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电泳漆用高岭土(高岭土理化指标)

电泳漆用高岭土(高岭土理化指标) 高岭土在阴极电泳涂料中的应用指标要求及影响因素

1.电镀

阴极电泳涂料由于其良好的耐腐蚀性,得到越来越广泛的应用。从汽车车身到汽车零部件,从一般家用电器到小零件(如伞骨),对耐腐蚀性的要求千差万别,但对耐腐蚀性的要求是一致的。电泳涂料的防腐性能不仅与主体树脂、封闭型异氰酸酯醋和催化剂体系有关,还与颜填料的选择密切相关。

2.电泳涂料用高岭土

我国是阴极电泳涂料和高岭土生产大国,但阴极电泳涂料用的高端高岭土大部分仍需从国外进口,国产高岭土基本用于民用建筑涂料,低端高岭土价格极低极具竞争力。相反,高端高岭土价格高,却没有竞争产品,高端市场被进口产品占领。究其原因,是我们的高岭土生产企业缺乏与阴极电泳涂料生产厂家技术开发人员的沟通,不了解高岭土对阴极电泳涂料的特殊要求。

由于阴极电泳槽液的酸性特点(pH=5.5-6.6),要求适用的填料杂质离子少,化学稳定性好,价格低廉,碳酸钙遇酸会分解;滑石粉是碱性的;沉淀硫酸钡中杂质离子多;天然结晶二氧化硅尘肺;沉淀和气相二氧化硅吸油量大,价格高,不适合用于阴极电泳涂料或只能与少量其他颜填料配合使用,而高岭土是最理想的选择。

结晶水、煅烧方法、白度、pH值、粒度、筛余、吸油量、电导率(水溶性物质)和高岭土用量都会影响阴极电泳槽液和涂膜的性能。只有了解高岭土对电泳涂料的影响因素和程度,才能在设计配方时选择填料。

3.电泳涂料用高岭土试验

(1)原料:分散树脂、高岭土、钛白粉、炭黑、电泳乳液等。

(2)仪器设备:砂光分散机、刮刀细度仪、斯托默粘度计、电泳仪、电导率仪、pH计、膜厚仪、光泽仪、恒温恒湿箱、盐雾试验机。

(3)测试公式

(4)涂层和性能测试

电泳槽液配方如下:纯水488.9m/g,电泳乳液431.0 m/g,电泳颜料浆m/g..

将纯水和电泳乳液加入烧杯中,搅拌均匀,边搅拌边加入电泳颜料浆;为避免起泡,在40℃的敞口容器中搅拌16-24小时,用纯水补足挥发部分,加入25μ;m滤布,然后涂层;在室温下放置24小时后,测试电泳涂层的物理和化学性能。盐雾试验应根据ASTM B 117-2011进行。

4.结果和讨论

(1)结晶水的影响

电泳用高岭土可分为水洗高岭土和煅烧高岭土。它含有洗涤过的高岭土结晶水,其化学式为2SiO2 & middotAl2O3 & middot2H2O煅烧高岭土因煅烧失去结晶水,化学式为2SiO2 & middot氧化铝.水洗高岭土(如ASP-200)常用于含铅电泳涂料。由于铅具有优异的耐腐蚀性能,高岭土中的结晶水和杂质离子对电泳涂料耐盐雾性能的影响几乎可以忽略。但出于环保考虑,禁止使用含铅电泳涂料。目前的无铅电泳涂料中没有耐蚀性突出的颜填料。在选择颜填料时,要尽量减少颜填料的化学结构对电泳涂料耐蚀性的影响,所以国际上很多大公司都使用不含结晶水的煅烧高岭土。通过试验对比,发现煅烧高岭土的耐盐雾性能优于水洗高岭土,试验结果见表2。

随着硅烷或锆基薄膜预处理的应用越来越多,由于这些预处理化学薄膜很薄且阻抗很小,为了达到相对较高的电泳湿膜阻抗,需要使用电绝缘性好的煅烧高岭土是理想的选择。

(2)高岭土的煅烧方法

我国煅烧高岭土的原料是硬质煤系高岭土。在合适的煅烧温度下(900-950℃),可以高温煅烧,除去高岭土原矿中的杂质碳,除去其晶格结构中的结晶水,增加高岭土的孔隙率。

我国煅烧高岭土生产分为直焰窑和马弗窑。由于直焰窑中的火焰与高岭土直接接触,火焰温度很高(900-1000℃),容易使接触的高岭土烧结形成不易分散的硬质颗粒。在实验室试验中,分散时间短,很难比较两者在分散时间、效果、过滤性上的差异。但在生产中,砂磨浆料的批量较大(5-10t),分散时间、效果、过滤性有明显差异。直焰窑生产的高岭土分散性明显较差,有大颗粒不易分散,容易堵塞滤袋。直窑和马弗窑高岭土对电泳颜料浆料砂光分散性的影响见表3。

(3)白度

在民用建筑内外墙涂料中,用高岭土代替部分钛白粉,需要白度指标。白度低,替代效果就差。而电泳涂料的颜色以黑色和灰色为主,因此不需要对高岭土的白度要求进行标准化。只要高岭土批次白度稳定,电泳涂料的颜色稳定性就能得到保证。

不要求高岭土白度的重要原因是煅烧温度高,对应的煅烧温度高,高岭土容易烧结,硬度高,不易分散,阴极电泳颜料浆分散后容易沉淀。因此,将煅烧温度控制在最低温度,白度控制在80%以上,可以明显提高煅烧高岭土在电泳涂料中的分散性和过滤性。

(4)pH值

由于电泳槽液的pH值一般为5.5-6.6,为酸性,为了稳定槽液中的高岭土,要求其pH值为中性或酸性,与高岭土固有的酸性pH值一致。因此高岭土不用碱性改性剂(如六偏磷酸钠)改性,生产出来的产品可以在要求的pH范围内。

(5)颗粒大小

高岭土的粒度与其分散性密切相关。粒度越大,哈格曼细度越小,高岭土的分散性越好。与高岭土的生产工艺和粒度有关。如山西某公司采用卧式螺旋分级工艺,解决了大颗粒和细颗粒片层结构被破坏的问题,使高岭土产品粒度分布窄,煅烧高岭土片层结构完整无损。通常,颗粒大小为-2μm颗粒尺寸通过百分比和-10 μm;m粒度通过率,通常为-2μ;粒度通过率。电泳需要煅烧高岭土-2μ;m粒度合格率& ge85%。

(6)筛渣

筛余物是颜填料的重要指标,与颜填料的分散性和过滤性密切相关。如果325目筛的残渣含量高,说明粗颗粒多,会严重影响颜料浆的分散时间和效果,磨损砂磨机筒体,影响过滤速度,从而影响颜料浆的细度和涂膜的外观(光滑度、光泽度和& ldquoL & rdquo效果)。某公司曾经出现过因高岭土筛渣含量高导致砂磨不良,堵塞滤袋,大量更换滤袋的案例。所以在高岭土指标中,筛渣含量是关键,要求325目筛渣含量& le0.005%。

(7)吸油量

高岭土的吸油性对电泳颜料膏的粘度、储存稳定性和涂膜的外观(尤其是光泽度)有影响,而对涂膜的其他性能影响不大。高岭土吸油量大,涂膜光泽度低,技术指标为40-95g/100g。一般根据分散树脂的相对分子量和粘度来选择,使颜料糊的粘度在一定范围内,保证不沉淀。高岭土吸油量对电泳涂料性能的影响见表4。

(8)导电性

颜料杂质通常用水溶性物质的质量分数来表征。由于高岭土中水溶性物质很少,水溶性物质的质量分数太低,不能反映高岭土中所含的杂质,因此需要用更灵敏的电导率法来表征高岭土中所含杂质的量。电导率代表高岭土产品中可溶性离子,尤其是氯离子的含量。高岭土产品的电导率越低,杂质离子越少,对电泳涂层耐蚀性的影响越小。表5列出了几种典型高岭土样品的电导率。

从表5可以看出,煅烧高岭土的电导率被控制在& le35 & muS/cm是必要的,也是可行的。

(9)高岭土用量

高岭土的吸油量远高于二氧化钛。高岭土用量越多,颜料浆的触变性越大,但在40℃下的贮存稳定性越差。如果高岭土的用量占颜填料总量的60%以上,存放后的颜料膏中明显会有很多坚硬的沉淀物。高岭土用量对颜料浆储存稳定性和电泳涂装性能的影响见表6。

虽然高岭土的用量对耐盐雾性没有影响,但考虑到有些公司生产线没有搅拌机,很难搅拌颜料浆料沉淀,容易造成颗粒,所以配方中高岭土的用量占颜填料质量分数不超过50%。

5.结论。

为了充分发挥电泳涂料的高耐蚀性,减少高岭土对电泳涂料及其涂膜性能的影响,必须选择高粒度(-2 &μ;m粒度合格率& ge85%),325目筛余物含量低(& le0.005%),低电导率(& le35 & muS/cm),马弗窑煅烧生产的优质高岭土。

 
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