介紹一種新型超高泳透性電泳涂層材料的開發及應用研究

李舫（廊坊立邦涂料有限公司，河北 廊坊 065000）

介紹一種新型超高泳透性電泳涂層材料的開發及應用研究

李舫（廊坊立邦涂料有限公司，河北 廊坊 065000）

1 前言

隨著環境經濟的不斷提升，中國消費者對于物質需求量逐漸提高，擁有較強的購買能力，平均的汽車持有量提升促進了汽車行業在中國的高速擴張。有數據顯示，2003年國內汽車產量為444.4萬輛，同比增長35.2%；銷售439.1萬輛，同比增長34.2%。目前汽車的中國市場被世界各巨頭汽車公司所看好，中國汽車的工業進步，幫助汽車涂料的行業發展開拓了廣闊的空間，汽車科研技術的提升，推動汽車涂料向更好的品質和產能邁進，其中以轎車涂料的進步發展最為顯著，能夠代表中國工業涂料的前進方向和技術力量。2004年各類汽車涂料需求量突破20萬噸，汽車涂料增長率高于30%。2010年，我國汽車保有量將超過4000萬輛，汽車涂料的需求量將達到30萬噸。中國經濟的提升，促進中國市場的汽車交易利潤豐厚為于全球之最，因此汽車涂料在中國也有誘人的發展前景。

而作為汽車涂層之一的電泳層，電泳涂料是工業研發的低污染與低耗能的新型漆料，有很好的腐蝕防御性和工件保護效果，涂膜均衡平整，有助于工業涂裝的自動化和機械化的流程操作得到實現。電泳涂料的適用層面廣泛，可以很好的駕馭復雜工件的涂裝，電泳涂料的極佳操作性，造成在機動車與中小型機電的五金件涂層中大量采用。20世紀60年代末期，工業涂裝中電泳涂料的應用率高達100%，可以幫助系統循環進行全封閉式涂裝運行。電泳涂料的成膜物產生在離子的水溶性或分散性聚合物中，涂裝后工件可以是陰陽兩極。

工件復雜表面通過采用電泳涂料可以形成均衡的涂層薄膜，但是部分工件電場會存在屏蔽金屬的效果，電場在內腔壁較弱，導致內腔沉積電場相比工件外部的表層漆膜要薄，電泳涂料的腐蝕防御性受到影響。電泳陰極是腐蝕防御性強弱的主要表現形式，尤其在內腔中較為突出，電泳漆的優劣的衡量標準是以泳透能力作為指標。

電泳涂料擁有高泳透力后內/外工件表面膜的厚度差異可以在電泳短時間縮小，且保證車身各部位對腐蝕的防御性能。

2 研發思路

先對環氧樹脂進行擴鏈，使用異氰酸酯提高涂膜性能。用改性異氰酸酯提高分子量，提高涂層的防腐性。使用強酸作為中和劑，提升了涂料的泳透性。

通過運用涂料的泳透性4枚BOX法的檢測方法，使方法中A面膜厚成膜時的阻抗提高、同時G面成膜時的阻抗增大同時時間提前，從而到達超高泳透性水準。4枚BOX測定泳透力試驗方法圖示如下：

3 實驗部分

3.1 實驗配方（見表1）

表1 試驗配方

3.2 生產工藝

助溶劑內胺控制在80℃下行2h環氧樹脂處理后升溫，在110℃下行2h處理，加入全封閉聚氨酯交聯劑，中和劑以及流平助劑均勻混合，高速分離物料在去離子水內，得到含量在38%的固體份，液體為乳狀乳白色。

3.3 工作液配制

將此電泳槽液維持在20%的固體份，配制方式在相關比例下將配套色漿、乳液與去離子水混合，在熟化攪拌24h后進行槽液的電泳性能測試。

4 實驗結果和討論

4.1 實驗結果

實驗過程中使用4枚BOX方式對泳透力進行測定，比較測量膜在各面的厚與電泳涂料常規的厚度差異，詳見見表2。

表2 實驗結果

4.2 結果討論

1）泳透性會受到多重干擾，以施工時間的電壓與時間、槽液內固體份為主要影響因素。施工的時間和電壓、槽液內固體份與泳透率間成正比增長。因為腐蝕預防的需求不同，可以根據要求對施工時期的數據進行調整，保障在工件腔內的電泳涂料膜厚在標準范圍值。

電泳涂料對泳透率的影響：主要的決定因素樹脂具備的導電性能及濕膜涂膜電阻。槽液內的樹脂導電性能越高，濕膜電阻越大，電泳涂料的泳透率越高。所以提高陽離子樹脂的導電能力，樹脂的分子量應盡可能的小，選擇高Tg的樹脂、添加如己內酰胺等高絕緣性的物質提高涂膜濕膜電阻，從而達到提高泳透率的效果。

3）試驗中采取4枚BOX法測定泳透率。模擬汽車涂裝過程中內腔的涂覆情況，以漆膜厚度作為評價標準，能夠客觀的表示出電泳涂料泳透力的大小。從表2中的結果來看，漆膜在內嵌厚度的通過泳透力的加強得到大幅度提升，漆膜在合理的泳透力配合下厚度均衡性增加，避免工件產生腐蝕性，性能得到保障。內腔漆膜到達標準的厚度要求，高泳透力陰極電泳涂料的外板面漆膜比常規電泳涂料要薄，這樣可以降低涂料使用量，節約涂裝成本。

高泳透力的電泳涂料能在更短的涂裝時間內達到防腐蝕要求的膜厚，涂裝時間的縮短，就可以提高生產線的線速度，增加生產能力。

相對于普通電泳涂料來講，高泳透力電泳涂料可以在較低的電壓下達到相應的內腔膜厚要求，這樣就可以降低施工電壓，降低對電源設備的要求。施工電壓的降低，降低了電泳槽也的電流強度，減少了槽液的溫度上升，減低產生針孔等漆膜弊病的可能性，而且節約了能源。

5 結語

對于耐腐蝕性要求較高的汽車車身的電泳涂裝來說，超高泳透率電泳涂層具有極其重要的意義，既可以滿足較好的電泳涂裝性，良好的電泳涂膜性能，還以滿足內腔膜厚的提高、以及涂料使用量的降低，從而達到品質提升，效益提高。

李舫（1976-），女，天津人，大學本科，有多年汽車用涂料的研發及相關技術經驗。