电泳技术

典型阴极电泳涂料的组成组成分类组成内容实例聚醚、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丁二烯、主要树脂成分各种改性环氧树脂内烯酸聚合物等的多元醇、多胺、多元羧酸类改性物对双酚A型环氧树脂残留环氧基的加成物水溶性官能团多胺类交联成分封闭多异瓴酸酯类甲苯二异筑酸酯，4，4-二苯基甲烷二异银酸酯类等+醇类(封闭剂）中和剂有机酸甲酸、乙酸、乳酸、羟基乙酸等添加剂、助剂界面活性剂非离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂有机溶剂炫、酯、醇、溶纤剂赏金届化合物有机锡类、铅盐类固化催化剂宥色颜料

阳极电泳涂料使用的是水性阴离子型树脂，即多羧酸型聚合物，而阴极电泳涂料则是使用水性阳离子型树脂，即多胺型聚合物。由此可见，胺类化合物及其特性是构成水性阳离子型树脂的基础。胺是氨分子（NH3)中的H原子被不同的取代基团转换后的一系列衍生物。我们知道，在NH3分子中N原子核周围共有7个电子，其分布为Is2、2s2、2p3，在NH3分子中N原子在成键过程中进行了sp'1不等性杂化，其中一个sp3轨道为一对未成键的孤对电子所占据，为了使体系能量最低，电子云较密集于N原子周围，则NH3中的键角为107°，形成三角锥型的分子结构，如图3-1所示。图3-1NHS的立体结构胺可根据取代基的数冃分为伯胺、仲胺、叔胺。rnh2r2nhnr3伯胺仲胺叔胺胺在水溶液中发生离

阴电泳涂料的特点人们经过长期的研究与使用，逐渐认识到阳极电泳涂料有以下问题存在：①作为阳极的被涂覆物，在电泳过程中其金属及表面处理膜（如磷化膜）在电沉积过程中被溶出，造成沉积膜被离子污染，不仅影响涂膜颜色，也影响其物理力学性能，防腐蚀性能也较差。②电泳时，水的电解在阳极产生氧，对易于氧化的树脂(主要对稳定性）有较大的影响，为使其长时间稳定，可考虑加入抗氧化剂。③为了达到树脂水溶的目的，在聚合物分子链上通常引入一定量的强亲水性基团，如一COOH、一0H、一0-等。由于上述问题的存在，阳极电泳涂料的性能，特别是抗腐蚀性能很难有较大幅度提高，人们对阳极电泳涂料进行改进而开发了阴极电泳涂料。表3-1所列为两个类型涂料的参数及性能的差别。用于阴极电泳涂料的水性树脂，系

其他阳极电泳涂料汊其所用树脂简介1.水溶性油及其阳极电泳涂料棺物油分子中的双键与不饱和的二元羧酸（或酐）加成可制得水溶性油，其反应机理因油分子双键结构不同而不同。可用亚麻油、桐油、脱水蓖麻油等制成水溶性油。不饱和的二元酸或酐可以是顺丁烯二酸酐和反丁烯二酸酐。油和顺丁烯二酸酐的比例，通常按质量比在（85〜70):(15〜30)范围内选择。如用反丁烯二酸酐，由于羧基不在碳碳键平面的一侧，用量可以少一些，同样也能使树脂获得良好的水溶性。用顺丁烯二酸酐加成油制得的电泳涂料膜烘干后比较软，漆膜的防腐蚀性能比较差，所以需要改性来提高它的性能。如用酚醛树脂、二甲苯甲醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等改性，可提高其漆膜的硬度和防腐蚀性能，也可利用加成油的剩余不饱和双键与（可聚合）乙烯或丙烯类单体

随着石油化学工业的发展，石化产品被广泛用于涂料工业；在电沉积涂料方面也不例外，国外20世纪70年代成功地开发，并广泛应用的聚丁二烯电泳涂料，是阳极电泳涂料的第三代产品，在实用型阴极电泳涂料推出前，占应用电泳底漆方面的绝对优势，特别是在汽车工业方面。聚丁二烯被广泛应用于涂料的主要原因有：①石油化工产品来源广泛，供应稳定。②涂膜具有优良的耐水性及抗化学腐蚀性。③产品价格具有竞争力，低于环氧酯、聚氨酯型防腐涂料品种。   .丁二烯是石油化工的二次产品，其分子内具有共轭双键；根据聚合体系（催化剂、溶剂）及工艺（温度、压力）等不同，聚合可发生在1，2-或1，4-碳原子上，产物结构各异。不论其结构如何，聚丁二烯都具有高度的不饱和性和优良

1.水溶性酚醛树脂的制备酚类如对叔丁基酚、苯基苯酚等制成的油溶性酚醛树脂是水溶性油树脂的良好改性剂。这些改性酚醛树脂呈固体状态，其产品质量稳定，使用方便。(2)工艺简述将亚麻油、亚麻油酸加人反应釜中，到140°C，慢慢加入酚醛树脂和顺丁烯二酸酐，加完后升温到235°C±5°C，保温，待酸值达到75〜80mg/g，降温到120eC，先加入丁醇，后加入乙醇，搅拌均匀，用一乙醇胺中和，得到棕色透明液体树脂。(3)技术指标外观   棕色黏稠液体固体分   80%〜85%pH   7.5〜8.5水溶性   加水无限稀释透明2.酚醛阳极电泳涂料

阳极电泳涂料中的基料是阴离子型的水溶性树脂，经中和后的树脂溶液呈弱碱性，其成品漆采用电泳涂装工艺进行施工，这就较用常规方法施工的涂料有其特殊的一面，对制漆工艺提出相应的要求。电泳涂料的制漆工艺与常规的溶剂型涂料制漆工艺是相近的，特别是在生产水性树脂未经中和，或经中和，在制漆阶段不使用水作稀释剂的高固体含量电泳涂料品种，其制漆特性几乎与溶剂型涂料一致。但使用经中和的水溶性树脂，而又在制漆阶段使用水作稀释剂的水溶性电泳涂料品种就表现出明显的差异。电泳涂料所用的分散设备仍属于涂料生产通用设备，即可以使用砂磨机（卧式、立式）、三辊机、球磨机（卧式、立式），对于所使用的分散装置，应根据设备对被分散物料的要求，通过试验确定合理的供分散用的配方。对三辊机而言，要求被分散物料稠度较大，而砂

从生产工艺来看，电泳涂料的制漆工艺设备与一般色漆制造是基本一致的，但由于电泳涂料使用的是水溶性树脂及电泳涂装工艺，在制漆过程中又有些不同的要求。水溶性树脂对制漆工艺有影响的主要是树脂在稀释过程中黏度的变化，其规律为少量稀释时黏度有所下降，再加水时黏度却升高，当加人足够量的水时黏度迅速下降；应注意整个稀释过程中其黏度的变化，稀释剂——水应在搅拌下缓慢地加人，一直到搅拌均匀为止。在备料顺序上应先加树脂，加水调匀后再加粉料，将有助于分散的进行。由于稀释黏度的变化，最好使用变速的搅拌器，根据黏度变化调整搅拌器的速度，若无此专用设备，在选用搅拌器时，电机应有足够的功率，以保证设备运转正常。环氧树脂具有很高的附着力和防腐蚀性能，但由于它的耐光性能不好，因而常被用作底漆、防

阳极电泳涂料阳极电泳涂料使用的成膜聚合物是阴离子型树脂，常用的都是多羧基聚合物，中和剂为无机碱和有机胺，如KOH、一乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺等。当然以上是最基本的制造原理，在实际生产时还要考虑各种因素。如正确的配方设计，水溶性树脂的分子量大小及其分布，助溶剂和中和剂的量，水溶液稳定性等。阳极电泳涂料在水中离解成为阴离子、聚合物，常用的有环氧酯阳极电泳涂料、纯酚醛阳极电泳涂料、聚丁二烯阳极电泳涂料、顺酐化油阳极电泳涂料等。阴极电泳涂料阴极电泳涂料是使用水性阳离子型树脂，即多胺型聚合物成膜物而制成的。适于阴极电泳的水性树脂，是一种在其主链上带有一定数量可供阳离子化的含氨基基团，即带有伯胺、仲胺、叔胺等氨基基团，并可在水溶液中成盐，在直流电场中进行阴极电沉积。目前，

电泳膜厚取决于电泳涂料的库仑效率、施工电压和其他一些施工因素。在电泳涂料的施工条件确定后，改善电泳涂料颗粒在电沉积过程中的运动行为是提高涂膜膜厚的重要途径。在电沉积过程中，沉积和返溶并存，如果沉积速度超过返溶速度，漆膜将增厚。1937年，R.C.LBoswarth通过实验证明某些表面活性剂不仅能降低体系的表面张力，使其稳定性加强，而且能明显提高涂料离子的电泳迁移率。   .丙二醇苯基醚是(<5)值较低的低分子表面活性剂，与水仅能有限度混合（溶解度<1.2%)t作者经过研究发现，在中厚膜阴极电泳涂料槽液中添加0.3%〜0.5%PPH可有效提高涂膜厚度至厚膜要求。