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阴极聚氨酯电泳漆涂装工艺的探讨

20

 

聚氨酯工业

  

POLYURETHANEINDUSTRY

2005年第20卷第4期

2005.Vo1.20No.4

阴极聚氨酯电泳漆涂装工艺的探讨

李再峰 梁自禄 马细柳

(青岛科技大学化学与分子工程学院 266042)

**

摘 要:探讨了电泳涂装的温度、电压、时间、极板间距和树脂的中和程度对阴极聚氨酯电泳漆涂装工艺的影响,优化了阳离子聚氨酯电泳漆的涂装工艺参数。实验结果表明,当电压为40V、温度为

30℃、电泳时间为60s、中和程度为100%以及极板间距为150mm时,漆膜的性能较为理想。关键词:电泳漆;聚氨酯;电泳工艺

  电泳涂装是20世纪70年代中期发展起来的、逐步用于工业化的、将涂装与电镀相结合的1种新工艺,它通过带电高分子树脂在电场作用下的电泳作用,在金属表面沉积出1层类似于电镀层的膜[1]

层。电泳涂层具有良好的耐溶剂、耐腐蚀性,电泳工艺污染低,自动化程度高,在汽车工业得到了迅速发展

[3]

进行清洗,再用有机溶剂除锈,最后用去离子水对工件清洗,烘干备用。

电泳漆的制备及工件涂装:在500mL烧杯中加入一定量的含叔胺的聚氨酯(PU)树脂,加入计量醋酸于PU树脂中搅拌混合10min,得到聚氨酯电泳树脂。高速剪切下缓慢加入去离子水乳化分散,制备出聚氨酯电泳漆。将电泳漆倒入电泳槽中,在不同的温度、电压、时间等工艺条件下对工件进行涂装,研究不同工艺条件对漆膜外观的影响以及电泳漆在低电压不同条件下的电流强度变化。

阴极电泳工艺工作原理见图1。带正电荷的高分子树脂在电场作用下向阴极方向运动,在阴极工件的表面上发生电化学反应,不管工件的结构多么复杂,总能在表面均匀沉积出高分子膜。在阴阳两极上分别产生氢气和氧气

阴极聚氨酯电泳漆涂装工艺的探讨

。电泳涂装工艺要求非常严格,操作过程

中工艺条件稍有不当,漆膜就会产生各种各样的缺陷如漆膜出现针孔、厚度不够、漆膜表面出现橘皮、火山口等现象

[4~7]

。过去的研究主要集中在丙烯酸

树脂电泳涂装,本工作则对性能更加优异的阳离子聚氨酯电泳涂料的电泳涂装工艺进行了深入的探讨,通过研究低电压下各种条件对电流强度的影响和高电压下电泳漆膜的性能,优化了高电压下阴极聚氨酯电泳涂料的工艺参数。1 实验部分1.1 原材料及仪器

阴极聚氨酯电泳树脂,自制。

有机玻璃电泳槽,自制;SR-1型电泳仪,鹿城三瑞电源厂;Potentiostat-Galvanostat263型电流指示仪,EG&GPrincetonAppliedResearch。1.2 实验步骤及工作原理

首先对工件进行预处理,即用酸液、碱液对工件

[2]

图1 阴极聚氨酯电泳工作原理示意图

2 结果与讨论

2.1 电压对电沉积过程电流及漆膜外观的影响

实验采用电流指示仪(量程为0~10V)模拟电

本课题获石油大学重质油实验室开放基金(200304)、留学人员归国基金(2003406)和山东省中青年科学家奖励基金

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