阴极电泳:底漆达到卓越产品涂饰性能的途径

全球 electrocoat 市场预计将从3美元增长.从2016年的080亿美元降至3美元.到2021年,800亿美元,复合年增长率为4.2016年至2021年期间,这一比例为34%. 由于汽车和家电等终端行业对电子涂料的需求,该市场正在温和增长1.

电泳涂漆 是一种利用电流将有机涂层从漆槽沉积到零件或组装产品上的工艺吗. 由于它能够穿透凹槽,从而覆盖有特定性能要求的复杂零件和组装产品, 电泳涂料在世界范围内广泛应用于各种行业,包括汽车行业, 设备, 海洋和农业. Electrocoat,特别是 阴极electrocoat, 与阳极电泳涂层或其他更传统的涂层方法相比,其耐腐蚀性能有了显著的提高.

阴极电泳涂层有多种技术类型,最显著的是 环氧树脂阴极 和 丙烯酸阴极.

  • 丙烯酸阴极涂料有望成为电子涂料市场增长最快的产品. 阴极丙烯酸e-coat 通常用于需要耐紫外线以及对铁基的腐蚀保护的应用中. 它也被用于需要浅色的应用.
  • 阴极丙烯酸e-coat 是否可提供各种光泽度和颜色,以提供外观风化和防腐保护. 丙烯酸阴极漆用于农具的单层面漆, 花园设备, 电器和外部暖通空调.

电泳漆的应用包括四个步骤:

  1. 预处理2: 部件清洁完毕后, 对电镀用金属表面进行预处理.
  2. Electrocoat应用程序:带正电的阴极涂料通过直流电从阴极涂料槽沉积在导电基板上. 带正电的涂料沉积在发生还原的带负电的阴极上.
  3. 冲洗后清洗部件以回收未沉积的固体油漆.
  4. :烤漆是为了使油漆热交联,挥发水分以及任何残留的有机溶剂.

在步骤2中, 涂料颗粒沉积在导电基板的表面以形成绝缘膜.  随着漆膜厚度的增加,漆膜表面的电导率具有绝缘作用,漆膜的沉积速率随时间的增加而降低. 此时沉积的膜只有很少的水和溶剂,所以水后冲洗(步骤3)不会对沉积膜产生负面影响. 然后烘烤涂层基板以消除水分和剩余的挥发性物质,并交联聚合物薄膜.

阴极电泳-在探矿者知识中心了解更多关于阴极电泳涂层的知识
图一:阴极电沉积

如图一所示, 在阴极电沉积, 带正电的涂料被吸引到发生还原的带负电的阴极上, 导致氢气的释放. 在阳极,氧化伴随着氧的释放发生. 所述沉积的漆膜在经过一次或多次水冲洗后合并为相对不溶性漆膜, 所述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:

  • 优异的耐腐蚀性能,即使在较低的膜厚
  • 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
阴极电泳涂层沉积的例子-在勘探者知识中心了解更多
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许多阳离子环氧电泳涂料树脂是由一种 双酚A基环氧树脂 由胺基组成,用低分子量的酸(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.

最常见的交联剂是闭塞型 异氰酸酯因此,一旦涂层被烘烤,封闭的异氰酸酯被激活,并与可用的反应 羟基 和胺组. 典型电泳槽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 和 剂效果流修饰符 和 催化剂.

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汽车涂装系统截面

 

涂层的使用,因为它提供了优越的腐蚀保护,因为它涂层的表面,无法达到传统的方法. 薄膜厚度均匀,无任何缺陷,如凹陷、流痕或边珠. 电泳涂层也是非常经济有效的,因为它提供了近100%的材料利用率,良好的能源效率和相对较低的成本每平方英尺的应用涂层.

Throwpower 电泳层是否有能力渗透到“难以到达”的区域, 比如一个中空金属物体的内部. 依赖于施加的电压, 浴固体, 导电率, 沉积时间, 熔体温度, 溶剂的水平, 以及适当的罐内搅拌, 沉积时间, 可优化抛撒力和涂层外观.

简单的浸涂涂层不能有效地覆盖复杂形状零件的内部, 就像在烘焙过程中一样, 水/溶剂对零件的内部部分有洗涤作用,防止充分的成膜. 此时,将电镀膜物体从槽中取出, 大部分的水和溶剂都是从电泳涂层中挤出来的,因此在烘烤过程中,与简单的浸涂涂层相比,洗涤效果微乎其微.

电泳漆的成膜是自我限制的,当漆膜的厚度接近其最大值时,漆膜变得更加绝缘. 更高的电压和更长的浸泡时间将允许更高的膜构建,直到达到最大可能的膜构建, 通常是1.0 mil和1.2毫升.

电压通常在225和400伏特之间. 如果电压过高,就会有薄膜 破裂 涂在表面上的涂层. 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(阴极氢气和阳极氧气).

其他影响成膜的因素包括镀液温度和电导率. 浸泡时间通常为2-3分钟.

综上所述,阳离子电泳涂层的生长速度有望超过传统的产品表面处理工艺,因为它可以为复杂形状提供优良的防腐保护, 低挥发性有机化合物含量和丙烯酸阳离子电泳涂料也提供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主席

作为特约撰稿人, Ron撰写了与涂料行业配方相关的文章. 他还担任勘探者材料搜索引擎的顾问, 就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 技术是全球使用的最大的涂料技术类型,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的增长 丙烯画 作为最大的单一类型的水性树脂系统,代表了80%以上的全部水性市场.

驱动力 增加水性涂料的使用包括:

  • 低挥发性有机化合物
  • 在大多数情况下易于清理
  • 减少火灾隐患
  • 降低保险成本
  • 更低的能源消耗 烘烤涂料 由于烘箱补气需要较少
  • 需要降低水平的 石油的材料.

正如2014年5月勘探者的文章 水性涂料中的流动、流平和粘度控制 表明,两大类水性涂料包括在内 水-reducible乳胶, 大部分烘培涂料属于第一类,大部分建筑涂料属于第二类. 这个词 水-reducible 用于在溶剂中制成树脂,并在水中还原,以形成树脂在水中的分散. 乳胶 另一方面,树脂是在水中通过乳液聚合制备的.

缺点 水性涂料的用途包括:

  • 蒸发速率对相对湿度依赖性高
  • 水的高蒸发热需要2260 J/g,例如只需要373 J/g 2-butoxyethanol,常用的 助溶剂
  • 用水溶性树脂制备涂料的非线性粘度下降曲线
  • 流量和外观高度依赖于相对湿度
  • 高表面张力的水(较差的润湿性)需要添加 表面活性剂 在很多情况下会降低湿度电阻
  • 水性涂料比溶剂型涂料更具腐蚀性,因此需要有衬里的容器, 塑料或不锈钢,避免生锈
  • 水性涂料在焙烤应用中更容易爆裂,因为水在膜蒸发之前就开始成膜了(见表I)。

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 和 流程代理 将有助于水基涂料的持续增长.

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图一表示乳胶基涂料系统干燥的各个阶段. 第一阶段涉及到水的蒸发. 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,形成一层部分干燥的膜.

最后一个阶段包括持续的聚合和固化(在交联体系中)以形成固化, 干附着力漆膜.

在使用水性涂料时,一个关键的考虑因素是它的作用越来越大 湿度 除了 温度 对这些涂料的应用和固化有重要作用. 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不容忽视.

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