阴极电泳:为获得卓越的产品整理性能奠定基础

全球 electrocoat 市场预计从3美元增长.2016年为0.8亿美元至3美元.到2021年达到800亿美元,年复合增长率为4.在2016年到2021年之间的34%. 由于汽车和家电等终端使用行业对e-coat的需求,该市场正在经历温和增长1.

电泳涂漆 是用电流将漆浴中的有机涂层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, 电泳在世界范围内广泛应用于包括汽车在内的各行各业的产品表面, 设备, 海洋与农业. 特别是电泳 阴极electrocoat, 与阳极电泳或其他更传统的涂层方法相比,它的耐腐蚀性有了显著的提高吗.

阴极电泳可用于多种技术类型,最显著的是 环氧树脂阴极 而且 丙烯酸阴极.

  • 丙烯酸阴极漆的市场增长最快. 阴极丙烯酸e-涂层 通常用于需要紫外线耐久性和亚铁基材防腐的应用. 它也用于需要浅色的应用程序.
  • 阴极丙烯酸e-涂层 是否有广泛的光泽和颜色,以提供外部风化和防腐保护. 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: 部件清洁后, 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槽中的正电荷阴极漆沉积在导电基板上. 带正电的油漆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油漆固体.
  4. :烤漆使油漆热交联,挥发掉水和任何残留的有机溶剂.

第二步, 涂料颗粒沉积在导电基板的表面,形成绝缘膜.  薄膜沉积的速率随着时间的推移而减少,因为涂料表面的电导率随着薄膜厚度的增加而具有绝缘效果. 此时沉积的薄膜只有很少的水和溶剂存在,所以水后冲洗(步骤3)对沉积的薄膜没有负面影响. 然后对涂覆的基板进行烘烤以消除水和剩余的挥发性以及使聚合物膜交联.

阴极电沉积-在勘探者知识中心了解更多关于阴极电镀的知识
图一:阴极电沉积

如图一所示, 在阴极电沉积, 带正电的油漆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. 沉积的漆膜合并成相对不溶性的漆膜,并经过一次或多次水冲洗, 沉积的漆膜进入烤炉以使阴极漆膜交联.

的 阴极电泳的优缺点 包括:

  • 优良的耐蚀性,即使在较低的薄膜厚度
  • 具有优异的抗双金属腐蚀性能(当不同的金属接触时)
  • 频繁更换颜色是不实际的
阴极电泳沉积实例-在勘探者知识中心了解更多
阴极电泳沉积中的电子流-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. 因为镀液的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.

最常见的交联器是阻塞的 异氰酸酯因此,一旦涂层被烘烤,被阻塞的异氰酸酯被激活,并与可用的 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-在探矿者知识中心了解更多.
汽车涂装系统截面

 

使用Ecoat是因为它提供了优越的防腐保护,因为它覆盖了传统方法无法达到的表面. 薄膜厚度均匀,无任何缺陷,如下垂,跑动或边珠. 电泳也非常具有成本效益,因为它提供了接近100%的材料利用率,良好的能源效率和相对较低的每平方英尺应用涂料的成本.

Throwpower 电泳剂是否能穿透“难以触及”的区域, 比如一个空心金属物体的内部. 依赖于施加电压, 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覆盖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有洗涤作用,阻止了足够的薄膜的建立. 与此同时,一个被电泳的物体被从浴池中移除, 大部分的水和溶剂从电泳液中被挤出,因此在烘烤过程中,与简单的浸渍涂层相比,清洗效果是最小的.

电泳涂料的膜结构是自限性的,当膜的厚度接近其最大厚度时,膜的绝缘性就会增强. 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.

电压一般在225 ~ 400伏之间. 如果电压过高,就会产生薄膜 破裂 涂在外层表面的涂料. 这叫做 破裂的电压. 在足够高的电压下, 电流会穿过薄膜, 导致在膜下产生气体(氢为阴极,氧为阳极).

影响成膜的其他因素包括浴温度和导电性. 浸泡时间通常为2-3分钟.

综上所述,阳离子电镀有望以比传统的产品加工工艺更快的速度增长,因为它为复杂形状提供了良好的防腐保护, 低挥发性有机含量和丙烯酸阳离子电泳也提供了耐紫外线光的实验应用.

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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在涂料行业中撰写与配方相关的文章. 他还担任勘探者材料搜索引擎的顾问, 就数据库内的优化和组织材料相关问题提供建议.

克服漆膜缺陷:原因和补救措施

漆膜缺陷可能在涂装过程中或涂装后立即出现,或在涂装固化后变得更加明显. 而对于薄膜缺陷的命名,目前尚无统一的规范, 本文将薄膜缺陷分为上述两类.

爬行,手工艺,开裂-各种各样的油漆缺陷可能发生后,应用或固化. 在这里了解原因和解决方案.
疯狂的例子.
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漆膜缺陷原因

油漆缺陷数量最多的是来自 污垢 粒子1嵌入油漆中. 大多数其他油漆缺陷是由以下原因造成的:

  • 缺乏清洁
  • 表面处理
  • 应用程序错误
  • 注重细节

表面张力

许多涂层缺陷与表面张力问题有关. 表面张力 液体的弹性倾向是使它们获得最少的吗 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, 归因于分子在表面的力分布不均. 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导致 脱水,爬行,针孔,假期 而且 透印.

同样,油漆表面张力的差异也会导致 成坑 or 鱼眼.

表1:油漆表面张力溶剂

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
聚丙烯酸丁酯33.7
聚甲基丙烯酸丁酯31.2

 

高极性分子.g. 水)比极性较低的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. 这些添加剂倾向于迁移到表面,以帮助流动和流平.

表3:在应用过程中或应用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,脱湿表面张力高的涂料涂在表面张力较低的基板上. 例如,在钢材表面涂油
  • 适当清洁金属或塑料表面
陨石坑/鱼的眼睛涂层表面有小的圆形凹陷低表面张力污染物的小颗粒.g. 油,油脂,硅油,蜡)在基材上或嵌入在涂层中
  • 适当的喷雾室空气过滤和污染物排除.
  • 添加表面润湿剂,如DMS和/或具有低玻璃化转变(Tg)的聚丙烯酸酯.
细裂纹,裂纹涂层上产生了小裂纹. 这可能发生在重涂或如果涂层应用于溶剂敏感塑料涂料在塑料上的应用,其中涂料含有强溶剂,可溶剂化底层涂料层或塑料基材
  • 使用不会破裂或开裂塑料的溶剂.
  • 用合适的溶剂测试基材的光斑电阻.
灰尘、污染涂层表面有凸起的小瑕疵
  • 表面未仔细清洁.
  • 喷雾器槽和/或槽过滤器脏.
  • 喷雾室压力太低.
  • 不合适的工作服.
  • 油漆过滤不足
  • 确保涂装环境的清洁度
失去光泽,脸红低光泽区域或白色雾霾当基材温度低于露点时,由于溶剂蒸发的冷却作用,湿度会凝结在未干的油漆上. 原因:

  • 不合适的还原剂
  • 烘箱空气流通不良
  • 薄膜厚度过高或过低
  • 适当的湿度控制

 

斑点状阴影金属涂料外观不均匀
  • 喷枪喷嘴脏
  • 气压不正确
  • 不正确的减速机
  • 喷涂技术不完善
  • 喷雾粘度不正确
  • 使用合适的粘度杯来获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和保养喷枪.
  • 在喷涂过程中,保持喷枪与基材平行,并保持喷枪与基材之间的正确距离.
  • 按照技术数据表的说明.
可怜的藏·油漆覆盖不均匀
  • 非均匀基板表面
  • 遮盖基材颜色的油漆覆盖不均匀或不足
  • 均匀和充分的油漆应用,以获得适当的隐藏.
上下起伏滴水和下垂
  • 油漆涂在垂直表面上太厚或太湿,重力的力量就会超过油漆向下流动的阻力(粘度).
  • 温度过低,无法使溶剂充分蒸发(溶剂生漆), 或湿度过高(水性涂料).
  • 用适当的增稠剂调整油漆的低剪切粘度.
  • 根据环境条件使用适当的减速器和粘度调整.
  • 调整喷枪,涂抹较薄的湿涂层. 如果是水性涂料,请在湿度较低的环境中进行喷涂.
跳过/假期油漆覆盖不完整
  • 油漆涂得太薄
  • 基材表面微小区域表面张力低, 造成薄膜流动和覆盖不足.
  • 适当的喷漆,确保表面清洁.
分段,带油漆表面凹凸不平的条纹.g. 不同的颜色)油漆涂抹不均匀
  • 使用合适的粘度杯来获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和保养喷枪.
  • 在应用程序, 保持喷枪与基材的正确距离并保持平行
透印通过涂层使被涂基材表面突出. 如指纹等缺陷, 基材上的砂划痕和水点在涂层表面变得可见具有高表面张力的涂层,涂在表面张力较低的基板上. e.g. 指纹或硅油在基材表面.
  • 确保基材彻底清洁,无低表面张力油和指纹.
起皱、抬举、短促涂大衣时, 现有的漆膜枯萎了, wrinkles or swells; may also occur during drying.新漆中的溶剂使底层漆面膨胀.
  • 让底层涂料有足够的固化时间
  • 确保新漆与底漆兼容
  • 正确涂抹新漆(不要太湿).

 

表4:治疗后缺陷更加明显

缺陷外观原因补救措施
滞留空气类似于溶剂爆裂或气泡当漆面较低时,油漆泵吸入空气. 在双组分聚氨酯中,存在的水分与异氰酸酯反应产生CO2 一代.
  • 适当注意油漆线的状况.
  • 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.
  • 在油漆中加入除湿剂.
巴纳德的细胞固化漆膜表面的六角形图案.由于表面张力的差异,颜料偏析产生对流图案调整配方以克服浸水和表面张力差异
水泡在烘箱固化过程中,薄膜表面附近没有冲破表面的气泡.薄膜表面的粘度增加到很高的水平, 在较低水平捕获挥发性溶剂.
  • 适当的烘箱分期,使溶剂缓释.
  • 在酸催化体系中,使用酸盐来减缓固化并使溶剂释放.
  • 烘烤前增加闪光时间.
  • 使用蒸发较慢的溶剂.
  • 对于喷雾应用,涂额外的薄涂层以形成薄膜,而不是少涂厚涂层.
  • 用于水性涂料, 使用脱水烘焙低于沸点的水, 接下来是第二次烘烤以固化.
橙皮类似橘子表面轮廓的粗糙表面涂料在高粘度或在不利于正常流动和流平的条件下使用.
  • 根据技术数据表,使用正确的减速器调整油漆粘度到合适的粘度.
  • 在适当的流体输送速率和雾化气压下使用.
溶剂的流行薄膜表面破裂的气泡,在烘箱固化过程中没有流出薄膜表面的粘度增加到很高的水平, 在较低水平捕获挥发性溶剂. 当溶剂挥发时,气泡会打破表面.
  • 适当的烘箱分期,使溶剂缓释.
  • 在酸催化体系中,使用酸盐来减缓固化并使溶剂释放.
  • 烘烤前增加闪光时间.
  • 使用蒸发较慢的溶剂.
  • 对于喷雾应用,涂额外的薄涂层以形成薄膜,而不是少涂厚涂层.
  • 用于水性涂料, 使用低于水沸点的脱水烘焙,然后再进行第二次高于沸点的烘焙来固化.
  • 最后,使用低Tg树脂和较低的干膜厚度可以减少爆裂现象.

 

搜索 探勘者 制定解决漆膜缺陷的补救措施:

缺陷解决材料
爬行和衬底润湿
火山口和鱼眼
  • PDMS
  • polyalkyl丙烯酸酯
上下起伏
透印
滞留空气
溶剂爆裂,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总裁

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美国授予新的防锈涂料专利

化学动力公司获得美国防锈涂料专利

美国专利8,927,649于2015年1月6日授予澳门买球排行App. 美国专利8,927,具有高交联密度的成膜渗透涂层的649盖,可阻止生锈基材上的腐蚀.

专利文摘:一部分, 提供了可储存稳定的聚合配方,其中包括与自由基聚合引发剂和有机溶剂混合的民族不饱和可聚合化合物. 有机溶剂提供储存稳定性和蒸发后的溶剂, 化合物的聚合速度加快,而不需要加入第二部分. 该配方在固化后包括至少30%的总重量百分比的固体. 配方中的可选添加剂包括至少一种固化加速剂, 一个填料, 一种塑化剂, 一个着色剂, 还有治愈抑制剂. 在物品上形成聚合涂层的过程包括将该配方应用于物品的基底上,并允许溶剂有足够的时间蒸发以形成物品上的聚合涂层. 所述物品的基材即使事先不清除所述物品基材表面上的原生腐蚀层,也可形成腐蚀屏障.

活性硅烷增强涂层性能的研究

活性硅烷 (EU)可用于多种应用,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, 改善颜料分散性, 提高疏水性,清除水分. A 硅烷 (EU)中至少含有一个碳硅键(CH3 - Si -)的化合物称为碳硅键 有机硅烷 (EU).无功 硅烷 这个术语是用来定义含有三烷氧基和含有活性组分的烷基(R)的化合物的吗.

硅烷_SM2本文所讨论的三烷氧基硅烷主要含有 trimethoxy (EU)组织, 由于这些分子在各种应用中被广泛用于提高涂层性能, 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) -选择性有机官能团烷氧基硅烷可与有机聚合物反应,提供一个三烷氧基硅基进入聚合物骨架. 反过来, 然后,硅烷可以与水分反应交联,形成三维硅氧烷交联结构.
  • 分散剂 (EU) – 用于提高无机颜料的疏水性, 在有机聚合物和溶剂中的流动和分散能力.
  • 水分清道夫 (EU) -在湿度敏感的配方, 这三个烷氧基硅烷基团可以通过与水分反应生成醇分子来清除水分.

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