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, 海洋和农业. 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, 可优化抛掷力和涂层外观.

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. 他还担任探勘者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.

漆膜缺陷的克服:原因与补救

漆膜缺陷可在涂装过程中或涂装后立即出现,或在涂装固化后更加明显. 而对于薄膜缺陷的命名,目前还没有一个标准的惯例, 本文将薄膜缺陷分为上述两类.

爬行,工匠,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

油漆缺陷数量最大的是来自 污垢 粒子1嵌在油漆里. 大多数其他油漆缺陷是由以下原因造成的:

  • 缺乏洁癖
  • 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 液体的弹性倾向使它们获得最小吗 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, 由于分子在表面的力分布不均匀. 表面张力的常用单位是达因/厘米2 (力/单位面积).

例如,应用表面张力高于基材的涂层可能导致 除湿、爬行、打针孔、度假 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:涂料溶剂的表面张力

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(e.g. 水)的表面张力高于极性较低的材料(见表1和表2)。. 表面缺陷 通常可以通过使用少量低表面张力的添加剂,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出现的缺陷

           缺陷外观               原因         补救措施
爬行膜厚不均匀,脱湿高表面张力涂料应用于表面张力较低的基材. 例如,在钢铁表面涂油
  • 正确清洗金属或塑料表面
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(例如.g. 基材上的油、润滑脂、硅油、蜡)或嵌在涂层中的
  • 适当的喷雾室空气过滤和污染物消除.
  • 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,裂纹涂层上形成了小裂纹. 这可能发生在重涂或涂层应用于溶剂敏感塑料涂料在塑料上的应用,涂料中含有强溶剂,可溶剂化底层涂层或塑料基材
  • 使用不会使塑料开裂的溶剂.
  • 用合适的溶剂测试基材的耐斑点性.
灰尘、污染涂层表面有小的凸起缺陷
  • 表面未仔细清洁.
  • 肮脏的喷淋室和/或室过滤器.
  • 喷淋室压力太低.
  • 不合适的工作服.
  • 油漆过滤不足
  • 确保涂层所在环境的清洁
失去光泽,脸红低光泽或有白色雾霾的区域当基材温度低于露点时,由于溶剂蒸发的冷却作用,湿气凝结在湿漆上. 原因:

  • 不合适的还原剂
  • 烘箱内空气流通不良
  • 薄膜厚度过高或过低
  • 适当控制湿度

 

斑点状阴影金属漆外观不均匀
  • 喷枪喷嘴脏
  • 气压不正确
  • 不正确的减速机
  • 喷涂技术故障
  • 喷射粘度不正确
  • 使用合适的粘度杯来获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和维护喷枪.
  • 在喷涂过程中,保持喷枪与基材平行,并保持喷枪与基材的正确距离.
  • 遵循技术数据表的指示.
可怜的藏·油漆覆盖不均匀
  • 非均匀衬底表面
  • 不均匀或不充分的油漆覆盖掩盖基材的颜色
  • 均匀和充分的油漆应用,以获得适当的隐藏.
运行和下垂滴漏和下垂
  • 涂在垂直表面上的油漆太厚或太湿,重力克服了油漆向下流动的阻力(粘度).
  • 温度过低,无法使溶剂适当蒸发(溶剂生漆), 或湿度过高(水性涂料).
  • 用适当的增稠剂调节油漆的低剪切粘度.
  • 使用适当的减速器和粘度调整环境条件.
  • 调整喷枪,涂薄一点的湿涂层. 如果是水性涂料,请在较低湿度的环境中进行喷涂.
跳过/假期油漆覆盖不全
  • 油漆涂得太薄
  • 基材表面的微小区域表面张力低, 造成薄膜流动和覆盖不足.
  • 正确喷漆,确保表面清洁.
分段,带条纹不均匀的油漆外观(如.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.
  • 定期清洁和维护喷枪.
  • 在应用程序, 保持喷枪与基材平行,并保持正确的距离
透印通过所述涂层突出所述涂层基材的表面. 指纹等缺陷, 在涂层表面可以看到基材上的砂痕和水渍具有高表面张力的涂层,涂在表面张力较低的基材上. e.g. 指纹或硅油在基材表面.
  • 确保基材彻底清洁,没有低表面张力油和指纹.
起皱,抬起,短吻鳄在敷大衣时, 现有的漆膜会枯萎, wrinkles or swells; may also occur during drying.新漆中的溶剂使底层漆面膨胀.
  • 允许底漆有足够的固化时间
  • 确保新漆与底漆兼容
  • 正确涂抹新漆(不要太湿).

 

表4:治疗后更明显的缺陷

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泵在漆面低时吸气. 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.
  • 适当注意油漆线状况.
  • 确保使用聚氨酯溶剂和适当的喷枪空气过滤通过干燥剂.
  • 在涂料中添加除湿剂.
巴纳德的细胞固化漆膜表面的六角形图案.对流模式从颜料分离作为表面张力差的结果调整配方,克服表面泛水和表面张力差异
水泡在烘箱固化过程中,靠近薄膜表面的气泡没有突破薄膜表面.薄膜表面的粘度增加到一个较高的水平, 将挥发性溶剂困在较低的水平.
  • 适当的烤箱阶段,使溶剂缓慢释放.
  • 在酸催化体系中,使用酸盐来减缓固化并使溶剂释放.
  • 增加烘烤前的闪光时间.
  • 使用蒸发较慢的溶剂.
  • 喷涂时,多涂一层薄涂层以形成薄膜,而不是少涂一层厚涂层.
  • 用于水性涂料, 使用脱水烘烤低于沸点的水, 接下来是第二次烘烤来固化.
橙皮粗糙的表面,类似于橙子的表面轮廓在高粘度或不利于流动和平整的条件下使用的油漆.
  • 根据技术数据表,用正确的减速器将油漆调整到合适的粘度.
  • 在适当的流体输送速率和雾化气压下使用.
溶剂的流行在烘箱固化过程中,薄膜表面不流出的破裂气泡薄膜表面的粘度增加到一个较高的水平, 将挥发性溶剂困在较低的水平. 当溶剂挥发时,气泡会破裂.
  • 适当的烤箱阶段,使溶剂缓慢释放.
  • 在酸催化体系中,使用酸盐来减缓固化并使溶剂释放.
  • 增加烘烤前的闪光时间.
  • 使用蒸发较慢的溶剂.
  • 喷涂时,多涂一层薄涂层以形成薄膜,而不是少涂一层厚涂层.
  • 用于水性涂料, 使用脱水烘焙低于沸点的水,然后再用第二高烘焙来固化.
  • 最后,低Tg树脂的使用和较低的干膜厚度可以减少起泡现象.

 

搜索 探勘者 制定补救措施,以克服漆膜缺陷:

缺陷解决材料
爬行和基材润湿
陨石坑和鱼眼
  • PDMS
  • polyalkyl丙烯酸酯
运行和下垂
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

作为特约撰稿人, Ron撰写了与涂料行业配方有关的文章. 他还担任探勘者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.

美国授予新的防锈涂料专利

美国专利涂料,阻止生锈授予化学动力有限责任公司

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8,927,649层具有高交联密度的成膜渗透涂层,可阻止生锈基材上的腐蚀.

专利文摘:一个部分, 提供了存储稳定的可聚合配方,包括与自由基聚合引发剂和有机溶剂混合的族裔不饱和可聚合化合物. 所述有机溶剂提供了储存稳定性和在溶剂蒸发时的稳定性, 该化合物的聚合速率加速而不依赖于第二部分的加入. 该配方在固化时包含至少总重量30%的固体. 该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, 一种治愈抑制剂. 在制品上形成聚合涂层的工艺包括将该配方应用于制品的基材,并允许溶剂有足够的时间蒸发以形成制品上的聚合涂层. 所述物品的基底形成了腐蚀屏障,即使不事先去除该物品基底表面上的原生腐蚀层.

增强涂层性能的反应性硅烷

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, 改善疏水性,清除水分. A 硅烷 (EU),含有至少一个碳硅键(CH3 - Si -),称为碳 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反应性成分的烷基(R)的化合物吗.

硅烷_SM2在本文中讨论的三烷氧基硅烷是那些主要包含 trimethoxy (EU)组织, 由于这些分子在各种应用中最广泛地用于增强涂层性能, 如下:

  • 附着力促进剂 (EU)– 硅烷,当添加到油漆中,可以增强对无机表面的附着力,包括金属和玻璃.
  • 偶联剂 (EU) 硅烷用于有机聚合物与无机材料的偶联, 包括颜料和填充物.
  • 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,在聚合物主链中提供一个三烷氧基硅基. 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流动和分散的能力.
  • 水分清道夫 (EU) -在水分敏感配方, 三种烷氧基硅烷可以通过与水分反应形成醇分子来清除水分.

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