阴极电泳:使产品具有卓越涂饰性能的底漆

全球 electrocoat 市场预计将从3美元开始增长.从2016年的08亿美元降至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年之间增加34%. 由于汽车和家电等终端行业对电漆的需求,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. 由于其穿透凹槽的能力,从而使复杂零件和装配产品具有特定的性能要求, 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, 与阳极电泳或其他更传统的涂层方法相比,在耐腐蚀性方面有了显著的改善吗.

阴极电泳有多种技术类型,其中最显著的是 环氧树脂阴极 和 丙烯酸阴极.

  • 丙烯酸阴极涂料有望在电子涂料市场上获得最高的增长. 阴极丙烯酸e-coat 通常用于需要耐紫外线以及铁基腐蚀防护的应用中. 它也用于需要浅色的应用.
  • 阴极丙烯酸e-coat 是否有多种光泽度和颜色,以提供外观风化和防腐保护. 丙烯酸阴极漆用于农具的一层面漆, 花园设备, 电器和外部暖通空调.

电泳涂料的应用包括四个步骤:

  1. 预处理2: 部件清洗完毕后, 对电镀用金属表面进行预处理.
  2. Electrocoat应用程序:带正电的阴极漆是用直流电从阴极漆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. 冲洗后零件冲洗以回收未沉积的油漆固体.
  4. :油漆经烘烤后,可使油漆热交联,挥发水分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层.  随着漆膜厚度的增加,漆膜表面的电导率具有绝缘效果,漆膜的沉积速率随时间的增加而降低. 此时沉积的薄膜只有很少的水和溶剂,所以水后冲洗(步骤3)不会对沉积的薄膜产生负面影响. 然后对涂层基板进行烘烤,以消除水分和剩余的挥发性物质,并使聚合物膜交联.

阴极电沉积-在勘探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, 带正电的涂料被带负电的阴极吸引,在那里发生还原, 导致氢气的释放. 在阳极,氧化伴随着氧的释放而发生. 沉积的漆膜合并成相对不溶的漆膜,并经过一次或多次水冲洗, 沉积的漆膜进入烤炉,使阴极漆膜交联.

的 阴极电泳的优缺点 包括:

  • 优异的耐腐蚀性,即使在较低的膜厚
  • 具有良好的抗双金属腐蚀性能(当不同金属接触时)
  • 频繁更换颜色是不实际的
阴极电泳涂层沉积的例子-在勘探者知识中心了解更多
阴极电泳中的电子流-在勘探者知识中心了解更多.

许多阳离子环氧电泳涂料是由一种树脂组成的 双酚A基环氧树脂 由胺基组成,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, 浴槽部件由不锈钢或其他耐腐蚀材料组成,以防止锈蚀形成.

最常见的交联剂是闭塞型 异氰酸酯因此,一旦涂层被烘烤,封闭的异氰酸盐就会被激活,并与可用的异氰酸盐发生反应 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.

汽车涂装系统横截面-在勘探者知识中心了解更多.
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,没有任何缺陷,如凹陷,流痕或边缘珠. 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. 取决于施加的电压, 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, 在烘焙过程中, 水/溶剂对零件的内部部分有洗涤作用,防止充分成膜. 此时,电镀膜的物体被从浴槽中移除, 大部分的水和溶剂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.

电泳涂料的成膜是自我限制的,因为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膜层,直到达到最大可能的膜层, 通常是1.0 mil和1.2毫升.

电压通常在225伏到400伏之间. 如果电压过高,就会有膜 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,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,阳离子电镀层有望比传统的产品涂饰工艺增长更快,因为它为复杂形状提供了优良的防腐保护, 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了抗紫外光的经验应用.

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Ron Lewarchik,文章作者 & 澳门买球排行App主席

作为投稿作者, Ron撰写了与涂料行业的配方相关的文章. 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.

漆膜缺陷的克服:原因和补救

漆膜缺陷可以在使用过程中或立即出现,或在涂层固化后变得更加明显. 而对于薄膜缺陷的命名,目前还没有标准的惯例, 本文将把薄膜缺陷分为上述两类.

爬行,工艺,裂纹-各种油漆缺陷可以发生后,应用或固化. 在这里了解原因和解决方案.
银纹的例子.
版权: paylessimages / 123RF库存照片

漆膜缺陷原因

油漆缺陷数量最多的是来自 污垢 粒子1嵌在油漆里. 大多数其他的油漆缺陷是由于:

  • 缺乏清洁
  • 表面处理
  • 应用程序错误
  • 对细节的关注

表面张力

许多涂层缺陷都与表面张力有关. 表面张力 是液体的弹性倾向使它们获得最少吗 表面积 可能的. 当液体界面上的力与液体内部的力不同时,就会发生这种情况, 归因于表面分子受力分布不均匀. 表面张力的常用单位是达因/厘米2 (力/单位面积).

例如,应用比基材表面张力更高的涂层可能会导致 除湿,爬行,针孔,假期  透印.

同样,油漆表面张力的差异可以导致 成坑 or 鱼眼.

表1:油漆溶剂的表面张力

溶剂表面张力达因/厘米
72.8
甲苯28.4
异丙醇23.0
正丁醇24.8
丙酮25.2
甲基丙基甲酮26.6
甲基戊酮26.1
点醋酸28.5

 

表2:用于减少表面缺陷的聚合物的液体表面张力

聚合物mj / m2
保利(dimethylsiloxane)22.6
保利nButyl丙烯酸酯33.7
保利nButyl丙烯酸甲酯31.2

 

高极性分子(e.g. (水)比低极性材料具有更高的表面张力(见表1和表2). 表面缺陷 通常可以通过使用少量表面张力低的添加剂如聚二甲基硅氧烷(DMS)来减少或消除。, 聚丙烯酸丁酯或聚2-乙基丙烯酸己酯. 这些添加剂往往迁移到表面,以帮助流动和平整.

表3:在应用程序期间或之后不久可能发生的缺陷

           缺陷外观               原因         补救措施
爬行膜厚不均,脱湿适用于表面张力较低的基材上的高表面张力涂料. 例如,在钢的表面涂上油
  • 适当的金属或塑料表面清洁
陨石坑/鱼的眼睛涂层表面的小圆形凹陷低表面张力污染物的小颗粒(e.g. 油,润滑脂,硅油,蜡)在基材或嵌入涂层
  • 适当的喷淋室空气过滤和污染物消除.
  • 添加表面润湿剂,如DMS和/或低玻璃化转变(Tg)的聚丙烯酸酯.
细裂纹,裂纹涂层中形成了小裂缝. 这可能发生在涂层或如果涂层应用于溶剂敏感塑料涂在塑料上的涂料,其中涂料含有能溶解底层涂料层或塑料基材的强溶剂
  • 使用不会使塑料破裂或开裂的溶剂.
  • 用合适的溶剂测试基底的耐斑点性.
灰尘、污染涂层表面的小凸起的缺陷
  • 表面未仔细清洁.
  • 喷漆室和/或滤清器脏.
  • 喷漆室压力过低.
  • 不合适的工作服.
  • 油漆过滤不足
  • 确保喷涂环境的清洁
失去光泽,脸红低光泽或白色薄雾的区域当基材温度低于露点时,由于溶剂蒸发的冷却作用,湿度在未干的油漆上凝结. 原因:

  • 不合适的还原剂
  • 烘箱空气循环不良
  • 膜厚过高或过低
  • 适当的湿度控制

 

斑点状阴影金属油漆外观不均匀
  • 喷枪喷嘴脏
  • 不正确的空气压力
  • 不正确的减速机
  • 错误的喷雾技术
  • 不正确的喷雾粘度
  • 使用适当的粘度杯获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和保养喷枪.
  • 在喷涂过程中,保持喷枪与基板平行,并保持喷枪与基板之间的正确距离.
  • 遵循技术数据表的说明.
可怜的藏·油漆覆盖不均
  • 非均匀衬底表面
  • 油漆覆盖不均或不够充分,掩盖了基材的颜色
  • 均匀和充分的油漆应用,以获得适当的遮盖.
运行和凹陷滴和凹陷
  • 漆面太厚或太湿,重力会克服漆面向下流动的阻力(粘度).
  • 温度过低导致溶剂挥发(溶剂型涂料), 或湿度过高(水性涂料).
  • 用适当的增稠剂调整涂料的低剪切粘度.
  • 根据环境条件使用适当的减速器和粘度调整.
  • 调整喷枪,喷涂较薄的湿涂层. 如果使用水性涂料,建议在湿度较低的环境中使用.
跳过/假期不完整的油漆覆盖
  • 油漆过薄
  • 基材表面微小区域的表面张力较低, 造成胶片流量和覆盖不足.
  • 适当的油漆应用,确保表面清洁.
分段,带油漆外观不均匀的条纹(如.g. 不同的颜色)油漆不均匀的应用程序
  • 使用适当的粘度杯获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和保养喷枪.
  • 在应用程序, 在与基板的正确距离处保持喷枪平行并保持
透印通过涂层突出涂层基板的表面. 指纹等缺陷, 涂层表面可见基材上的砂划痕和水点在表面张力较低的基材上涂上高表面张力的涂层. e.g. 基材表面的指纹或硅油.
  • 确保基材彻底清洁,没有低表面张力油和指纹.
起皱,起重,短吻鳄使用大衣, 现有的漆膜已经皱缩, wrinkles or swells; may also occur during drying.新漆中的溶剂会使底层漆面膨胀.
  • 允许底漆有足够的固化时间
  • 确保新油漆与底漆兼容
  • 正确使用新油漆(不要太湿).

 

表4:修复后的缺陷更加明显

缺陷外观原因补救措施
滞留空气类似于溶剂爆裂或气泡油漆液面低时,油漆泵吸气. 在双组分聚氨酯中,水分与异氰酸酯反应产生CO2 一代.
  • 适当注意油漆线条件.
  • 确保使用聚氨酯级溶剂和适当的喷枪空气过滤通过干燥剂.
  • 油漆中加入除湿剂.
巴纳德的细胞在固化漆膜表面的六角形图案.对流模式由色素分离造成的表面张力差调整配方以克服水淹和表面张力差
水泡在烘箱固化过程中,薄膜表面附近的气泡不会穿透薄膜表面.薄膜表面的粘度增加到很高的水平, 将挥发性溶剂捕获在较低的水平.
  • 适当的烘箱分期,使溶剂缓慢释放.
  • 在酸催化体系中,使用一种酸盐来减缓固化,使溶剂释放.
  • 烘烤前增加闪光时间.
  • 使用较慢的蒸发溶剂.
  • 对于喷涂,应增加较薄的涂层,而不是减少较厚的涂层.
  • 对水性涂料, 使用低于水沸点的脱水烘烤, 然后进行第二次烘烤.
橙皮类似橘子表面轮廓的粗糙表面适用于高粘度或有害于适当流动和流平的条件下的油漆.
  • 根据技术参数表,用正确的减速器将油漆调至适当的粘度.
  • 适用于适当的流体输送速度和雾化空气压力.
溶剂的流行薄膜表面的破碎气泡,在烘箱固化过程中不流出薄膜表面的粘度增加到很高的水平, 将挥发性溶剂捕获在较低的水平. 当溶剂挥发时,气泡破裂表面.
  • 适当的烘箱分期,使溶剂缓慢释放.
  • 在酸催化体系中,使用一种酸盐来减缓固化,使溶剂释放.
  • 烘烤前增加闪光时间.
  • 使用较慢的蒸发溶剂.
  • 对于喷涂,应增加较薄的涂层,而不是减少较厚的涂层.
  • 对水性涂料, 使用脱水烘培低于沸点的水,然后第二个较高的烘培来固化.
  • 最后,使用较低的热重树脂和较低的干膜厚度会降低弹塑性.

 

搜索 探勘者 用于制定克服漆膜缺陷的补救措施:

缺陷解决材料
爬行和基质润湿
火山口和鱼眼
  • PDMS
  • polyalkyl丙烯酸酯
运行和凹陷
透印
滞留空气
溶剂的流行,水泡三聚氰胺固化系统:

 

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Ron Lewarchik,文章作者 & 澳门买球排行App主席

作为投稿作者, Ron撰写了与涂料行业的配方相关的文章. 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.

美国授予防锈涂料新专利

化学动力公司获美国防锈涂料专利

2015年1月6日,化学动力公司获得美国专利8927649号. 美国专利8,927,649层薄膜形成渗透涂层,具有高交联密度,阻止对生锈基材的腐蚀.

专利文摘:一个部分, 存储稳定可聚合配方,包括民族不饱和可聚合化合物与自由基聚合引发剂和有机溶剂混合. 有机溶剂提供储藏稳定性和蒸发后的溶剂, 该化合物的聚合速度与第二部分的加入无关. 该配方包括固化后至少30%的总重量百分比的固体. 配方的可选添加剂包括至少一种固化促进剂, 一个填料, 一种塑化剂, 一个着色剂, 还有一种治愈抑制剂. 在制品上形成聚合涂层的过程涉及将此配方应用到制品的基材上,并使溶剂有足够的时间蒸发以在制品上形成聚合涂层. 所述物品的基材即使未事先去除所述物品基材表面上的天然腐蚀层,也会形成腐蚀屏障.

活性硅烷对涂层性能的促进作用

活性硅烷 (EU)可用于多种用途,以提高涂料的性能. 它们可以提高对无机基质的附着力, 提供交联, 提高颜料分散, 提高疏水性,清除水分. A 硅烷 (EU)中含有至少一个碳硅键(CH3 - Si -)的被称为碳硅键 有机硅烷 (EU).无功 硅烷 这个术语是用来定义含有一个三烷氧基和一个含有活性成分的烷基(R)的化合物的吗.

硅烷_SM2本文所讨论的三烷氧基硅烷是主要含硅烷的硅烷 trimethoxy (EU)组织, 由于这些分子被广泛应用于提高涂层性能的各种各样的应用中, 如下:

  • 附着力促进剂 (EU)– 将硅烷添加到涂料中,可以增强对金属和玻璃等无机表面的附着力.
  • 偶联剂 (EU) -硅烷用于有机聚合物与无机材料的偶联, 包括颜料和填料.
  • 交联剂 (EU) -选择性有机功能烷氧基硅烷可以与有机聚合物反应,提供一个三烷氧基硅基到聚合物主链中. 反过来, 然后硅烷与水分反应交联,形成三维硅氧烷交联结构.
  • 分散剂 (EU) – 用于改善无机颜料的疏水性, 流动和在有机聚合物和溶剂中分散的能力.
  • 水分清道夫 (EU) -水分敏感配方, 烷氧基硅烷的三个基团可以清除水分,与水分反应生成醇分子.

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