阳离子电沉积涂料性能检测方法的讨论和商榷阿勒泰

阳离子电沉积涂料性能检测方法的讨论和商榷

随着汽车工业的迅速发展，对阳离子电沉积涂料的要求愈来愈高。笔者认为对该涂料的检测方法和标准中的一些问题，有必要提出来供专家们讨论与商榷。

1 泳透力

测定泳透力的方法很多，目前以福特盒法、四枚盒法居多，它们测试的结果能客观地反映涂料泳透力优劣，并且有着较好的重现性中国涂料在线coatingol.com。但这些方法存在着测试用漆量大、操作较复杂等不足之处，故有些人不太愿意或无法采用该法，而习惯性地采用一汽钢管法。一汽钢管法使用漆量少，操作简便，但由于现今的涂料较20 世纪90 年代的电泳涂料的泳透力有较大的提高，用此法检测时，往往泳透力不同的电泳涂料的测定结果都是满板，即都为100%，因此不能鉴别出涂料泳透力的优劣。经过试验采用电泳试板上端与下端厚度测定，计算上、下厚度的梯度，根据此值可以鉴别涂料泳透力的优劣。如果上端与最下端厚度之比越接近于l，则涂料泳透力越高。如1#样品的测定值上端为11.2 μm，下端为18.5 μm，则厚度梯度δ 为0.6054；如果2#样品的测定值上端为12.3 μm，下端为19.4 μm，计算δ 为0.63，则2#泳透力优于1#。如果3#样品的测定值上端为l5.7 μm，下端为21.6 μm，δ 为0.7268 ，则3# ＞ 2# ＞ 1#。此法对于高泳透力的涂料也可适用，但要求所用的漆膜测厚仪测量精准且重复性好。为了减少测量误差可对每个样品测3 次厚度，然后取其平均值。一汽钢管法再结合用此种方法进行评价，那么既保持了用漆量少，操作简便的优点，又能精确判断各种涂料的泳透力的优劣差别。笔者认为这是值得推广应用的好方法。

2 耐盐雾试验

涂膜耐盐雾试验通常采用美国ASTM 法，即在涂膜样板上划叉，放入中性盐水喷雾箱，以划叉的单侧扩蚀2 mm 的时间作为SST 的时间，再视其它部位起泡的情况加以评判的方法来评价涂料的耐盐雾性能。CED 涂料基本上均可达到1 000 h 以上。这一数据是CED 涂料重要的技术指标，是耐蚀性的决定性数据。但笔者观察到此试验做完后，将试片取出，用水洗净，晾干，再将其装入塑料密闭袋中保存，有的样板经过一段时间，尤其在夏天，当温度为30 ℃左右、相对湿度为75%以上时，大约1 个月，有些样板在划叉腐蚀处会出现丝锈，象蜘蛛网一样，但有些与上述SST 相

同时间的样扳，却不出现丝锈，甚至于再继续放置更长时间也不出现丝锈。笔者早年曾对AED 涂料样板做过以下试验，为了加速丝锈的产生，将做好的样板放在卷烟厂的贮丝房中，只需一、两天便可出现丝锈。在进行过磷化处理的钢板上做AED 涂装，出现丝锈的时间将会延长。另又采用溶剂型涂料中防锈性较好的环氧铁红底漆喷涂在钢板上做上述试验，一、两天后涂膜整片脱落。

从上述试验可见，AED 涂料通过电沉积涂装所形成涂膜的密实性好，盐雾试验中所产生的局部锈蚀点只能从板材上爬行，形成丝状锈蚀。而溶剂型涂料整体附着远不如ED，故成片脱落了。CED 比AED 耐蚀性好，出现丝锈时间要长得多。将丝锈涂膜层去掉可以看到底材的锈蚀状态。采用现行测试方法，观察几种均能达到1 000 h的CED 涂料，似乎它们的耐蚀性一致，但出现丝锈的情况可能有很大差别。在实际使用中，它们的耐蚀性差别则会表现得非常明显。这个问题是值得关注的。当然，通过交变试验可以对耐盐雾试验的偏差得以一定的校正，但还不能全面反映它们的差别。更何况在现实中可以做交替检验的单位毕竟还很少，因此如何正确评价涂料的耐蚀性值得商榷。

3 MEQ 测定

采用自动电位滴定仪测定。具体做法为用氢氧化钾-乙醇标准溶液滴定加入了四氢呋喃的电泳涂料，计算l00 g 固体分电泳涂料消耗中和剂的物质的量，该值即MEQ。MEQ的测定方法同MEQ，仅仅是将氢氧化钾-乙醇换成盐酸-乙醇标准溶液。

MEQ＝×100

式中：V———滴定所消耗氢氧化钾-乙醇标准溶液的体积，mL；

N———氢氧化钾-乙醇标准溶液的浓度，mol/L；

G———电泳槽液试样的质量，g；

S———电泳槽液试样的固体分。

目前CED 涂料树脂基本上是一种聚多胺树脂，加酸使其质子化后，便构成水分散、水乳化树脂，加入的酸的量并非是将多胺树脂中氨基全部质子化，而只是质子化其中的一部分，其pH 已成为酸性。这是由其高分子的构造及特性决定的，即为MEQ值形成之缘由。本文认为如果用酸比来表征会更能反映该涂料的特征。也即是MEQ/MEQ，通过它可以表征出电沉积过程中树脂的质子化程度是多少，也就得以考察树脂即时水分散、水溶解性的稳定程度了。所以MEQ 的测定是有着重要意义的。

涂料的成膜物质是由漆基和颜料构成的，由此引出了颜基比的概念，即是由颜料的质量和树脂质量的比值。在电沉积使用过程中，并非是按照这个颜基比沉积到样板上。更进一步说，其中颜填料的各组分也不是按照制备时的比例沉积的。早期对电沉积过程中的颜基比和颜填料组成进行分析，结果证实电沉积过程中颜基比是变化的，颜填料组成也是变化的。前者是随电沉积的进行在下降，后者是与颜填料的特性有关。如同样是氧化铁，一个是A 型铁红、另一为y 型铁红，电沉积中后者更均匀一致。由于上述原因无疑使测定电沉积过程中的颜基比是困难的。采用测定灰分，再通过颜料校正系数计算，是一般的常规做法。但这也仅仅是原始制漆时得到的校正系数，在电沉积过程中这个系数早已变化了。更何况颜基比的测定又是在固含量的测定基础上计得的，而固含量又是在特定条件下测定出来的不挥发分。因此，系统误差是显而易见的。现行规定的MEQ 值根据涂料的固体含量计算是明智之举。

4 助剂

在CED 涂料中常常加入各种类型的助剂，如添加增塑剂，通过降低电沉积湿膜的电阻，达到增加电沉积涂装的膜厚，提高流平性和改善涂膜的物性。如为了提高涂膜固化程度或降低固化温度，可加入固化催化剂等各种助剂。据了解，目前在CED 涂料中滥用助剂的情况十分严重，所采用的助剂有的本身就是一种传统的毒料，有的在使用中会释放出有毒物，甚至是致癌物。建议应建立测试这些有毒有害助剂的方法及明确目前限用的量，从而促进有利于环境保护的创新技术的发展和应用。

5 电沉积制板水洗后闪蒸的时间

由于各种CED 涂料的电渗性能存在不少差异，电沉积制板水洗后，如果立刻进烘箱即能看出烘干后涂膜的表观差异。电渗不好的涂料当闪蒸时间短时，烘后的样板会在涂膜上产生水痕、水迹以至流边等弊病。但经过较长时间闪蒸，再进入烘箱，这种现象可能会有所改善。

涂料的电渗性也是电沉积涂料优劣的重要性能之一。在实际涂装线上，水洗至烘箱不过7 min，故以考察涂料的闪蒸时间来评价涂料的电渗性能不失为是一种简便易行的好方法。

上述诸问题是我们多年实践中遇到和进行思考的问题，将此提出，向专家们讨教及商榷。

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