阴极电泳涂料:引领卓越产品整理性能之路

全球 electrocoat 市场预计从3美元增长.2016年为0.8亿美元至3亿美元.到2021年达到800亿美元,复合年增长率为4.在2016年至2021年期间达到34%. 由于汽车和家电等终端行业对e-coat的需求,该市场正在温和增长1.

电泳涂漆 是一种使用电流将有机涂层从漆浴沉积到零件或组装产品上的工艺吗. 由于它能够穿透凹槽,从而涂覆复杂零件和具有特定性能要求的组装产品, 电泳涂料在世界各地的各个行业中广泛使用,用于涂覆包括汽车在内的各种产品, 设备, 海洋与农业. 电泳,特别是 阴极electrocoat, 与阳极电泳或其他更传统的涂层方法相比,是否能够显著提高耐腐蚀性.

阴极电泳涂料有多种技术类型,最显著的是 环氧树脂阴极 而且 丙烯酸阴极.

  • 丙烯酸阴极预计将经历最高的增长在电子涂料市场. 阴极丙烯酸电子涂层 通常用于需要紫外线耐久性的应用,以及对亚铁基材的防腐保护. 它也用于需要浅色的应用.
  • 阴极丙烯酸电子涂层 是否有广泛的光泽和颜色,以提供外部风化和腐蚀保护. 丙烯酸阴极漆用于农具的一层表面漆, 花园设备, 电器和室外暖通空调.

电泳涂层的应用包括四个步骤:

  1. 预处理2: 部件清洗后, 对金属表面进行预处理以备电镀.
  2. Electrocoat应用程序:利用直流电将阴极漆浴中的正电荷阴极漆沉积在导电基板上. 带正电的涂料沉积在带负电的阴极上,在那里发生还原.
  3. 冲洗后:清洗零件以回收未沉积的油漆固体.
  4. :烤漆是热交联涂料和挥发水以及任何残留的有机溶剂.

第二步, 涂料颗粒沉积在导电基材表面,形成绝缘薄膜.  随着漆膜厚度的增加,漆膜的导电率随着时间的推移而减小,具有绝缘效果. 在这一点上,沉积的薄膜有非常少的水和溶剂存在,所以水后冲洗(步骤3)不会对沉积的薄膜有负面影响. 然后烘烤所涂覆的基材以消除水和剩余的挥发性以及交联所述聚合物薄膜.

阴极电沉积-在勘探者知识中心了解更多关于阴极电镀膜
图一:阴极电沉积

如图一所示, 在阴极电沉积中, 带正电的涂料被吸引到带负电的阴极,在那里发生还原, 导致氢气的释放. 在阳极,氧化伴随着氧气的释放而发生. 沉积的漆膜结合成相对不溶性的漆膜,并经过一次或多次水冲洗, 所沉积的漆膜进入烤炉以使所述阴极漆膜交联.

的 阴极电泳的优缺点 包括:

  • 优异的耐腐蚀性,即使在较低的薄膜厚度
  • 具有优异的抗双金属腐蚀性能(当不同金属接触时)
  • 频繁更换颜色是不现实的
阴极电泳沉积的例子-在勘探者知识中心了解更多
电子流在阴极电泳沉积-了解更多在勘探者知识中心.

许多阳离子环氧电泳树脂是由a 双酚A基环氧树脂 由胺基组成,这些胺基被低分子量的酸(如甲酸)中和, 醋酸或乳酸. 由于镀液的pH值略低于7, 浴槽组件由不锈钢或其他耐腐蚀材料组成,以防止生锈形成.

最常见的交联器是blocked 异氰酸酯,所以一旦涂层被烘烤,被阻塞的异氰酸酯就会被激活,并与可用的异氰酸酯反应 羟基 还有胺基. 典型电泳浴的其他成分包括颜料, 填料颜料, 水, 溶剂和低水平的改性树脂等 可塑剂 而且 剂效果流修饰符 而且 催化剂.

汽车涂装系统的横截面-在勘探者知识中心了解更多.
汽车涂装系统横截面

 

使用Ecoat是因为它提供了优越的腐蚀保护,因为它覆盖了传统方法无法到达的表面. 膜层厚度均匀,无凹陷、凹槽、边珠等缺陷. 电泳也非常具有成本效益,因为它提供了近100%的材料利用率,具有良好的能源效率和相对较低的每平方英尺应用涂层的成本.

Throwpower 电泳涂层渗透到“难以到达”区域的能力是什么, 比如空心金属物体的内部. 取决于外加电压, 浴固体, 导电率, 沉积时间, 熔体温度, 溶剂的水平, 和适当的槽搅拌, 沉积时间, 抛射力和涂层外观可得到优化.

简单的浸渍涂层不能有效地涂覆复杂形状零件的内部, 在烘焙过程中, 水/溶剂在零件的内部部分具有洗涤作用,从而阻止足够的薄膜形成. 同时,从镀液中取出一个电镀物体, 大部分水和溶剂从电泳层中被挤出,因此在烘烤过程中,与简单的浸渍涂层相比,洗涤效果最小.

电泳涂料的膜结构是自限制的,当膜的厚度接近最大时,膜变得更加绝缘. 更高的电压和更长的浸泡时间将允许更高的薄膜构建,直到达到最大可能的薄膜构建, 通常是1.0 mil和1.2毫升.

电压通常在225到400伏之间. 如果电压太高,就会有薄膜 破裂 涂在外层表面的涂层. 这叫做 破裂的电压. 在足够高的电压下, 电流会穿透薄膜, 导致薄膜下产生气体(氢气为阴极,氧气为阳极).

影响薄膜形成的其他因素包括浴液温度和电导率. 浸泡时间通常为2-3分钟.

综上所述,阳离子电泳预计将以比更传统的产品整理工艺更快的速度增长,因为它为复杂形状提供了出色的腐蚀保护, 低挥发性有机含量,最后丙烯酸阳离子电泳也提供抵抗紫外线的经验应用.

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Ron Lewarchik,文章作者 & 澳门买球排行App总裁

作为特约撰稿人, Ron撰写了与涂料行业配方有关的文章. 他还担任Prospector材料搜索引擎的顾问, 对数据库中与优化和组织材料相关的问题提供建议.

水性树脂技术

水性树脂 该技术是全球范围内使用的最大类型的涂料技术,预计将继续增长作为整个涂料市场的百分比. 到2022年, 全球市场规模 水性涂料的年销售额预计将超过1460亿美元. 增长在很大程度上是由于建筑和汽车市场数量的增加 丙烯画 是最大的单一类型的水性树脂系统,占整个水性市场的80%以上.

驱动力 增加使用的水性涂料包括:

  • 低挥发性有机化合物
  • 在大多数情况下易于清理
  • 减少火灾危险
  • 更低的保险成本
  • 较低的能源消耗 烘烤涂料 由于需要较少的烘箱补气
  • 需要降低的水平 石油的材料.

正如2014年5月的《澳门买球排行App》文章所述 水性涂料的流动、流平和粘度控制 表明,最大的两类水性涂料包括 水-reducible 而且 乳胶, 大多数烘焙涂料属于第一类,大多数建筑涂料属于第二类. 这个词 水-reducible 用于在溶剂中制成的树脂,并在水中还原形成树脂在水中的分散性. 乳胶 另一方面,树脂是通过在水中乳液聚合制备的.

缺点 适用于水性涂料的有:

  • 蒸发速率与相对湿度高度相关
  • 水的高蒸发热需要2260 J/g,而例如,水只需要373 J/g 2-butoxyethanol,一种常用的 助溶剂
  • 水性树脂涂料的非线性降粘曲线
  • 流量和外观高度依赖相对湿度
  • 高表面张力的水(润湿性较差)需要添加 表面活性剂 这在很多情况下会降低抗湿性
  • 水性涂料比溶剂型涂料更具腐蚀性,因此需要内衬容器, 塑料或不锈钢,避免生锈
  • 水性涂料在烘烤应用中更容易爆裂,因为在水从膜中蒸发之前就开始形成膜(见表一)。

然而,材料科学的不断进步包括创新 树脂化学,表面活性剂, 润湿剂 而且 流程代理 将有助于水性涂料的持续增长.

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图I表示了乳胶基涂料系统干燥的各个阶段. 第一个阶段是水的蒸发. 第二阶段包括水和助溶剂的持续蒸发,直到乳胶颗粒接触并开始合并形成部分干燥的薄膜.

最后一个阶段包括持续的聚结和固化(在交联体系中)以形成固化物, 干燥附着漆膜.

在使用水性涂料的关键考虑因素之一是增加的作用 湿度 除了 温度 在这些涂料的应用和固化中起着重要作用. 例如, 提供可接受的应用程序属性, 温度和湿度都必须严格控制,如图二所示. 湿度对含水有机溶剂涂料的影响是不可忽视的.

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