阴极电泳:通往卓越产品涂饰性能之路

全球 electrocoat 市场预计将从3美元增长.2016年为80亿美元,2016年为3美元.到2021年达到800亿美元,年复合增长率为4.在2016年至2021年期间,这一比例为34%. 由于汽车和家电等终端行业对电子涂料的需求,该市场正在经历适度增长1.

电泳涂漆 是否使用电流将有机涂料从油漆槽中沉积到零件或组装产品上的过程. 由于它能够穿透凹槽,从而使复杂零件和装配产品具有特定的性能要求, 电泳涂料在世界范围内广泛应用于各个行业,广泛应用于包括汽车在内的各种产品, 设备, 海洋和农业. Electrocoat,特别是 阴极electrocoat, 与阳极电泳或其他更传统的涂层方法相比,在耐腐蚀性方面有了显著的改善.

阴极电泳涂层可在多种技术类型,最显著的是 环氧树脂阴极 和 丙烯酸阴极.

  • 丙烯酸阴极涂料有望在电子涂料市场中获得最高的增长. 阴极丙烯酸e-coat 是典型的应用,要求紫外线耐久性和腐蚀保护的铁基板. 它也用于需要浅色的应用.
  • 阴极丙烯酸e-coat 是否有广泛的光泽和颜色来提供外部风化和腐蚀保护. 丙烯酸阴极漆用作农具的一层面漆, 花园设备, 电器和外部暖通空调.

电泳漆的应用包括四个步骤:

  1. 预处理2: 零件清洗完毕后, 一种预处理被应用于准备电镀的金属表面.
  2. Electrocoat应用程序:从阴极漆槽中通过直流电将带正电荷的阴极漆沉积在导电基底上. 带正电的涂料沉积在带负电的阴极上,也就是还原发生的地方.
  3. 冲洗后:清洗零件以回收未沉积的油漆固体.
  4. :烤漆是为了热交联油漆和挥发水以及任何残留的有机溶剂.

在步骤2中, 涂料颗粒沉积在导电基板的表面以形成绝缘层.  随着时间的推移,涂层表面的电导率随着薄膜厚度的增加而降低,因此具有绝缘效果. 在这一点上,沉积膜有非常少的水和溶剂,所以水后冲洗(步骤3)不会对沉积膜有负面影响. 涂覆的基材然后烘烤以消除水和剩余的挥发性以及交联聚合物薄膜.

阴极电泳-在勘探者知识中心了解更多关于阴极电泳的知识
图一:阴极电沉积

如图I所示, 在阴极电沉积, 带正电荷的油漆被吸引到带负电荷的阴极,在那里发生还原, 导致氢气的释放. 在阳极,氧化伴随着氧的释放而发生. 沉积的漆膜在一次或多次水洗后合并成相对不溶的漆膜, 所述沉积的漆膜进入烘箱以使所述阴极漆膜能够交联.

的 阴极电泳涂料的优缺点 包括:

  • 优良的耐腐蚀性,即使在较低的膜厚
  • 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
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都是由a 双酚A基环氧树脂 由胺基组成的,被低分子量酸如甲酸中和, 醋酸或乳酸. 因为镀液的pH值略低于7, 镀液组件由不锈钢或其他耐腐蚀材料组成,以防止生锈形成.

最常见的交联剂是阻塞型 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异氰酸酯发生反应 羟基 和胺组. 一个典型的电泳槽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,如 可塑剂 和 剂效果流修饰符 和 催化剂.

汽车涂层系统的横截面-在勘探者知识中心了解更多.
汽车涂层系统的横截面

 

涂层的使用是因为它提供了优越的防腐保护,因为它涂在传统方法无法达到的表面. 薄膜厚度均匀,无下垂、流线、边珠等缺陷. 电镀层的成本效益也非常高,因为它提供了近100%的材料利用率,具有良好的能源效率,每平方英尺应用涂层的成本相对较低.

Throwpower 电泳涂层是否有能力渗透到“难以触及”的区域, 比如一个空心金属物体的内部. 依赖于外加电压, 浴固体, 导电率, 沉积时间, 熔体温度, 溶剂的水平, 和适当的罐搅拌, 沉积时间, 可优化喷溅力和涂层外观.

简单的浸涂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有洗涤作用,阻止充分的成膜. 此时,从镀液中取出电镀的物体, 大部分的水和溶剂是从电泳漆中挤出来的,因此在烘干过程中,与简单的浸涂涂层相比,洗涤效果是最小的.

电泳涂料的成膜是自限性的,当膜的厚度接近其最大值时,膜变得更绝缘性. 更高的电压和更长的浸泡时间将允许更高的成膜率,直到达到最大可能的成膜率, 通常是1.0 mil和1.2毫升.

电压通常在225伏和400伏之间. 如果电压过高,就会产生薄膜 破裂 涂在外表面的涂料的厚度. 这叫做 破裂的电压. 在足够高的电压下, 电流会穿过薄膜, 在膜下产生气体(氢气为阴极,氧气为阳极).

影响薄膜形成的其他因素包括镀液温度和电导率. 浸入时间通常在2-3分钟左右.

总而言之,阳离子电镀有望以比传统产品精加工更快的速度发展,因为它为复杂形状的产品提供了良好的防腐保护, 低挥发性有机含量和最后丙烯酸阳离子电泳涂层还提供了耐紫外线的经验应用.

阅读文章的其余部分,请点击 在这里 前往UL勘探者.

__________

Ron Lewarchik,文章作者 & 十大靠谱彩票平台主席

作为特约撰稿人, 关于涂料工业中配方师相关主题的文章. 他还担任Prospector材料搜索引擎的顾问, 就数据库中与优化和组织材料相关的问题提供建议.

水性树脂技术

水性树脂 技术是全球范围内使用的最大类型的涂料技术,预计其在整个涂料市场中的份额将继续增长. 到2022年, 全球市场规模 预计将超过1460亿美元. 增长在很大程度上是由于在建筑和汽车市场的数量增加 丙烯画 是最大的单一类型的水性树脂系统,占水性树脂市场的80%以上.

驱动力 对于水性涂料的增加使用包括:

  • 低挥发性有机化合物
  • 在大多数情况下易于清理
  • 减少火灾隐患
  • 降低保险成本
  • 更低的能源消耗 烘烤涂料 由于需要较少的烘箱补气
  • 需要降低水平 石油的材料.

正如2014年5月《十大彩票平台》文章所述 水性涂料的流动、流平和粘度控制 表明,水性涂料最大的两类包括 水-reducible乳胶, 大部分烘干涂料属于第一类,大部分建筑涂料属于第二类. 这个词 水-reducible 是用来在溶剂中制造树脂,并在水中减少以形成树脂在水中的分散. 乳胶 另一方面,树脂是在水中通过乳液聚合制备的.

缺点 对于水性涂料的使用包括:

  • 蒸发速率对相对湿度的依赖程度高
  • 水的高蒸发热需要2260 J/g,例如,水只需要373 J/g 2-butoxyethanol,一种常用的 助溶剂
  • 可还原性树脂涂料的非线性降粘曲线
  • 流量和外观高度依赖于相对湿度
  • 水的表面张力高(润湿性差)则要求添加 表面活性剂 在许多情况下,这会降低抗湿性
  • 水性涂料比溶剂涂料具有更强的腐蚀性,因此需要内衬容器, 塑料或不锈钢,避免生锈
  • 水性涂料在烘烤时更容易爆裂,因为在水从膜上蒸发之前就开始形成膜(见表一)。

然而,材料科学的不断进步包括创新 树脂化学、表面活性剂、 润湿剂 和 流程代理 将有助于使水性涂料的持续增长.

屏幕截图2015-09-16下午3点.01.23 PM

图一表示胶乳涂料系统干燥的各个阶段. 第一阶段涉及水的蒸发. 第二阶段包括水和助溶剂的持续蒸发,直到乳胶颗粒接触并开始聚合形成一层部分干燥的膜.

最后阶段包括持续的聚结和固化(在交联系统中)以形成固化物, 干附着漆膜.

在使用水性涂料的关键考虑之一是增加的作用 湿度 除了 温度 在这些涂料的应用和固化中起着重要作用. 例如, 提供可接受的应用程序属性, 温度和湿度都必须仔细控制,如图二所示. 湿度对含水有机溶剂涂料的影响不容忽视.

要阅读文章的其余部分,请前往 勘探者去检查一下!