0 引 言
进入21世纪以来, 环境保护愈来愈受到世人关注。在汽车涂装中, 除采用阴极电泳涂料做底漆涂装外, 水性中涂和水性金属闪光底色漆也正在研发中, 并且已取得了显著的成绩,某些品种已在汽车涂装中进行试用或正式使用。
目前, 正在研发或试用的水性中涂漆多为喷涂施工, 涂料的利用率较低(约为30% ), 而电泳涂装工艺对涂料的利用率较高, 可达95%以上, 因此, 从提高涂料利用率, 降低涂装成本的角度考虑, 能使水性中涂层采用电泳涂装的意义重大中国机械网okmao.com。
然而, 为实现这种涂装工艺, 除水性中涂漆本身可电泳涂装外,还要求电泳底漆漆膜具备二次电泳的能力, 本文所制备的双组分阴极电泳涂料具备了漆膜可二次电泳的能力, 为水性中涂漆可电泳涂装创造了基础条件。
1 实 验
11 主要原料
环氧树脂、聚酰胺树脂、丙二醇甲醚、甲乙酮、异丙醇、润湿分散剂、导电填料、乳化剂、TD I、乙二醇乙醚: 工业品; 二乙醇胺: 化学纯; 乙酸: 分析纯; 催干剂: 自制。
12 涂料的制备
121 交联剂的制备
在装有搅拌器、冷凝器、滴加漏斗、温度计、氮气导入管的500 mL四口反应瓶中加入甲乙酮和TDI, 开动搅拌, 并使瓶内物料升温至50 左右, 向瓶内滴加乙二醇乙醚, 滴加结束后,升温至70 继续反应2 h, 即得到封闭的异氰酸酯交联剂。
122 基料树脂的制备
在装有搅拌器、冷凝器、温度计的1 000 mL反应瓶中加入环氧树脂、甲乙酮、丙二醇甲醚, 开动搅拌, 升温溶解。溶解完成后, 加入二乙醇胺, 于90 左右反应2 h; 然后加入聚酰胺树脂, 于100 左右反应2 h; 反应结束后加入上述合成的交联剂, 混合均匀, 即得到基料树脂。
123 颜料浆的制备
取部分基料树脂加入到分散罐中, 再依次加入乙酸、异丙醇、丙二醇甲醚、润湿分散剂、导电填料、去离子水, 分散1 h,然后用砂磨机进行研磨至细度合格, 得到颜料浆。
124 乳液的制备
在分散罐中加入去离子水、乳化剂、乙酸、基料树脂, 高速分散1 h, 可得到稳定性良好的乳液。
125 电泳工作液(槽液)的配制
将颜料浆与乳液按比例混合后, 加入去离子水稀释, 在28 下搅拌48 h后即可电泳实验, 为考察导电填料对电泳性能的影响, 实验中配制了5个导电填料含量不同的槽液。
2 结果与讨论
21 导电填料含量对电沉积过程的影响
在通电下, 涂料在阴极发生电沉积, 形成湿漆膜, 随着漆膜增厚, 电阻增加, 直至绝缘, 电沉积结束, 在此过程中电流随时间先是增大到最大值, 然后降低, 直至为零。由于涂料中含有导电填料, 致使湿漆膜具有一定的导电能力, 可降低湿漆膜电阻, 导至电泳过程中的电流有较大变化。在220 V 进行实验, 结果如表1所示。
表1 导电填料含量对电泳过程中电流的影响
由表1可知, 随导电填料的增加电泳湿膜的电阻降低, 导致电沉积过程可一直持续。
22 导电填料填加量对漆膜外观的影响
导电填料加量对漆膜外观的影响见表2。
表2 导电填料含量对漆膜外观的影响
由表2 可知, 持续的电沉积可造成漆膜异常不平整、失光, 因此导电填料不易多加, 应小于20%。
23 导电填料加量对漆膜二次电泳的影响
导电填料加量对漆膜二次电泳的影响见表3。
表3 导电填料含量对漆膜二次电泳的影响
表3中的结果可知, 导电填料的加量太少则不能进行二次电泳涂装, 太多则二次涂装的效果不好, 适宜的加量是6%~ 12%。
24 涂料施工电压的确定
以编号3的槽液进行施工条件的实验, 由于槽液温度一般均为26~ 30 , 所以实验主要是为了寻找适宜的施工电压。结果如见表4。
表4 施工电压对漆膜性能的影响
在二次电泳涂装中底漆膜厚要求在10um 左右, 较适宜的施工电压为80~ 140 V, 如要求底漆漆膜增厚, 加一些可降低导电填料用量的填料, 提高施工电压, 膜厚可增至20 um 左右。
25 进行二次电泳涂装的施工条件确定
将用编号3槽液进行过电泳涂装的样板, 再电泳其他品种的电泳涂料, 观察形成的复合漆膜状况, 实验中用的是吉化集团吉林市江南研究院有限责任公司生产的H 11- 2D型低温烘烤灰色阴极电泳涂料, 结果见表5。
表5 二次电泳涂装的灰漆涂膜性能
再次电泳的中涂层膜厚一般要求在20~ 30 um, 可见较适宜的施工电压为200~ 240 V。当然, 二次电泳时的电压与作为中涂层的阴极电泳涂料施工性能有很大关系, 当中涂层涂料的性能确定后, 根据需要, 施工电压可进行调整。
26 漆膜性能的测试
实验中对可二次电泳涂装的底漆漆膜、作为中涂层阴极电泳涂装的漆膜、二次涂装形成的复合漆膜的主要性能进行了对比检测, 其结果见表6。
表6 漆膜性能
由试验结果可知, 导电涂层综合性能较好, 复合涂层性能较好。
3 结 语
( 1)通过添加导电填料可制得涂层导电的阴极电泳涂料,涂层性能较好。
( 2)导电填料填加量在6% ~ 12%的范围较好。
( 3)用该涂料制得的涂层上可进行二次电泳涂装, 涂层厚度可调整, 复合涂层性能较好。
可二次电泳涂装的阴极电泳涂料制备
戴彦琳1, 范世宇2, 丁鹤群1, 张振华1, 李 蔚1
( 1. 吉化集团吉林市江南研究院有限责任公司,吉林吉林132013; 2. 吉林市吉能科工贸有限责任公司, 吉林吉林132013)