油漆化學(xué)

如同其它液體油漆一樣，電泳油漆系統(tǒng)中也含有樹(shù)脂和顏料糊。這些材料與其它材料仔細(xì)地配方成為電泳槽。

“統(tǒng)計(jì)工藝控制”（SPC）被用于控制電泳槽中所有的成份。

電泳槽成份

電泳處理槽由樹(shù)脂/乳液、顏料糊、和去離子水組成。在有些情況下，還可能需要一些協(xié)同溶劑：

l樹(shù)脂或樹(shù)脂乳液

l顏料糊

l去離子水

l穩(wěn)定劑

l協(xié)同溶劑

一種典型的陽(yáng)離子電泳槽在配槽時(shí)的配比為：

表2-1，典型的陽(yáng)離子電泳槽的組份

乳液

50.0%（V/V）

顏料糊

7.1%（V/V）

去離子水

42.9%（V/V）

樹(shù)脂

電泳溶液中的樹(shù)脂是聚合物，它們是任何涂料中的主體。聚合物是由許多小分子交聯(lián)而成的大分子化合物。小分子或單體所發(fā)生的反應(yīng)稱為聚合反應(yīng)。

生成樹(shù)脂的反應(yīng)是一種由各種液體和粉末互相反應(yīng)而生成一種新分子的精密的過(guò)程。使用改變化學(xué)品的加入次序、加入量或改變反應(yīng)溫度，使用同樣的化學(xué)品可以產(chǎn)生不同的產(chǎn)物。

當(dāng)樹(shù)脂在反應(yīng)過(guò)程中仍是熱的時(shí)候，它處在有點(diǎn)液態(tài)的狀態(tài)中，當(dāng)它冷卻時(shí)，它就變厚變硬。有時(shí)侯，當(dāng)加入穩(wěn)定劑和去離子水后，樹(shù)脂就會(huì)散成像牛奶一樣有粘性的乳化液。乳化液中也含有交聯(lián)劑和增強(qiáng)性能的樹(shù)脂。

根據(jù)所使用的涂料的類型的不同，電泳系統(tǒng)可以選擇使用樹(shù)脂進(jìn)料，或者使用乳化液進(jìn)料。樹(shù)脂，乳化液和顏料要通過(guò)一臺(tái)靜止的混合器后向電泳槽進(jìn)料。典型的靜止混合器的比例由進(jìn)料與流通混合器的電泳槽液的比率來(lái)計(jì)算，50：1是指50份槽液，1份進(jìn)料液。樹(shù)脂是非常粘稠的材料，樹(shù)脂的乳化液的粘度要低得多的均勻一致的乳化液。樹(shù)脂或樹(shù)脂乳液中含有帶正電或帶負(fù)電的粒子，還含有用于涂膜固化的交聯(lián)劑。

顏料糊

顏料糊中含有提高涂膜物理性能以及使涂膜帶色的顏料。顏料本身不能直接地加入電泳槽，必須先要將主要的樹(shù)脂，磨細(xì)的樹(shù)脂，樹(shù)脂添加物，顏料和其它添加物混合成糊狀。顏料是為涂膜提供著色和其它物理性質(zhì)的干燥的粉末材料。磨細(xì)的樹(shù)脂使顏料濕潤(rùn)或者使它懸浮于液體中防止它結(jié)塊。樹(shù)脂添加劑或者濕潤(rùn)劑則幫助顏料和樹(shù)脂的混合。其它的添加劑則用于為涂膜提供抗腐蝕性等一定的特性，或者用于降低成本。

這些成份在預(yù)混槽中與溶劑混合，使顏料、添加物和其它化合物均勻地包裹在磨細(xì)的樹(shù)脂上，以避免產(chǎn)生結(jié)塊。如果顏料結(jié)塊成團(tuán)，它們就會(huì)在電泳槽中沉降下來(lái)。

預(yù)混中使用旋轉(zhuǎn)的刀片將混合物中大塊的顏料粉碎成小粒子。

通過(guò)預(yù)混中的剪切或者通過(guò)研磨后，使混合物的粒徑減少到微末級(jí)水平。粒徑可以用研磨規(guī)測(cè)定。根據(jù)顏料糊的不同配方要求，粒徑大約在8-25微米左右。

工藝統(tǒng)計(jì)控制方法（SPC）在油漆制造和與涂料有關(guān)的產(chǎn)品的制造過(guò)程中都可以使用。例如在顏料糊制造中的控制參數(shù)是溫度、轉(zhuǎn)速、研磨介質(zhì)等。在材料作預(yù)混前，就要嚴(yán)格地將原材料的質(zhì)量控制好，以保證得到準(zhǔn)確和穩(wěn)定的結(jié)果。

去離子水

去離子水是除去了電導(dǎo)離子的水。在電泳槽液中，去離子水的比例要占50%以上。根據(jù)電泳系統(tǒng)和所使用的涂料類型的不同，工藝上所用的電泳槽液中的去離子水含量可達(dá)75%左右。去離子水可以用自來(lái)水通過(guò)離子交換樹(shù)脂來(lái)去除水中的電導(dǎo)離子的方法制造。去離子水的質(zhì)量可以使用電導(dǎo)儀測(cè)定水的導(dǎo)電率來(lái)測(cè)定。電導(dǎo)率小于10微歐的去離子水的質(zhì)量對(duì)于電泳槽是適當(dāng)?shù)摹ｋ娪静垡旱碾妼?dǎo)率在800-1700微歐/厘米。每只電泳槽都有一個(gè)能得到性能的電導(dǎo)率的范圍。

穩(wěn)定劑

樹(shù)脂在50%的去離子水中有抗分散性。使用醋酸或乳酸穩(wěn)定劑可促進(jìn)混合過(guò)程。加入正確數(shù)量的穩(wěn)定劑可以使樹(shù)脂在電泳液中有效地分散。

協(xié)同溶劑

協(xié)同溶劑是可以和水混溶的有機(jī)溶劑。用作協(xié)同溶劑的有丁基溶纖劑，丁基卡必醇、DowonalPPH、和己基溶纖劑等。電泳槽的工作溶液中含有1-3%的上述協(xié)同溶劑。這些溶劑起幫助成膜，它使涂膜光滑、防止固化時(shí)產(chǎn)生爆裂，改善泵送系統(tǒng)的潤(rùn)滑、增加聚合物在槽液中的溶解度等種種作用。

為了滿足環(huán)境保護(hù)時(shí)對(duì)VOC和HAP的要求，電泳槽中所使用的協(xié)同溶劑的種類應(yīng)在不斷發(fā)生改變。目標(biāo)是達(dá)到?jīng)]有VOC和HAP的排放。