Анализ функции и механизма действия растворителей в электрофоретических покрытиях

Анализ функции и механизма растворителей в электрофоретических покрытиях

I. Функции растворителей в электрофоретических покрытиях

В основном состоящие из спиртов и эфир-алкогольных сорастворителей, растворители в электрофоретических покрытиях служат ключевыми регулирующими средами для стабильности ванны, внешнего вида пленки,Противокоррозионные характеристики и окно обработкиИх специфические функции следующие:

1.Стабилизация раствора в ванне и растворяющие/диспергирующие смолы
Они растворяют полимерные смолы и облегчают равномерную дисперсию пигментов и наполнителей.обеспечение долгосрочной стабильной эмульгации смол в водных системах и предотвращение осаждения смол, разделение фаз, а также флокуляция и осаждение пигмента.

2.Улучшение эффективности осаждения, толщины пленки и мощности отбрасывания
Они уменьшают импеданс влажных пленок, позволяя заряженным коллоидным частицам непрерывно мигрировать во внутренние полости и узкие промежутки деталей.Это эффективно увеличивает толщину пленки и повышает покрытие покрытия на слепых / мертвых углах заготовки.

3.Оптимизация выравнивания пленки и устранение дефектов внешнего вида
Они уменьшают поверхностное натяжение раствора ванны и улучшают влагоспособность субстрата.который уменьшает дефекты поверхности, такие как оранжевая кожура, ямы, кратеры и отверстия.

4.Расширение окна обработки
Они стабилизируют параметры процесса напряжения и тока.уменьшение частоты дефектов, вызванных изменениями процесса.

5.Помощь в очистке от газов пека и предотвращение отверстий и пузырей
На ранней стадии выпечки они поддерживают открытые микропористые каналы в покрытии.позволяет внутренней влаге выходить медленно и упорядоченноЭто позволяет избежать преждевременного герметизации пленки и отверстий/пузырей, вызванных давлением водяного пара.

6.Действуют как блокирующие агенты на основе алкоголя
В электрофоретических покрытиях (особенно катодных электрофоретических покрытиях) спирты в основном используются в качестве блокирующих агентов для блокированных изоцианатных отвердителей.Они позволяют низкотемпературное отверждение покрытий и улучшают всеобъемлющие свойства пленки.

II. Микроскопический механизм действия растворителей

1Механизм растворения и стабилизации в ванне

Основным источником смолы для катодного электрофореза является аминированная эпоксидная смола, которая приобретает гидрофильность в результате образования соли при кислотной нейтрализации.Стабильность эмульгирования, зависящая только от гидрофильных групп, ограничена.Как слабополярные среды, эфир-алкогольные растворители вставляются между гидрофобными сегментами молекул смолы, нарушая межмолекулярные водородные связи и сплоченность ван дер Ваальса.Они уменьшают общую энергию сплоченности смол и создают сложные слои гидратации из, что значительно снижает напряжение между поверхностями и обеспечивает долгосрочную стабильность ванны.

2Механизм формирования пленки с электродепозицией

Водный электролиз происходит на катодной заготовке. pH на интерфейсе заготовки быстро повышается, а катионные смолы теряют растворимость при разсольнении и осаждаются, образуя гелированные влажные пленки.

Растворители раздувают структуры влажной пленки и уменьшают сопротивление пленки, что обеспечивает непрерывную миграцию и осаждение заряженных частиц после первоначального образования пленки.увеличение как толщины пленки, так и мощности отбрасывания для внутренних полостейВ то же время они понижают критический pH для осаждения смолы, чтобы достичь равномерного и медленного осаждения и избежать грубых пленок, вызванных быстрым осаждением.

3Механизм выравнивания, разгорания и увлажнения

•Для предотвращения образования кратеров следует уменьшить напряжение поверхности ванны, влажные микронеравномерные поверхности и незначительные загрязненные маслами пятна на подложках.

•Пластифицировать влажную смолу, снизить температуру стеклянного перехода (Tg), повысить молекулярную текучесть и достичь саморавнивания перед выпечкой.

•Расширить сетевую структуру влажных пленок для резервирования каналов выхода для электролитических пузырей и смягчить зацепление пузырей.

4Механизм противопожарной защиты при выпечке

Чистая вода обладает высокой полярностью и не может раздувать эпоксидные смолы.Внутренний водяной пар расширяется при высокой температуре и приводит к пузырям и отверстиям.

Растворители заранее поддерживают открытые сегменты цепи смолы, чтобы сформировать соединенные микропористые каналы.Растворители испаряются постепенно, а влага проходит через такие каналы., производит плотные и безпорные покрытия.

Механизм расширения пустоты смолы растворителями:

•Подобное растворяющемуся эффекту и расширению сегмента цепи: Гидрофобные смоловые скелеты (бензольные кольца, углеродные цепи и т.д.) хорошо совместимы с эфирно-алкогольными растворителями.ослабляют межмолекулярные силы, увеличивает расстояние между цепями смолы и создает стабильные микропористые структуры, в которые молекулы воды не могут проникать.

•Ингибирование пластификации и сжатия: Осажденные влажные пленки представляют собой гилевые сети, содержащие воду. Без растворителей смолы склонны спонтанно сжиматься, а поры разрушаются.улучшить гибкость сегмента цепи и подавить коллапс и закрытие микропор.

•Волатилизация, выходящая из каналов: Во время выпечки растворители постепенно испаряются, и пространства, ранее занятые растворителями, превращаются в непрерывные капилляры, служащие единственными путями для выхода влаги.

5. Механизм в качестве блокирующего агента

•Блокирующая реакция при температуре окружающей среды:
Изоцианатные группы (NCO) очень реактивны и вступают в реакцию с гидроксильными группами, вызывая желатирование при комнатной температуре.Гидроксильные группы спиртов вступают в реакцию с изоцианатными группами для получения карбаматов и блок-НКО группРеакция показана ниже:

1.Блокированные группы NCO теряют химическую активность.

2.Во время хранения краски и работы ванны следует избегать преждевременного перекрестного соединения, чтобы сохранить стабильность ванны.

3.Блокированные изоцианаты электродепонируются на деталях вместе с базовыми эпоксидными смолами и остаются в влажных электрофоретических пленках.

•Деблокирующая реакция при высокой температуре:
Когда температура отверждения достигает температуры разблокировки отвердителей, карбаматные связи расщепляются при нагревании, и вышеуказанная реакция обращается вспять.

1.Активные группы НКО регенерируются.

2.Свободные блокирующие спиртные агенты нагреваются и испаряются из покрытий.

3.Освобожденные группы ‐NCO перекрестно связываются с гидроксильными группами (−OH) на электрофоретических смолах.

III. Влияние содержания растворителя на электрофоретические покрытия и обычное обслуживание

1Влияние содержания растворителя на электрофоретические пленки

•Недостаточно растворителя: Закрытые отверстия препятствуют выходу влаги → чрезмерные отверстия, уменьшение толщины пленки и плохое выравнивание.

•Соответствующее растворители: Соединенные пустоты позволяют плавно дегазировать → хороший внешний вид и стабильную толщину пленки.

•Чрезмерное количество растворителя: Слишком большие пустоты и свободные структуры → мягкие пленки, плохая компактность и значительное ухудшение солевой стойкости и других свойств.

2Основные причины потери растворителя

•Ультрафильтрационный разряд (самый большой источник потерь): Ультрафильтрационные мембраны удерживают только высокомолекулярные смолы, в то время как маломолекулярные растворители проходят через них полностью.концентрация растворителя в выпущенном ультрафильтрате почти эквивалентна концентрации в ванне.

•Естественная волатилизация, вызванная высокой температурой окружающей среды, высокой температурой ванны и сильной вентиляцией выхлопных газов.

•Выполните потерю с помощью заготовки и вешалки.

3- Регулярное пополнение растворителя и меры предосторожности

3.1 Формула расчета

3.2 Планируемое пополнение в серийном производстве

Растворители должны пополняться ежедневно при массовом производстве, ежедневная скорость пополнения обычно контролируется на уровне 0,2‰-0,5‰ объема ванны.Первоначальное количество добавления определяется путем лабораторных испытаний и отслеживания.После начала серийного производства содержание растворителя проверяется еженедельно для пересмотра эмпирических коэффициентов испарения.

3.3 Осторожность при пополнении растворителя

3.3.1 Требования к питанию

•Строго запрещается наливать исходный растворитель непосредственно в основную ванну, так как это может вызвать местное обезжирение, флокуляцию и дефекты частиц.

•Растворители разбавляют водой в 5-10 раз и медленно добавляют в вспомогательный резервуар при циркуляции.

•Поддерживать кровообращение в течение ≥ 30 мин после кормления.

•Используйте небольшое количество многократного добавления.

3.3.2 Время подачи

•Предпочтительно: пополнение во время отключения для сохранения тепла или перед запуском.

•Запрещено: пополнение больших партий при энергетическом массовом производстве.

•Пополнение дефицита растворителя в соответствии с требованиями процесса после завершения ультрафильтрации.

3.3.3 Сезонная и температурная коррекция

•Летом (высокая температура): частое пополнение небольшими дозами.

•Зимой (низкая температура): уменьшить объем пополнения для предотвращения чрезмерного накопления растворителя.

Растворители являются основными средами для стабильности ванны, осаждения, выравнивания, обезгазирования и антикоррозии электрофоретических систем.сохранять умеренную концентрацию; добавлять в небольших многократных партиях; поддерживать сбалансированные соотношения компонентов; выпускать избыток растворителя вместо простого разбавления при превышении предельного значения.