一、CED涂料品種及開(kāi)發(fā)應(yīng)用趨勢(shì)
CED涂料是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來(lái)的并已工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的一種新型防腐蝕涂料。由于CED涂料具有優(yōu)良的耐蝕性、泳透率高、涂裝自動(dòng)化程度高、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),使其在世界范圍內(nèi),特別是在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。
1.國(guó)外CED涂料品種目前,汽車(chē)車(chē)身涂裝底漆幾乎全部從陽(yáng)極電沉積涂裝改為陰極電沉積涂裝。根據(jù)CED涂料特性可分為PPG和Hoechst兩大體系,前者由美國(guó)PPG公司開(kāi)發(fā),后者由德國(guó)Hoechst集團(tuán)、奧地利Stollack公司開(kāi)發(fā)。
(1)PPG系列CED涂料
①美國(guó)PPG公司的CED涂料美國(guó)PPG公司是CED涂料的始祖,已推出第五代CED涂料,其五代CED涂料性能變化見(jiàn)表4-19。我國(guó)引進(jìn)的是第四代產(chǎn)品。
![]() ②日本關(guān)西涂料公司的CED涂料日本關(guān)西涂料公司是在引進(jìn)PPG公司的CED涂料基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的CED體系,其各代CED涂料性能變化見(jiàn)表4-20。
![]() (2)Hoechst系列CED涂料 Hoechst系列CED涂料是以Herberts公司CED涂料為代表,其發(fā)展速度很快,主要有四代產(chǎn)品,各代產(chǎn)品主要性能見(jiàn)表4-21。國(guó)外CED涂料的涂膜由薄到厚。泳透率由低到高,烘烤溫度由高到低,有機(jī)溶劑含量逐漸減少。
![]() 2.國(guó)內(nèi)CED涂料品種
(1)引進(jìn)CED涂料制造技術(shù)在“六五”期間沈陽(yáng)油漆廠引進(jìn)日本關(guān)西9210 CED涂料制造技術(shù)(湖南和昆明也采用該技術(shù)),北京紅獅涂料公司從奧地利Stollack公司引起G1083灰色CED涂料制造技術(shù),20世紀(jì)90年代南京造漆廠從Herbetts公司引進(jìn)CED涂料和汽車(chē)涂料制造技術(shù)。北京吉普、廣州標(biāo)志、上海車(chē)輪廠等汽車(chē)合資公司采用了進(jìn)口的PPG公司CED涂料,PPG公司與香港海通公司合資,由深圳海虹漆廠生產(chǎn)PPG系列的CED涂料及汽車(chē)漆。1990年底沈陽(yáng)油漆廠從日本關(guān)西涂料公司引進(jìn)HB2000厚膜CED涂料制造技術(shù)。
(2)國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的(CED涂料我國(guó)開(kāi)發(fā)電泳涂料已有 30多年歷史,第一代CED涂料是兵器部五四所(現(xiàn)為五九所)于1979年首先研制成功。隨后,化工部涂料所(現(xiàn)為中國(guó)化工建設(shè)總公司常州涂料化工研究院)、上海涂料所和長(zhǎng)春、天津、四平等油漆廠也做了大量技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。尤其是中國(guó)化工建設(shè)總公司常州涂料化工研究院開(kāi)發(fā)的電泳涂料(已轉(zhuǎn)讓給濟(jì)南、池州和天津麗華)、常州涂料化工研究院開(kāi)發(fā)的厚膜CED涂料等品種,占有一定的市場(chǎng)份額。長(zhǎng)春油漆廠開(kāi)發(fā)的黑色CED涂料在第一汽車(chē)制造廠應(yīng)用。
3.CED涂料開(kāi)發(fā)應(yīng)用趨向根據(jù)市場(chǎng)需求,CED涂料新品種及開(kāi)發(fā)應(yīng)用重點(diǎn)趨向如下所述。
①高泳透率的中厚膜CED涂料日本生產(chǎn)的PTU-600 CED涂料,在保持所需泳透性前提下改變泳涂條件(槽液溫度、泳涂電壓和時(shí)間),使涂膜厚度可在20~40μm范圍內(nèi)自由選定。該涂料可以實(shí)現(xiàn)薄膜(≤20μm)、中厚膜(20~30μm)和厚膜(>30μm)三種要求。各類(lèi)電泳涂料防腐性比較如表4-22所示。
![]() 采用中厚膜CED涂料有優(yōu)異的耐蝕性、較理想的涂膜外觀、可降低涂裝成本。
各類(lèi)CEE涂料用量比較見(jiàn)表4-23。
![]() 中厚膜CED涂料除用于轎車(chē)、汽車(chē)涂裝外,在家電和機(jī)械部件行業(yè)中也可應(yīng)用。今后應(yīng)向環(huán)保型CED涂料、節(jié)能型(降低烘烤溫度、縮短固化時(shí)間)CED涂料方向發(fā)展。
②減少有機(jī)溶劑用量、保證槽液穩(wěn)定性揮發(fā)性有機(jī)溶劑用量應(yīng)在保證槽液穩(wěn)定性基礎(chǔ)上減少,開(kāi)發(fā)優(yōu)異水溶性或水乳化型的基料和固化劑等組分應(yīng)作為保證槽液工藝參數(shù)的基石。
③提高涂膜銳邊處的耐蝕性現(xiàn)用的CED涂料在被涂物件的銳邊、尖端處覆蓋差、涂膜薄,則銳邊部位耐蝕性下降,應(yīng)開(kāi)發(fā)觸變性優(yōu)異的CED涂料,保證物件銳邊處的耐蝕性。
④開(kāi)發(fā)耐候性CED涂料現(xiàn)CED涂料使用雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂,其涂膜的耐候性差。應(yīng)采用耐候性環(huán)氧樹(shù)脂作基料,或環(huán)氧樹(shù)脂與丙烯酸樹(shù)脂等改性配合作基料。今后,應(yīng)著力開(kāi)發(fā)耐蝕性、耐候性優(yōu)異的CED涂料。
⑤淺色(或清漆)CED涂料根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展需要,中國(guó)化工建設(shè)總公司常州涂料化工研究院開(kāi)發(fā)了CED-99淺色裝飾性涂料。該涂料為白色等淺色或不含任何顏料的清漆,其已投入市場(chǎng)應(yīng)用。CED涂料由色漆轉(zhuǎn)變?yōu)榍迤?,不僅減少制漆時(shí)的研磨工序,而且在涂裝時(shí)可避免槽液沉淀問(wèn)題。
⑥涂裝工藝及設(shè)備改進(jìn)電沉積涂裝后的清洗裝置已由單一超濾(UF)改用UF+RO(反滲透)串聯(lián)裝置,實(shí)現(xiàn)了電沉積涂裝后清洗用水封閉循環(huán)使用。
陽(yáng)極罩結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。為使車(chē)身表面涂覆的涂膜厚度均勻,在電泳槽中增設(shè)底部電極和頂蓋電極?,F(xiàn)其已由當(dāng)初的裸露電極改用圓筒形隔膜電極。圓筒形隔膜陽(yáng)極比板式隔膜陽(yáng)極先進(jìn),便于裝卸、維修。
機(jī)械化運(yùn)輸裝置是涂裝車(chē)間的動(dòng)脈,現(xiàn)多采用一種雙軌滑撬輸送機(jī),它比單軌懸掛式推桿輸送鏈有明顯的優(yōu)越性。
二、水性環(huán)氧涂料相關(guān)品種及開(kāi)發(fā)應(yīng)用
除電泳涂料外,水性環(huán)氧涂料的其他品種及開(kāi)發(fā)應(yīng)用也引起人們的普遍關(guān)注。
1.相關(guān)品種
(1)耐蝕性水乳化型環(huán)氧涂料(見(jiàn)表4-24)
![]() 耐蝕性水乳化環(huán)氧涂料的細(xì)度25μm,凝膠時(shí)間2~4h,其許多性能可與普通溶劑型環(huán)氧涂料相當(dāng),并已取得了成功應(yīng)用。其主要應(yīng)用領(lǐng)域有涂覆新澆鑄的混凝土,涂膜與混凝土的粘接強(qiáng)度高于混凝土自身的粘接強(qiáng)度,可成功地防止混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕;水乳化型環(huán)氧涂料作為底漆,比其他混凝土用涂料更具優(yōu)勢(shì);用Casamid360作固化劑可有效防止混凝土機(jī)械損傷和化學(xué)藥品腐蝕;這種涂料用于核電站,易于除去放射性污染;涂覆在鋼材表面上,有良好的防腐蝕效果。水乳化型環(huán)氧涂料作為面漆,也取得良好的防腐蝕作用。
(2)半光地坪涂料(見(jiàn)表4-25)水性半光環(huán)氧地坪涂料可用于啤酒廠、醫(yī)院、倉(cāng)庫(kù)、化工廠、食品加工廠及具有腐蝕環(huán)境的地面保護(hù)等應(yīng)用領(lǐng)域。
![]() 2.開(kāi)發(fā)應(yīng)用簡(jiǎn)況環(huán)氧改性聚氨酯乳液。環(huán)氧樹(shù)脂與聚氨酯反應(yīng),制成的乳液性能明顯改善,取NCO:OH=8.0(mol),環(huán)氧樹(shù)脂:聚醚=1:7(mol),可使水性涂料的表干時(shí)間縮至<1h;由環(huán)氧改性聚氨酯乳液配制的地板清漆氣味小、涂膜光澤好、有一定彈性,經(jīng)24h實(shí)干后,使用效果良好。
水性環(huán)氧丙烯酸酯共聚物涂料。合成的水性環(huán)氧改性丙烯酸樹(shù)脂,有效地克服了施工出現(xiàn)的“假稠”,提高了水性丙烯酸涂料的耐蝕性。水性環(huán)氧丙烯酸酯共聚物涂料(AECA涂料)與市售水性丙烯酸涂料性能比較見(jiàn)表4-26。
![]() 水性環(huán)氧丙烯酸酯共聚物涂料適用于汽車(chē)部件、壓縮機(jī)、農(nóng)機(jī)等的防護(hù)。
另外,采用環(huán)氧樹(shù)脂與甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯及苯乙烯進(jìn)行接枝共聚制得水溶性樹(shù)脂。首先是自由基引發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂中鄰接羥基的亞甲基形成環(huán)氧自由基,然后按自由基聚合機(jī)理,使其他單體接枝共聚。由水溶性共聚物制得的涂料貯存穩(wěn)定性為6個(gè)月以上。
水性焦油環(huán)氧涂料。水性焦油環(huán)氧涂料兼具水性環(huán)氧樹(shù)脂與焦油瀝青的優(yōu)良性能,其涂膜有優(yōu)異的耐酸、耐堿、耐油和防水等性能。能夠在潮濕表面上涂裝,可廣泛用于瀝青路面、地坪、礦井、隧道、地下倉(cāng)庫(kù)、車(chē)間等各類(lèi)建筑物地面及地下設(shè)施的保護(hù)。
單組分環(huán)氧苯丙乳液。采用核殼乳液聚合方法,并在核中加入環(huán)氧樹(shù)脂作交聯(lián)劑,待聚合完成后,再加入固化劑,制成單組分室溫交聯(lián)型環(huán)氧-苯丙乳液。該乳液的各項(xiàng)性能指標(biāo)都優(yōu)于普通苯丙乳液,具有很好的耐沾污性、硬度及耐沖擊性。
|