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一种低成本新型无铅电泳涂料的研究

信息来源:paintkey.com  时间:2011-05-11  浏览次数:334

  通过在无铅阴极电泳涂料中用高岭土部分替代钛白粉的可行性试验,进行涂装性能及涂膜性能检测,研制出一种新的无铅电泳涂料。
  关键词:无铅阴极电泳涂料;低成本;高岭土;钛白粉
  1引言
  从2003年开始,国内汽车用电泳涂料开始升级换代,无铅电泳涂料成为主流产品,并在国内各主要汽车生产线投入使用。但是,在产品升级的同时,国内汽车涂料的市场价格却在迅速走低,目前无铅电泳涂料还是以外购品为主,价格较高,因此依靠现有技术自主开发低成本无铅电泳涂料已势在必行。降低涂料成本的方法有许多,比如涂料现地化生产、材料国产化、生产工艺改造、现有配方的改进等,本文主要从现有配方的改进方面进行探讨。无铅阴极电泳涂料中所使用的颜料钛白粉和填料高岭土主要是通过进口,钛白粉作为着色颜料,能赋予涂膜较好的理化性能和遮盖力,但价格昂贵;高岭土作为体质颜料,具有一定的防腐作用,加入到阴极电泳涂料中,能增加颜料的体积浓度,以获取更高的湿膜表观电阻(Rf),提高电沉积涂料的破裂电压,其泳透力也将得到提高;同时也改善了涂膜的内在性能,如硬度、耐磨性、机械性能,而且相对于钛白粉来说价格也非常低。通过高岭土部分替代钛白粉的试验,找出高岭土与钛白粉的最佳配合比例,达到既保证产品的性能又降低成本的目的。
  2试验部分
  2.1对钛白粉和高岭土结构的认识
  钛白粉化学名称为二氧化钛(TiO2),有白色颜料王之称,具有高白度、高折射率、物理化学性质稳定等特性,广泛地用于国民经济的众多领域。钛白粉在自然界中有3种结晶:板钛、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型,无工业利用价值;锐钛型(Anatase,简称A型)和金红石型(Rutile,简称R型)都具有稳定的晶格,是重要的白色颜料和瓷器釉料,与其它白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性,特别是没有毒性。高岭土的化学组成为Al2O3·2SiO2·2H2O,是一种浅灰色的细片状粉末,三斜晶型,具有准六角形构型。高岭土的相对密度为2.8,莫氏硬度为1.0,折光指数为1.56,是一种略呈酸性的矿物质,但仍具有较好的耐酸碱性。除具有一般矿物粉体的特性外,对红外线具有显著的阻隔作用,但易吸潮,使用前应干燥。涂料用高岭土是天然矿物质,它是二氧化硅、三氧化二铝的混合物,呈棒状、片状、粒状等构型。
  2.2试验分析过程
  2.2.1色浆的制备及检测
  阴极电泳涂料有双组分和单组分的,普遍使用的是双组分阴极电泳涂料,由色浆和乳液配成。色浆主要由颜料分散树脂、颜料、填料、固化催化剂及去离子水组成。按照一定的比例在烧杯中分别加入去离子水、分散树脂,用高速分散机分散均匀后依次加入各种颜料、填料,再分散均匀后用砂磨机研磨分散2~3遍至细度达到要求,再加入去离子水把固体含量调整到规定范围。本试验中选用了国产和进口2种有代表性的高岭土,逐步增加高岭土的用量以减少钛白粉的用量,分别制备10种色浆,其各色浆性能检测结果见表1。
  表1色浆性能检测结果
  表1色浆性能检测结果
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  从表1可以看出,随着钛白粉含量的减少,高岭土含量的增加,色浆的黏度逐渐增大,其它性能稳定。
  2.2.2槽液性能检测
  将以上所制备的色浆跟无铅电泳涂料的乳液按照一定的比例配槽,并将配制的槽液放置于(30±1)℃的熟化槽中搅拌熟化48h以上,然后进行检测。检测结果见表2~3。
  表2槽液性能检测结果
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