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阴极电沉积漆的发展阴极电沉积漆的发展0林正豪

2022年12月20日

阴极电沉积漆的发展,阴极电沉积漆的发展

一、阴极电沉积的开发过程国外从60年代中期就有美国PPG公司和西德Hoechet公司等开始进行了阳离子型树脂的合成及阴极电泳施工的研究。1971年底首先有美国PPG公司研制成功第一代阴极电泳涂料。该涂料虽具有优良耐腐蚀性但漆液PH=4左右，酸性较强，对槽体、管道及输送泵等材料容易产生腐蚀；同时烘温较高。漆膜抗碎裂性及端面的防蚀性较差，所以应用面受到限制，仅使用在电泳箱、洗衣机及干燥机等要求耐蚀性能高的电气制品上作底漆。由于PPG公司继续不断努力研究。1976年6月美国通用汽车公司将汽车部件采用PPG公司第二代阴极电泳漆获得成功。1977年开始正式使用阴极电泳涂漆涂装汽车车身。1978年美国通用汽车公司和福特汽车公司基本上已把原来使用的65条阳极电泳涂装生产线几乎全部改用新的阴极电泳涂漆。日本和英国从1977年美国PPG公司引起技术以后，它们的汽车工业从1978-1979年也向阴极电泳涂装转化，到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。据资料报导，日本把阴极电泳的出现列为70年代涂漆史上三大重要成主就之首。堪称为电泳涂装史上的第二个里程碑。 1983年以来开发了第三代阴极电泳漆，PH值在6.5以上，接近中性或7.0左右，对设备有腐蚀性很小，电沉积电压和泳透力与第二代阴极电泳漆相同；烘烤温度在165℃左右，烘烤中热损失小；不同异氰酸基交联，毒性小；一次泳涂厚度能达30~40um；涂膜耐盐雾腐蚀性1000h以上。二、阴极电沉积的发展由于美国、日本等许多涂料公司的不断努力，80年代阴极电泳涂料又取得了许多新的成就，其中最有代表性的是厚膜型阴级电泳涂料、低温固化型阴极电泳涂料及彩色阴极电泳涂料。厚膜型阴极电泳涂料为了改善阴极电泳涂料漆膜的抗碎裂性和端面防蚀性较差的缺陷，进一步提高阴极电泳漆的耐蚀性。美国PPG公司在80年代中期又相继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： ①漆膜较厚，一次电泳膜厚可达30~40um。 ②漆膜表面光滑度大大提高。 ③漆膜表面光泽明显提高。 ④对磷化处理不匀或有缺陷的地方起弥补作用。 ⑤工件空腔内表面的漆膜比通常厚2倍。 ⑥可少喷一道二道浆；可省略一道打磨工艺。 ⑦涂料生产中可大大减少有机溶剂。 ⑧槽液稳定性好。 ⑨漆膜防腐蚀能力强。 ⑩底漆本身弹性极好，在含锌-铁合金表面能很好涂布并具有较强的抗石击能力。低温固化型阴极电泳涂料 1987年7月日本神东涂料公司和日本油脂公司共同研究开发了新产品：神东以“萨克塞特NS-88”，日本油脂以“阿克阿NS-88”的商品进行销售。它们是在-NCO的邻基上导入不易水解的脂肪族成分，而固化剂分子内引入亲水性强的组成；这样结构保护了与封闭剂结合的NCO部分，所以槽液稳定性好。该漆膜的标准固化条件为：130℃/20min或160℃/10min或180℃/5min，漆膜性能与一般阴极电泳涂料相同，适应于汽车涂料的需要。　　该涂料的主要优点是： ①烘干温度低，节省燃料费用，烘干时不产生烟及烟油。 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。彩色阴极电泳涂料日本关西涂料公司的彩色阴极电泳涂料是以环氧树脂为基础，采用特殊异氰酸酯交联，再配合第三成分丙烯酸树脂，可在电泳中均一地沉积，进一步烘烤时沉积膜产生热流动。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，人们曾对KG500所形成的涂层断面采用电子光谱化学分析的结果表明，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。这种阳离子型电泳涂料，可以使环氧树脂系阴极电泳涂料彩色化，也能提高漆膜的耐候性。该涂料曾在日本平旧曝晒场经90天曝晒结果：一般阴极电泳涂料漆膜光泽从70降到10。而KG500从80只降到70。因此该涂料其保光性比一般阴极电泳涂料要好得多。所以KG500漆膜兼备有优良的装饰性、保光性和防锈性特点，故该涂料可用于室内使用的机械、办公用具、建筑壁板、配电盘、仪表壳及工具箱等等。三、今后动向从所周知，70年代美国PPG公司领导了世界发展阴极电泳涂料新潮流。那么到了80年代中期人们已经公认为阴极电泳涂料已经发展为美国PPG公司与西德Hoechst公司两大流派。到了80年代末，已经呈现出为三大流派；即以美国PPG公司为开端的防锈蚀阳离子型电沉积涂料；以德国Hocchst公司为先驱的轿车、卡车用阳离子型电沉积涂料；以日本神东、关西涂料公司为代表的改进型阳离子型电沉积涂料。 1989年3月13日~15日在美国俄亥俄州辛辛那提市的乔布里奇大饭店召开了第五届电泳涂料年会，研讨与公布了90年代电泳涂料发展规划及美国PPG公司近年来华座谈交流了解到其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提高工件边缘棱角、耐蚀性的阴极电泳涂料； 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； ⑤电极位置的研究； ⑥细菌的抑制和控制。日本90年代阴极电泳涂料，将向多功能方向发展，应用于除汽车以外更广阔的领域，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30～40um； ③超厚膜型涂料，膜厚60um以上； ④边角防锈型涂料，工件边角涂覆率比一般阴极电沉积涂料提高一倍以上； ⑤底面合一涂料，加速老化试验12天后，涂层保光率90%以上； ⑥复合层彩色涂料，这是一种特殊的电沉积涂料，下层为环氧树脂，上层为丙烯酸树脂。