单词 | 电泳涂料 |
释义 | 【电泳涂料】 拼译:elect rodeposition paint 20世纪50年代,汽车工业在美国、英国获得迅速发展。美国福特汽车公司涂漆车间由于使用溶剂型漆,两次大火造成几千万美元的巨大经济损失,因此迫切希望开发一种使用安全、涂装迅速、质量优良的水溶性电泳涂料。经多年努力,于1960年初首先由英国ICI(卜内门化学)公司与里兰公司共同研制成功阳极电泳涂漆。1961年美国福特汽车公司在PPG(匹茨堡平板玻璃)公司帮助下建立了一条电泳涂装生产线。1963年福特汽车公司建立了世界上第1条完整的电泳涂漆生产线用来生产雷鸟牌轿车车身,成为电泳涂装史上的第1个里程碑。 目前全世界几乎100%的汽车都采用电泳涂漆作底漆。由于电泳涂漆具有水性、安全、质优、高效和价廉等特点,所以除汽车外目前还广泛应用于拖拉机、轻工、仪表、电器、建筑材料及许多军工产品。从60年代以来电泳涂装汽车底漆是一种理想的最有效的涂装工艺。阳极电泳用的是阴离子型树脂(如顺酐化油为主体),它的特点是在其大分子链上必须含有羧基(-COOH)这种强亲水性基团,用有机胺或KOH中和后作为基料,再加上颜料、填料等研磨而制成电泳漆。20世纪60年代以来,阳极电泳漆主要分为3代:(1)第1代:1960~1967年,这是一些简单树脂。如顺酐化油,其漆膜耐盐雾性能差,易产生丝锈,为了保证有适当的泳透力,产品内部往往采用辅助阴极施工。(2)第2代:1967~1970年,基本上采用酚醛、三聚氰胺树脂等改性并用防锈颜料相结合,使电泳漆的防蚀性、泳透力和槽液稳定性都得到了提高。(3)第3代:1971年以来主要采用石油系统原料合成树脂,以取代通常所用的含油树脂,聚丁二烯水性电泳漆是其典型代表。其主要优点是漆膜耐蚀性(耐盐雾性能)明显超过前述并有满意的泳透力和槽液稳定性。丙烯酸水性电泳漆色浅,泳透力高,槽液稳定性好,漆膜色浅,耐候保光性好,是一种较理想的浅色电泳涂料,目前在国内外广泛应用。国外汽车生产的发展,对汽车涂料质量要求不断提高。加拿大政府曾颁布了一项对汽车涂层质量严格要求的法规,促使国际上一些大的涂料制造公司不断研究,努力开发电泳涂料新品种。经过科学家们的努力,美国PPG公司终于在70年代首先研制成功能满足汽车质量要求、防腐蚀性能优异的阴极电泳涂料,大致可分为两个阶段:1.70年代——阴极电泳开发时代。60年代中期美国PPG公司和德国Hpcehst等公司开始进行阳离子型树脂的合成及阴极电泳施工的研究。1971年底PPG公司首先研制成功第一代阴极电泳涂料,该涂料具有优良的耐腐蚀性,但漆液H+浓度10-4 mol/L左右,酸性较强,腐蚀槽体、管道及输送泵等,而且涂料烘烤温度较高(200℃/30min),涂层抗碎裂性及端面的防蚀性较差,所以应用面受到一定的限制,仅用于电冰箱、洗衣机及干燥机等制品上作底漆。由于PPG公司继续改进,1976年6月美国通用汽车公司采用PPG公司第2代阴极电泳涂料获得成功,1977年正式使用阴极电泳涂料来涂装汽车车身。1978年美国通用汽车公司和福特汽车公司把原来65条阳极电泳涂装生产线几乎全部改为新的阴极电泳涂装生产线。据1978年底初步统计,世界上约有120条阴极电泳涂装生产线,其中美国有70条以上,日本有20条,欧洲有10条。2.80年代——阴极电泳光辉灿烂的时代。为了改善阴极电泳涂层的抗碎裂性和端面防蚀性,进一步提高阴极电泳涂料的耐蚀性,美国PPG公司又研制成功一种新型阴极电泳涂料——厚膜型阴极电泳涂料。其主要优点是:(1)涂层较厚,一次电泳膜厚可达30~40μm。(2)涂层平整性显著提高。(3)面漆表面光泽明显提高。(4)对磷化处理不匀有缺陷的部份起弥补作用。(5)工件空腔内表面的涂层比通常厚2倍。(6)可少喷一道中间涂层,省一道打磨工序。(7)槽液稳定性好。(8)涂层防腐蚀能力强。在低温固化型阴极电泳涂料中,1987年7月日本神东涂料公司和日本油脂公司共同开发了新产品,神东以“塞克斯特(サクセ卜)NS-88”,日本油脂以“阿克阿(ァクァ)NS-88”的商品进行销售。该涂料的标准固化条件为:130℃/20min或160℃/10min或180℃/5min,涂层性能与一般阴极电泳涂料相同,适用于汽车涂料的需要。该涂料的主要优点是:(1)烘干温度低,节省燃料费用,烘干时不会产生烟和烟油。(2)涂装汽车底盘等大型工件时不会产生应变。(3)可整件涂装塑料、橡胶与钢板组装工件。(4)可涂装铸件等壁厚的工件。在彩色阴极电泳涂料中,日本关西涂料公司的彩色阴极电泳涂料ェレク口ンKG500是以环氧树脂为基础,采用特殊异氰酸酯交联,再配合第3成分丙烯酸树脂,可在电泳中均一地沉积。由于树脂表面张力的差异,环氧树脂表面张力较大而沉于下层,丙烯酸树脂表面张力较小而浮于表层从而成为复层膜。人们曾研究ェレクロンKG500所形成的涂层断面,电子光谱化学分析(ESCA)的结果表明,涂层表层部分有丙烯酸树脂的特征峰。因而可以断定形成复合层涂膜。这种技术可以使环氧树脂系阴极电泳涂料彩色化,也能提高涂层的耐候性,该涂料曾在日本平坝曝晒场曝晒90d,结果表明,一般电泳涂层光泽(60°镜面反射率)从70降到10,而ェレク口ンKG500(60°镜面反射率)从80只降到70,因此该涂料保光性比一般阴极电泳涂料高得多。ェレクロンKG500兼备优良的装饰性、保光性和防锈性特点,故该涂料可用于室内使用的构件,如办公用具、建筑壁板、配电盘、仪表壳及工具箱等。70年代美国PPG公司走在了世界发展阴极电泳涂料的前列。80年代中期形成了美国PPG公司与德国Hoechst公司两大流派。到80年代末,已经呈现为3大流派:即以美国PPG公司为开端的防锈蚀阳离子型电泳涂料,以德国Hoechst公司为先驱的轿车、卡车用阳离子型电泳底漆;以日本神东、关西涂料公司为代表的改进型阳离子电泳涂料。1989年3月13~15日,在美国俄亥俄州辛辛那提市召开了第5届国际电泳涂料年会,研讨与公布了90年代电泳涂料发展规划(包括有25项成果在内的发展计划)。综合上述资料及美国PPG公司近年来华技术座谈资料,90年代电泳涂料的发展动向是:(1)低温交联型阴极电泳涂料。(2)提高工件边缘耐蚀的阴极电泳涂料。(3)高抗碎裂性的阴极电泳涂料。(4)新型电极材料的选择与研究。日本90年代阴极电泳涂料还向多功能方向发展,应用于除汽车以外更广阔领域。例如:(1)节能型低温固化涂料,烘烤温度在140℃/20min以下,最低可达100℃/20min。(2)厚膜型涂料,膜厚30~40μm。(3)超厚膜型涂料,膜厚60μm以上。(4)边角防锈型涂料,工件边角的涂覆率比一般高一倍以上。(5)底面合一涂料,加速老化12d后涂层保光率90%以上。(上海市涂料研究所吴观炎高级工程师撰) |
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