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铝合金型材电泳涂装涂料
艾普斯 丨 2017.08.14 丨 3117
铝合金型材电泳涂装用涂料:
铝合金型材电泳涂料根据其在水中离解后生成带电微粒极性的不同可分为阳极电泳涂料和阴极电泳涂料,相应地电泳装方法可分为阳极电泳涂装和阴极电泳涂装两种。当带电微粒为阳离子时,电泳涂料称为阴极电泳涂料,这时铝合金型材接电泳电源的阴极,涂装方法称为阴极电泳涂装;当带电微粒为阴离子时,电泳涂料称为阳极电泳涂料,这时铝型材接电泳电源的阳极,涂装方法称为阳极电泳涂装。目前,在铝合金材料尤其是在建筑铝合金型材表面处理工程中主要采用阳极电泳涂装工艺,下面主要讨论阳极电泳涂装。阳极电泳涂料的成膜物质是带羟基的阴离子型聚合物,用碱性物质中和而你赋予其离子性和水溶性而分散于水中,常用的中和剂主要为有机胺及无机碱。电泳涂膜的成膜经过电泳、电解、电沉积、电渗四个过程,在铝合金表面形成含水率极低、绝缘性相当高的致密涂膜。
阳极电泳涂料的特点为:涂膜均匀、光滑、平整、附着力强;在棱边、焊缝、凹槽等不规则处都可形成均匀的涂膜,防腐蚀性能好;槽液固体分子含量低、槽液黏性小、铝型材表面带出漆液量少、涂料的利用率高;涂料以水作为分散介质、节约资源、降低环境污染、消除了发生火灾的危险性、改善了作业环境;涂料涂覆率高,特别适合大批量流水线作业。
阳极电泳涂料的好坏主要取决于涂料的稳定性、涂料的泳透力和库仑效率、涂膜的性能等。涂料的稳定性包括原漆储存稳定性、槽液存放稳定性及槽液连续使用的稳定性。阳极电泳涂料的泳透力是指在阳极铝型材的内表面、凹面及缝隙内等背离或远离阴极的部位上电沉积时涂料的涂覆能力,泳透力的好坏直接影响到这些部位的防腐性能。泳透力与涂料中树脂的品种、树脂的交联程度及涂料的配方有关,同时也与电沉积电压、电沉积时间相关。若电泳涂料的破坏电压高,型材电压也应相应提高,从而使其泳透力升高。库仑效率是指电泳涂料在电沉积时消耗单位电量能够积析出的涂膜当量,它表征涂料沉积时的电流效率或能量消耗水平,一般阳极电泳涂料的库仑效率为每库仑15-20mg。电泳涂料涂膜的性能除了要求涂膜厚薄均匀、光滑平整、与基材结合力好、耐磨等基本特性外,更主要的是要求有一定的防腐蚀性能,其防腐性受到树脂特性和电泳特性的影响。
阳极电泳涂料按照其树脂各类的不同可分为马来化油及马来化油改性阳极电泳涂料、醇酸阳极电泳涂料、环氧醋阳极电泳涂料、纯酚醛树脂阳极电泳涂料、聚丁二烯阳极电泳涂料和丙烯酸阳极电泳涂料等。
(1)马来化油及改性马来化油阳极电泳涂料。马来化油电泳涂料的基料是马来化油与马来酸酐热加合而赋予其水溶性。这类涂料的涂膜较软。耐水性和耐腐蚀性差。通过改性的马来化油其涂膜的耐腐蚀性和泳透力得到提高,而耐溶剂性有所下降,并且高温烘烤时容易发黄,涂膜必须在150℃烘烤1h。
(2)醇酸阳极电泳涂料。由于其酯链的耐碱性能差,储存稳定性差、槽液的使用寿命亦很短,且泳透力低,电解剧烈,气泡多,涂膜的表面粗糙并且有针孔等缺陷,导致其防腐性能差,目前这类涂料很少使用。
(3)环氧酯阳极电泳涂料。该涂料是环氧树脂和不饱和油酸酯化形成环氧酯,再与马来酸酐加合而接上羟基,经氨中和后而赋予其水溶性。为了提高其泳透力,需把铝型材中的酸酐再与环氧树脂部分酯化。该类涂料涂膜的耐腐蚀性较佳,但耐候性差,不宜用于户外产品。
(4)纯酚醛树脂阳极电泳涂料。该类涂料的槽液稳定性及电沉积性良好。涂膜平整光滑,但耐蚀性有限。
(5)聚丁二烯阳极电泳涂料。这类涂料是由聚丁二烯树脂和马来酸酐加合并经碱中和而具有水深性。有较高的泳透力和耐磨腐蚀性,价格低廉,因而获得较广泛的应用。并已代替第一代的马来化油,环氧酯及酚醛树脂阳极电泳涂料。其涂膜通过氧化聚合交联,干燥速度快,但涂膜易泛黄,一般作为底漆使用。
(6)丙烯酸阳极电泳涂料。这类涂料的基料是由甲基丙烯酸酯、含羟基丙烯酸酯和丙烯酸单体共聚形成相对分子质量大且分布范围窄的带羟基和羟基的树脂,经挥发性低的氨中和后而具有水溶性。用水溶性适宜的氨基树脂作交联剂,在电泳涂装时,能按比例沉积析出,在烘干固化时丙烯酸的羟基与氨基树脂交联,在铝型材表面形成耐候性和防腐蚀性优良的电泳涂膜。