自泳漆研制

采用"己二酸与环氧树脂酯化反应十氨水中和十相反转"工艺制备高稳定性的水性环氧乳液,加入活化剂、颜料浆、去离子水等,制备了环氧型水性自泳漆.样板实验结果表明:漆膜表面光滑平整、有光泽,耐盐雾实验时间为360h,达到汽车车身底漆Ⅰ级防腐标准,具有较好的市场应用潜力。

自泳涂装主要特点

1、自泳漆相对电泳漆来说油漆密度小，故盐雾时间、附着力等测试均有出色的表现。

2、 以水为分散剂，一般不含有机溶剂，属安全环保型涂料，无VOC。

3、涂装无死角，只要工件能接触到的地方均能做到良好的漆膜。

4、涂装时不需电，把工件放如槽中即可。

5、涂装设备简单，一般只需:槽体、搅拌系统、加热系统、恒温系统、传送装置、烘箱。

自泳漆涂装劣势

1、颜色单一，目前只有黑色与灰色。

2、只针对于钢铁件，不与其他金属相反应。

自泳涂料一般是由有机高分子的水性分散液和水性炭黑浆配制而成，在沉积时，在槽液中加入自动沉积的化学反应材料，如FeF3、HF、H2O2等。涂装时，将涂装工件浸渍于漆槽中，HF、FeF3腐蚀工件表面，其中部份溶解的Fe和树脂反应，树脂和颜料析出沉积于金属工件表面形成湿膜，其余未和树脂反应的被槽液中的氧化剂氧化形成FeF3稳定槽液中。

化学反应式如下:

溶解反应:Fe(工件)+2HF → Fe2++H2+2F-Fe(工件)+2FeF3 → 3Fe2++6F-

成膜后的氧化反应

Fe2++树脂 → Fe-树脂

2Fe2++ H2O2+2HF → 2Fe3+2H2O+2F-2Fe3+6F- → 2FeF3

自泳漆又称自动沉积涂料，70年代由美国Achem公司发明并于70年中期应用于工业涂装，由于同属于水性涂料，故具涂装方法与电泳涂漆相似，但不通电，而是利用化学能将成膜物覆盖在铁制品表面形成涂层。钢铁表面只需除锈后即可涂装，不必进行磷化处理。80年代，美国、加拿大、法国、日本等国已用于汽车零部件涂装，而80年代中期，我国已将自泳涂料用于汽车车身及货箱涂装，应该说我国起步不晚，与国际先进水平差距不大，目前国内已经有部分厂家使用。

由合成树脂乳液、金属活化剂、氟化氢、过氧化氢等氧化剂和颜料的水分散物组成，浸沉涂液为上述组成液的5%~10%的水分散体，pH值为2.5~3.5，将被涂物(铁质)浸入上述涂液中，金属铁由于酸而溶解为Fe2+，然后由于氧化剂氧化为Fe3+，Fe3+使乳胶中和成一种不稳定的状态，快速聚沉在金属表面而成膜，可通过控制浸渍时间来控制膜厚。

为制得低污染、低能耗、涂装工艺独特的并具有较好防锈能力的自泳漆,采用丙烯酸酯单体进行乳化聚合制备自泳漆基料。运用正交试验优化合成树脂的配方和制备工艺条件。试验表明,乳化剂种类对乳液状态和漆液稳定性的影响最大;单体的比例对漆膜性能影响最大,而分散剂对漆液稳定性、泳板效果影响较大;聚合时的工艺条件:pH值、单体滴加方式、聚合温度、搅拌条件、引发剂数量、调漆方式等对乳液稳定性、湿膜附着性能、原漆稳定性、残余单体量也均有不同程度的影响。对自泳漆漆膜性能进行了全面检测,结果表明该漆膜耐盐雾可达到712h,其他力学性能也能很好地满足底漆要求。

由于环保和性能的原因，600系列和700系列自泳漆已经淡出市场。上商业化的自泳漆产品主要是800系列和900系列。由于浅色自泳漆产品尚未商业化， 自泳漆当前的应用范围还比较有限.主要用于汽车零部件中的黑色钢铁件，少量作为底漆与面漆配合。典型的应用有汽车座椅及滑道、汽车减振器、车桥、保险杠、发动机支架、汽车钢圈、汽车底盘及其部件等等，在工程机械和农用机械中用于车身、底盘和各种零部件。另外，800系列自泳漆的低温烘烤特性，使其可用于带有橡胶件和塑料件的钢铁总成的涂装。

自泳涂装与传统的常规涂装的工艺流程对比， 自泳涂装具有明显的优越性。由于没有磷化工艺，整个自泳涂装系统中没有重金属的参与，简化了后续的废水处理程序，也降低了废水处理的运行成本。而且，800系列自泳漆不含有机挥发性溶剂，900系列自泳漆仅含极少量的溶剂，大大减少了涂装对环境的污染。

1、自泳涂装前表面清理。通过人工清理和脱脂、水洗、纯水洗等工序出去被涂物表面的油污，如有锈、氧化皮、焊渣等场合，则采用酸洗、中和、水洗，或经喷丸处理等工艺除掉氧化皮等杂物，获得清洁的被涂面。

2、自泳涂装及后清洗。将被涂物浸入槽液中，按上述参数进行自泳涂装→水洗(清洗水电导率控制在20μS/cm以下，水温15~30℃，天冷需加热，要有溢流)→反应水洗1min(采用含铬或无铬后处理剂，固体分6%~7%，pH=6.5~7.5，水温控制在15~30℃，天冷需加热)→沥漆时间不大于2min，相对湿度(RH)≥60%。

3、烘干 热风循环。在10min内升温达90℃，在120℃下烘15~20min，或按所选用的自泳涂料的烘干规范(通常在110℃烘25~35min)进行，随后进入冷却、质量检查。

自泳涂装设备应包括自用前处理设备、自用设备、自泳后处理(清洗)设备和自泳漆烘干室。自泳前处理设备和烘干室与一般涂装设备的结构和设计相同，因自泳涂装槽液含有氢氟酸，酸性较强，对金属的腐蚀性强，另外由腐蚀产生的多价金属离子影响槽液的稳定性，所以凡与自泳涂装槽液接触的设备表面都有高耐蚀性塑料涂层，即不允许裸露金属材料制件在槽液中。

自泳槽体的结构和设计(见下图)与电泳槽的结构、设计、制作工艺相仿，两者的不同之处是:电泳槽内壁的涂层是以电绝缘性为主，槽液应连续搅拌，且循环搅拌量大(3~4次/h)，外部管路和换热器可用不锈钢制作，自泳槽内壁的涂层以耐蚀性为主，需内衬耐氢氟酸的橡胶、PVC塑料或涤纶布玻璃钢，槽液搅拌可采用螺旋搅拌器或工程塑料制的泵，外部管路应采用塑料制品，采用氟塑料或聚丙烯塑料换热器。自泳槽液储槽和自泳后的水洗槽也要用橡胶或涤纶布玻璃钢内衬。