阴极电泳涂料的性能对比试验

0  前 言
为配合东风公司商用车车身厂6 万辆工程建设,对国内一些具有代表性的新品种阴极电泳涂料进行了较全面的性能对比试验,为公司汽车生产用阴极电泳涂料的选用提供了良好的技术保证。

1  试验部分
1. 1  涂料样品
(1) H11 – 99 灰色阴极电泳漆 双组分电泳漆,色浆固含量56 ±2 % ,乳液固含量43 ±1. 5 % ,按色浆:乳液:蒸馏水= 1. 00∶ 2. 04∶4. 15 (质量比) 配制18 kg 槽液,样品编号1号;
(2) TRED – 5000 灰色阴极电泳漆 双组分电泳漆,色浆固含量55 ±2 % ,乳液固含量36 ±1 % ,按色浆:乳液:蒸馏水= 940∶ 4 397∶ 4 663 (质量比) 配制18 kg 槽液,样品编号2号;
(3) HB – 2000LB 灰色阴极电泳漆 双组分电泳漆,色浆固含量58 ±2 % ,乳液固含量36 ±2 % ,按色浆:乳液:蒸馏水:中和剂= 320∶ 1 120∶1 550∶10 (质量比) 配制18 kg 槽液,样品编号3 号;
(4) EC3000 灰色阴极电泳漆:双组分电泳漆,色浆固含量56. 0 ±1. 5 % ,乳液固含量43. 0 ±1. 5 % ,按色浆:乳液:蒸馏水= 1. 0∶ 2. 0∶ 4. 1 (质量比) 配制18 kg 槽液,样品编号4号。
1. 2  试验方法说明
(1) 试板制备 槽液按要求熟化完全后,在指定电泳温度、电泳时间和电压范围内进行泳板检测。极间距为20cm ,极比为阴极:阳极= (4~5) ∶ 1 (面积比) ,阳极为不锈钢板。试验用试板为0. 8~1. 0 mm 厚的08Al 冷轧钢板,试板大小为110 mm ×70 mm(“L”效应、面漆配套性试验用试板为195 mm ×105 mm) ,耐盐雾试验使用GARDOBOND 26S60 0C 标准试板。08Al 冷轧钢板前处理工艺为:脱脂→水洗→表调→磷化→水洗→纯水洗→水分烘干,其中磷化采用中温低锌磷化配方产品。
(2) 干膜密度 取25 mm ×35 mm 大小的马口铁板,打磨、清洗、烘干、称重后,再进行电泳、烘干和称重。采用“排水浮重法”测量电泳漆的干膜密度,蒸馏水密度取1. 00g/ cm3 。
(3) 漆膜锐边覆盖性 取市售钢质裁纸刀片,经脱脂、水洗后,分别在指定电压和温度下电泳、水洗、烘干。电泳后的刀片同时进行一定时间的盐雾试验,观察刀片刃口处漆膜锈点个数及起泡状况。
(4) 面漆配套性试验 取电泳漆试板,采用“湿碰湿”工艺喷涂面漆,比较面漆的外观装饰性能和底面漆的层间附着力等。面漆为A70 – 1 钼红氨基烘干面漆,同时喷涂,同时烘干,试板制备采用”平喷平烘”方式,面漆的烘干条件为140 ℃、30 min。
(5) 电泳时间适应性 在指定电泳电压和槽液温度的条件下,调整电泳时间,记录漆膜外观保持良好状态的电泳时间及对应膜厚。
(6) 漆膜干燥性 将脱脂棉用丙酮浸透,在烘干的电泳漆膜上用力(约9. 8 N 力) 往复摩擦10 次,然后观察漆膜表面状态及脱脂棉上是否粘有漆膜的污染物。漆膜表面不变色,不失光,脱脂棉不粘色为合格。
(7) 漆膜返溶性 完成电泳的试板,经水洗后,将试板1/ 2 部分浸入电泳漆槽液中持续10 min ,记录浸入部分漆膜厚度的减薄程度,以百分比表示。
(8) 槽外返溶性 电泳后,试板取出放置一定时间后再进行水洗,观察可以保持良好漆膜状态的放置时间。
(9) 加热减量 为统一加热减量的试验条件,便于平行比较,低温烘干条件为120 ℃、60 min ,高温烘干分别按各自推荐标准条件进行。
(10) 泳透力性能 采用福特盒法进行试验。在指定电泳电压、电泳时间和温度的条件下,对福特盒进行电泳,电泳试板经水洗、烘干后测量内腔泳涂漆膜高度,记录内腔各高度处漆膜厚度,便于平行比较。
(11) 湿膜沥水性及带水珠烘干性试验 试板电泳并水洗后,观察湿漆膜的沥水性,有无成滴水附着。有意在湿漆膜上附着一些水珠进入烘箱,观察烘干后有无明显水迹点。
(12) 槽液耐油污性 准确称取一定量的电泳漆槽液,按照一定比例,向槽液中加入油污,油污分散24 h 后,取擦净后的试板,电泳制板。观察对比电泳漆膜的缩孔状况和数量。由于所用油污状态、种类、用量不同,槽液耐油污性会有较大差异,所以试验用油污应明确状态、名称和用量,本次试验选用粉色液态HL 液压润滑油,加入比例为0. 2 g油/ kg 槽液。
(13) 槽液静置稳定性 取槽液250 mL 倒入250 mL的带盖量筒内,在室温下静置24 h 后,记录底部颜料沉淀高度。
(14) 槽液起泡及消泡性 取180 mm 长的比色管,其内装入90 mm 高度的电泳漆槽液,以1 次/ s 的速度翻转比色管20 次,记录槽液的起泡高度及分别放置2 ,4 ,6 ,8 ,10min 及30 min 后的泡沫高度。
(15) 槽液敞口搅拌稳定性 配制好的电泳漆槽液敞口连续搅拌1 个月,在此期间只对槽内定期补充因蒸发损失的蒸馏水。到期后,检测槽液参数并电泳制板,对比槽液参数、漆膜厚度及漆膜外观的变化。

1. 3  性能检验结果及讨论
1. 3. 1  检验结果
原漆基本参数试验结果见表1 。槽液基本参数及漆膜性能试验结果见表2 。施工性能试验结果见表3 。槽液敞口搅拌稳定性试验结果见表4 。


 注:“A”为正冲、反冲均合格;“B”为正冲合格,反冲有开裂,不合格。




1. 3. 2  讨 论
(1) 从漆膜的外观、力学性能、耐腐蚀性能和面漆配套性来看,4 种阴极电泳涂料均表现良好,在锐边覆盖性能上,1 号和4 号明显好于2 号和3 号,而漆膜密度1 号和4号却较高。
(2) 施工性能中,某些品种165 ℃、160 ℃烘烤温度下即可充分固化,这也是电泳涂料发展的一个方向,即“低温固化”;4 种涂料的泳透力均较高,福特盒内腔膜厚分布状况良好,1 号和4 号的泳透力尤佳,3 号的泳透力相对稍差;电泳涂装的加热减量与涂装成本有着十分重要的关系,2号、3 号的加热减量较高,其在烘烤过程中热分解逸出的低分子化合物较多,使涂膜失重偏大;槽液耐油污性能,其他品种表现尚可,但2 号较差,这与该品种较低的槽液颜基比(P/ B = 0. 24) 有关;4 种涂料的槽液起泡性相当,3 号消泡性能较好。
(3) 4 种阴极电泳涂料的槽液敞口搅拌稳定性良好,槽液连续搅拌1 个月后,槽液参数、漆膜外观及厚度基本保持稳定,说明产品可适应较长的槽液更新周期。

2  几点体会
2. 1  认真消化技术资料,进一步规范检验行为
阴极电泳涂料制造及应用技术相对复杂,不同体系,不同品种技术上存在差异,试验开展的检测项目较多,应认真研究技术资料,充分考虑到不同体系、品种间的差异,参照技术资料进行检验。例如,有的品种“MEQ 值”定义为“100g电泳涂料固体中所含中和剂的毫摩尔数”, 有的品种“MEQ 值”定义却为“100 g 电泳涂料基料中所含中和剂的毫摩尔数”,后者就须考虑颜基比的因素,技术指标在数值上会不同。不同品种的灰分的烧灼条件也有不同规定。同时,检验行为应按照规范进行,例如,pH 值、电导率等参数的测量,应按要求对仪器校准后,在规定的温度下,重复测定3 次,取平均值。
2. 2  漆膜性能与施工应用性能并重
阴极电泳涂料作为底漆,漆膜性能自然重要,但因其施工应用自动化程度较高,对工艺、设备及管理要求较高,所以施工应用性能同样至关重要。我们应结合涂装线实际,充分考虑到生产线上可能出现的各种状况,进行施工应用性能试验,使试验工作更具有指导意义,例如“L”效应、泳透力、槽液耐油污性以及槽液的起泡、消泡性能等均是重要的施工应用性能试验项目。
2. 3  注重验证检出结果的重现性
电泳涂料性能检测,往往由于检测条件不同,造成检出结果存在一定差异,例如,由于槽液熟化程度、电泳温度、极间距及检测用试板等的不同,其击穿电压检出结果不尽相同。加热减量的检测,由于采用不同的烘干条件,同一品种涂料所得出的检测结果也会不同,笔者依照不同条件检出的加热减量数据见表5 。

可见,在进行检测时应说明相关检测条件,就比对试验而言,更应明确相对统一的检测条件,以免检出结果差异较大,造成混淆。某些检测项目在进行试验时,由于试验设备及试验环境等的不同,容易造成检出结果差异,重现性差,这就要分析相关因素并进行说明。例如,进行电泳漆膜的槽外返溶性试验时,应对试验环境的温度、湿度有记录;进行电泳漆膜带水珠烘干性试验时,应记录初始时的烘箱温度、升温速率及升温时间等。

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