化性能，所以本试验中特对各配方的老化性能进行了评价，结果见表5。
表5 涂膜老化性能检测结果
从表5 可以看出，随着钛白粉含量的减少，高岭土含量的增加，涂膜SST 性略有提高，在SDT 试验中，使用进口高岭土、钛白粉降低20%的效果最好，而使用国产高岭土时，随着高岭土含量的提高，涂膜SDT 性能提高，其它性能维持稳定。
3 结果与讨论
通过以上各项试验数据表明，在无铅涂料中通过使用低成本的高岭土替代部分高成本的钛白粉可以满足产品的性能要求，与原始配方相比，钛白粉用量最大可以降低40%左右，且不会造成涂料性能异常，各项技术指标以及性能检测结果与标配相近，达到了最初的设计目的；
另在该试验中选用了2 种高岭土进行了对比性试验，结果表明国产高岭土是完全可以替代进口的，而且部分性能的试验结果表明，国产高岭土比进口高岭土更具优势。所以通过使用国产高岭土替代进口高岭土，且部分替代高价的钛白粉以开发一种低成本的无铅阴极电泳涂料是可行的。
4 结语
无铅阴极电泳涂料的优良性能是无可非议的，但在普及过程中的价格也是非常昂贵的，当今国内汽车涂装使用的无铅阴极电泳涂料大多依靠进口，部分能现地化生产的厂商其原材料也多依靠进口，特别在环保型无铅阴极电泳涂料中所使用的钛白粉和高岭土多依靠进口，这就造成涂料成本较高，涂料市场价格竞争激烈。
用国产的高岭土替代部分进口钛白粉，可缓和这种价格压力，提高产品的市场竞争力。