電泳涂裝是以水溶性(或水乳型)樹脂為成膜基料,采用電泳法(亦稱電沉積法) 施工進行施工的涂料。其成膜聚合物常選擇多種單體合成,其目的是使制得的樹脂具有多方面的化學性能,如防腐性、柔韌性、低溫穩(wěn)定性等。其分子鏈上含有一定數(shù)量的強親水基團,但含有這些基團的高分子樹脂在與水混合是只能形成乳濁液。而它們經(jīng)過氨(或胺)或酸中和成鹽則可部分溶于水中,因而水溶性樹脂絕大多數(shù)以中和成鹽的形式獲得水溶性。
實驗證明,很多高分子樹脂經(jīng)陰陽離子化后,均可成為電泳涂料的成膜物。使樹脂離子化的方法很多,管件是要在高聚物分子上引入—COO—基團或一孤對電子元素N、P等,在用胺或酸中和使之具有水溶性。當前應用的主體樹脂主要是含N元素的環(huán)氧樹脂類、丙烯酸樹脂類、聚丁二烯類和聚氨酯類等。
涂料中除樹脂外,最主要的組成是顏料、填料(體質(zhì)顏料)。不是所有類型的顏料均能用于電泳涂料生產(chǎn),而是有其特殊要求的。
對于陽極電泳涂料而言,樹脂是羧酸鹽型高聚物,中和后能溶于水,樹脂液是呈弱堿性的,要求顏料在弱堿性介質(zhì)中有良好的化學穩(wěn)定性,既不能水解出二價或多價的金屬離子,也不能含有水溶性鹽類,這是因為金屬離子能破壞樹脂的水溶穩(wěn)定性,易造成樹脂絮凝析出,水溶鹽類將增加漆液中電解質(zhì)的量,影響漆液參數(shù)(使漆液電導增加),造成涂膜質(zhì)量下降。就顏料的化學性質(zhì)而言,應是中性或弱堿性的,強堿性或酸性的顏料不能使用,例如陰極電泳涂料中不能使用堿性強的氧化鋅,因其容易使陰極樹脂析出。未經(jīng)鈍化的活性顏料如鋁粉、鋅粉等也不能使用,否則會使電泳涂料貯存中脹聽,應用中電極反應嚴重,甚至不能成膜。
顏料、填料的物理性質(zhì)各異(如密度、結(jié)構(gòu)、極性均有不同);在一般色漆中為了得到較好顏色、色相等,均用多種顏料配制,為滿足某些要求而加入不同的顏料。由于一般色漆均用常規(guī)工藝涂裝,這樣配制的色漆能取得很好的涂裝效果。而對電泳涂裝則不能這樣考慮,要求其顏料、填料盡可能地簡單,即使這樣,由于使用電泳涂裝,也很難保證涂膜的顏色和色相,差別是十分明顯的,好在大多數(shù)電泳涂料組要用于金屬底漆,或?qū)ν繉討敉庑砸蟛桓叩囊淮瓮垦b用漆。
顏料的粒度越細,經(jīng)充分分散后,越能發(fā)揮出顏料的特性,這一點對電泳涂料是明顯的,因此應選擇穩(wěn)定性好、分散性好的顏料。分散的程度越接近粒度,其電泳性越好。選擇電泳涂料用顏、填料的一般原則是:有人造的不用天然品種;有超微粉碎的不用一般粉碎的;有經(jīng)專門處理后的不用未經(jīng)處理的品種。
助溶劑含量對電泳涂料的質(zhì)量影響較大。助溶劑含量降低,漆膜膜厚隨之下降,槽液分散性變差,表面發(fā)粗,光澤下降,易產(chǎn)生針孔。助溶劑增加,膜厚增加,光澤提高,但擊穿電壓下降,庫侖效率降低,漆膜附著力和抗腐蝕性變差。過高的植絨機含量會使漆膜脫落、結(jié)塊、出現(xiàn)針孔。因而應用中在保證膜厚和涂層質(zhì)量的前提下,助溶劑應越低越好,以利于提高電泳電壓和漆膜的質(zhì)量。好的涂料電泳時應使助溶劑含量控制在1.5%以下,但在更新期長時,漆膜較薄和流平性不好的情況下,助溶劑含量可適當提高一些。
助溶劑在電泳涂料中的作用,大致有三點:
其過程分為滲透、溶脹、溶解3個階段,助溶作用的大小取決于朱榮俱和電泳涂料樹脂的結(jié)構(gòu)和極性等因素。
可提高槽液的穩(wěn)定性,促進漆膜流平,改善漆膜外觀質(zhì)量。
不同電泳涂料有其相適應的助溶劑,且助溶劑的組成、配比都規(guī)定在一定的適應范圍內(nèi)。這是漆膜有持久穩(wěn)定外觀質(zhì)量的重要保證。
為了改善復色顏料中的浮色、發(fā)花等,除在使用過程中加強漆液的攪拌外,也可用分散劑來減少浮色、發(fā)花的現(xiàn)象;也可以由顏料廠生產(chǎn)“單一”色澤的顏料品種來改善。為了改善涂料對油性物質(zhì)的容納程度,可加入化油劑。為了改善涂膜的表面性能,也可選擇加入一些表面性能調(diào)整助劑,如流平劑、增韌劑、防縮孔劑等。
丙二醇苯基醚(PPH)在電泳涂料中的特殊作用
電泳膜厚取決于電泳涂料的庫侖效率、施工電壓和其他一些施工因素。在電泳涂料的施工條件確定后,改善電泳涂料顆粒在電沉積過程中的運動行為是提高涂膜膜厚的重要途逕。在電沉積過程中,沉積和返溶并豐,如果沉積速度超過返溶速度,漆膜將增厚。