鋁型材陽(yáng)極電泳涂料的品級(jí) 劃分尺度 及檢測(cè)方式

而今國(guó)內(nèi)出產(chǎn)發(fā)賣(mài) 鋁陽(yáng)極電泳涂料的有二十幾家公司，在推銷(xiāo)時(shí)，每家公司都邑 介紹本身 產(chǎn)物 的長(zhǎng)處 ，使鋁型材廠家常常 感應(yīng) 莫衷一是 。在修訂YS/T728.2008時(shí)，我們將從道理 上，對(duì)鋁陽(yáng)極電泳涂料進(jìn)行分級(jí)，有高到低別離為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)，以使鋁型材廠家可以或許 在采辦涂料時(shí)，就知道本身 所支出的價(jià)錢(qián) 采辦的是哪一級(jí)涂料。

分級(jí)圖表以下 所示，筆者從道理 上對(duì)此圖表進(jìn)行注釋 ：

1、耐候性：耐候性的黑白將直接判定 涂料工藝配方的好壞 。

① 依照 我們一般的常識(shí)，在丙烯酸單體合成時(shí)，份子 量越年夜 越平均 ，終究 構(gòu)成 的漆膜的各項(xiàng)機(jī)能 就越好。這主如果 由于份子 間的化學(xué)鍵能分歧 ，化學(xué)鍵能是指1.01×105Pa和25℃下，將1mol抱負(fù)氣體份子 AB拆開(kāi)為中性氣體原子A和B所需要的能量，鍵能越年夜 化學(xué)鍵越堅(jiān)固，含有該鍵的份子 越不變。我們看一下下面幾個(gè)化學(xué)鍵的鍵能：

我們知道純真 的丙烯酸單體化學(xué)份子 成為，在與其他丙烯酸單體如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等聚合后，聚合長(zhǎng)鏈中的化學(xué)鍵無(wú)外乎C=C，C-C，C=O，C-H，在接入胺基后，水溶電泳回響反映 時(shí)有胺的電沉積回響反映 。然則 ，脫胺也只是離開(kāi) 一小部份 ，年夜 部份 的胺是要列入 最后固化時(shí)的交鏈回響反映 的，是以 在漆膜中是存在C-N或N-N鍵的，這類(lèi) 鍵越多，在紫外光的轟擊下，斷鏈就會(huì)越快。涂膜粉化掉 光就越嚴(yán)重，涂膜的耐候性就會(huì)越差。是以 涂膜的耐候性是檢修電泳涂料配方進(jìn)步前輩與否的最簡(jiǎn)單直接的法子（固然 ，份子 量太高時(shí)會(huì)致使 涂料乳化功能不強(qiáng)，泳透力下降 ）。

② 那末 ，我們假如 直接檢測(cè)涂料的份子 量是不是 更快捷呢，也紛歧 定。下面，我們來(lái)看一下高份子 化合物份子 量的檢測(cè)方式 。

我們知道，高聚物份子 量年夜 （103～107），但具有分離性（不均一性）散布 寬窄由合成回響反映 機(jī)理決議，份子 量是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值，是以 ，我們經(jīng)常使用 四種統(tǒng)計(jì)方式 計(jì)較其平均份子 量。

A：數(shù)均份子 量：（數(shù)目 為統(tǒng)計(jì)權(quán)重）

B：重均份子 量： （重量W為統(tǒng)計(jì)權(quán)重）

C：粘均份子 量：（稀溶液粘度法）

α—指Mark-Huink方程式中的α，描寫(xiě) 粘度與份子 量的關(guān)系式中[η]=kM2

D：Z均份子 量：（Z值為統(tǒng)計(jì)權(quán)重）（Z≡MiWi）

我們常常 用重均份子 量來(lái)透露表現(xiàn) 電泳涂料的份子 量，丈量 的方式 列表以下 ：

以上方式 中各有其針對(duì)性，能合用 于份子 量在103～107的檢測(cè)方式 ，當(dāng)首推凝膠滲入滲出 色譜法。

我們起首 要知道電泳涂料的份子 量為分離性的，所以份子 量年夜 小的排序應(yīng)當(dāng) 是

凝膠滲入滲出 色譜法（GPC法）因要用已知的M的試樣先作出通俗 改正 曲線(xiàn)，所認(rèn)為 相對(duì)法，其道理 是將電泳涂料配成稀溶液，引入到裝有多孔性填料的色譜柱中，用消融 聚合物的溶劑淋洗，依照 高份子 在溶液中尺寸年夜 小分歧 ，由年夜 到小順次 被淋洗出來(lái)，經(jīng)由過(guò)程 對(duì)淋洗液濃度、體積檢測(cè)和數(shù)據(jù)處置懲罰 ，可以得出份子 量的散布 和各類(lèi) 平均份子 量。色譜柱中的多孔性填料的樸陋 年夜 小有一個(gè)散布 ，高份子 可能經(jīng)由過(guò)程 色譜柱中的整體 積為

（ 為凝膠粒間體積， 為凝膠中孔洞體積）

對(duì) 尺寸年夜 于某一數(shù)值的高份子 ，可經(jīng)由過(guò)程 的體積只有 ，最早 淋洗出來(lái)，而對(duì) 尺寸小于某一定值的高份子 ，可經(jīng)由過(guò)程 的體積為 ，最后被淋洗出來(lái)。尺寸居于中央 的，依高份子 尺寸分歧 ，可經(jīng)由過(guò)程 色譜柱中體歷年 夜 小分歧 ，用 透露表現(xiàn) （ 為分派 系數(shù)），尺寸越年夜 ， 越小，先被淋洗出來(lái)；尺寸越小， 越年夜 后被淋洗出來(lái)，高份子 依照 尺寸由年夜 到小順次 被淋洗出來(lái)到達(dá) 分級(jí)目的。

即使 對(duì) 份子 量均一的聚合物試樣，經(jīng)GPC儀淋洗級(jí)獲得 的也不是矩形GPC譜圖，而是一定寬度的峰形GPC譜圖，這些色譜柱固有的加寬效應(yīng)。為下圖所示：

統(tǒng)一 標(biāo)樣分歧 濃度的溶液屢次 作GPC實(shí)驗(yàn) ，不雅 察峰位，以包管 重現(xiàn)性杰出，同時(shí)還要留意 色譜柱的星散 效力 （也就是說(shuō)份子 篩效應(yīng)的黑白與填料合成手藝 和凝膠的制備有很年夜 關(guān)系，一定要留意 ），近期的一些最新進(jìn)展是經(jīng)由過(guò)程 與其他儀器聯(lián)用解決凝膠色譜法測(cè)定高聚物份子 量散布 從相對(duì)法向絕對(duì)法過(guò)度，比來(lái) Owano用激光小角光散射儀來(lái)作份子 量檢測(cè)器，獲得 比力好的后果，其實(shí)行 數(shù)據(jù)不需要標(biāo)定曲線(xiàn)，也沒(méi)必要 進(jìn)行峰加寬批改 ，如許 ，在一次實(shí)行 終了 后，經(jīng)由過(guò)程 與計(jì)較機(jī)直接毗鄰 進(jìn)行數(shù)據(jù)處置懲罰 所需要的數(shù)據(jù)便可 全數(shù)當(dāng)即獲得 ，終究 將獲得以下 幾類(lèi)曲線(xiàn)：

我們最希瞥見(jiàn) 到的是第三條曲線(xiàn)。

我們看到，凝膠滲入滲出 色譜法固然 速度快，但需年夜 量?jī)x器和 經(jīng)由 嚴(yán)厲 培訓(xùn)的人員。

③ 數(shù)據(jù)來(lái)歷根據(jù) ：許多 廠家對(duì) 把一級(jí)電泳涂料的耐候性定在5000小時(shí)透露表現(xiàn) 思疑，認(rèn)為沒(méi)有電泳涂料可以做到那末 好的耐候性。我們選用了一個(gè)在日本市場(chǎng)據(jù)有 率最高，在中國(guó)市場(chǎng)據(jù)有 率也不算低的日本品牌的電泳涂料，嚴(yán)厲 施工，并對(duì)涂膜進(jìn)行了檢測(cè)，數(shù)據(jù)以下 ：

氙燈測(cè)試結(jié)果 （黑色型材）

那末 ，我們有無(wú) 其他方式 ，能做出加快 的耐候性檢測(cè)嗎？回覆 是一定 的。好比 日本人用碳弧燈檢測(cè)能縮短時(shí)候 25%，還有其他方式 ，見(jiàn)下表：

增進(jìn) 耐候性～實(shí)驗(yàn) 方式

由上表可見(jiàn)，最快速的搜檢 方式 是金屬鹵化物燈，此種方式 在汽車(chē)業(yè)使用普遍 ，今朝 我國(guó)的鋁材廠只有堅(jiān)美有此裝備 。

固然 ，我們也測(cè)驗(yàn)考試 過(guò)用QUV直接檢測(cè)，分歧 涂料的回響反映 也很顯著，以下 表：

這里還要講一個(gè)問(wèn)題，為何 我們耐候性檢測(cè)要用氙燈為尺度 呢？主要緣由 是氙燈的能譜散布 與太陽(yáng)光最接近，只是統(tǒng)一 波長(zhǎng)下的能量輻射更高。然則 ，如我們前面所闡述的，我們檢測(cè)耐候性只是要知道在輻照下，化學(xué)鍵斷裂需要幾什么時(shí)候 間，是以 ，輻照通量很主要 ，相對(duì)地能譜是不是 吻合在某種前提 下，則變得不那末 主要 。金屬鹵化物的能譜主要集中在短波段，是以 ，輻照通量天然 高，所以其檢測(cè)后果也應(yīng)當(dāng) 被參考。

2、加快 耐堿性

這是日本輕金屬協(xié)會(huì)提出的一種方式 ，本來(lái) 用于檢測(cè)氧化膜的封孔水平 ，但筆者認(rèn)為，用于檢測(cè)電泳涂膜的耐堿性仿佛 更好，我們以進(jìn)步 行GB5237修訂時(shí)，對(duì)耐堿性進(jìn)行兩批實(shí)驗(yàn) ，第一次實(shí)行 時(shí)彷佛顯示漆膜耐候性只要能經(jīng)由過(guò)程 16小時(shí)，則可經(jīng)由過(guò)程 100小時(shí)，100小時(shí)后耐堿性就都不是很好。第二次實(shí)行 則耐堿性都經(jīng)由過(guò)程 4000小時(shí)無(wú)恙，因兩次實(shí)行 都是零丁 廠家對(duì)零丁 試版檢測(cè)，沒(méi)有比較 ，欠好 評(píng)價(jià)，但筆者都經(jīng)由過(guò)程 加年夜 堿濃度得出的后果是：分歧 的電泳漆的耐堿性是完全分歧 的，見(jiàn)下表：

AED漆膜耐堿性比較 實(shí)驗(yàn)

由于 需要在方格內(nèi)數(shù)出侵蝕 面積，所以不免 發(fā)生 誤差 。而假如 使用中國(guó)有色院研制的侵蝕 電位儀，一旦通電我們即認(rèn)為發(fā)生 侵蝕 ，實(shí)驗(yàn) 竣事 ，快速而精確，也合適天然 前提 下得侵蝕 。由于 天然 前提 下，侵蝕 一旦發(fā)生便會(huì)敏捷 進(jìn)行，不像實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 前提 下，單元 體積內(nèi)的NaOH是有限的，侵蝕 電位儀根基 線(xiàn)路圖以下 ：

依照 此圖，假如 電壓呈現(xiàn)1mv，即認(rèn)為侵蝕 發(fā)生，即回路已通。固然 實(shí)驗(yàn) 未做，但此方式 用在單使用H3PO4進(jìn)行封孔檢測(cè)上，使用結(jié)果 杰出，我們也在期盼好的實(shí)行 后果。

3、加熱減量

在第一點(diǎn)中我們已 闡述過(guò)，涂料份子 量越年夜 ，構(gòu)成 漆膜的機(jī)能 越好，我們但愿在接鏈進(jìn)程 中把份子 鏈接的越長(zhǎng)越好，不要斷鏈，也就是說(shuō)，不要呈現(xiàn)份子 量在幾十到幾百的小份子 。這些小份子 的特征 是在100℃時(shí)可能還不容易 揮發(fā)，但跟著 溫度繼續(xù)上升和時(shí)候 的耽誤 ，他們不會(huì)介入 交聯(lián)回響反映 而提早 揮發(fā)出來(lái)，所以我們?cè)陔娪拘筒膹墓袒癄t中吊出時(shí)會(huì)看到年夜 量煙霧，主要就是這些小份子 燃燒而至 ，這類(lèi) 煙霧附著在正在滴干的電泳型材上會(huì)構(gòu)成 霧斑，附著在爐內(nèi)壁會(huì)構(gòu)成 薄膜一樣的器材，今后 風(fēng)一吹會(huì)構(gòu)成 片狀雜物，由于本身 的燃燒，還間接花費(fèi)了能源。是以 ，汽車(chē)電泳行業(yè)提出了零加熱減量的目的 。

小份子 的構(gòu)成 主如果 合成工藝不正確 釀成的 。那末 ，我們?yōu)楹?把數(shù)據(jù)定在6%呢，這是由于 工業(yè)產(chǎn)物 的成材率散布 圖，以下 ：

我們但愿份子 量的散布 在我們?cè)O(shè)計(jì)份子 量的3σ局限 內(nèi)（工業(yè)產(chǎn)物 的公認(rèn)），即93.3%的區(qū)間，出發(fā)點(diǎn) 部份 為6%，那末 由于 閣下 對(duì)稱(chēng)的關(guān)系，我們但愿小份子 不跨越 3%，由于 可能呈現(xiàn)的掉 誤，我們?cè)S可第二級(jí)到4%，按陰極電泳涂料尺度 ，加熱減量不得跨越 6%，所以我們第三級(jí)設(shè)定了6%的數(shù)值，第四級(jí)的12%數(shù)據(jù)屬于無(wú)奈，由于 我們?cè)谑袌?chǎng)上發(fā)現(xiàn)了許多 加熱減量跨越 10%的涂料，將他們列為第四級(jí)，許可他們的存在，既是激勸，也是鼓動(dòng) ，促使他們提高產(chǎn)物 質(zhì)量，增添 社會(huì)責(zé)任感。在這里附帶說(shuō)一句，聞名的6σ治理 中的6σ所提的要求是：所有產(chǎn)物 的次品率不克不及 跨越 百萬(wàn)分之3.4，也就是說(shuō)成材率到達(dá) 99.99966%。這是電子產(chǎn)物 和醫(yī)藥產(chǎn)物 所要求到達(dá) 的目的 ，對(duì) 高份子 化工則很難，我們沒(méi)法 包管 高份子 合成時(shí)份子 量能散布 在如斯 之窄的局限 內(nèi)。

4、結(jié)合 耐蝕性

本文介紹了正在修訂的鋁陽(yáng)極電泳涂料尺度 中，為電泳涂料分級(jí)進(jìn)行的籌辦實(shí)行 和分級(jí)道理 ，許大都據(jù)是第一次公然 揭曉。日本的JISH8602.2021和ISO28340都列入了結(jié)合 耐蝕性檢測(cè)方式 ，筆者認(rèn)為，這也是有事理 的，由于 在天然 界中弗成 能零丁 存在耐蝕或零丁 存在耐侯，我們做結(jié)合 耐蝕性檢測(cè)就是在313nmQUV射線(xiàn)照耀 240h后，進(jìn)行耐蝕性的CASS實(shí)行 檢測(cè)，ISO28340和JISH8602.2021中A1和A2尺度 級(jí)是要經(jīng)由過(guò)程 CASS120h，B級(jí)是要經(jīng)由過(guò)程 CASS72h，那末 可否 經(jīng)由過(guò)程 240hCASS呢？筆者將本身 的對(duì)分歧 電泳漆制成的試板檢測(cè)后果與年夜 家分享一下，見(jiàn)下表：

CASS實(shí)驗(yàn) 時(shí)候 (hr)

有此可見(jiàn)，好的電泳涂料，乃至 可以說(shuō)許多 電泳涂料的涂膜，在經(jīng)由 240hQUV照耀 后，能經(jīng)由過(guò)程 280h以上的CASS實(shí)驗(yàn) 。

以上，筆者向年夜 家報(bào)告請(qǐng)示 了鋁陽(yáng)極電泳涂料尺度 中涂料分級(jí)的工作進(jìn)展，但愿獲得 年夜 家的撐持，此篇文章的完稿 獲得 中國(guó)有色院質(zhì)檢中間 ，中國(guó)輕標(biāo)委，日本輕金屬協(xié)會(huì)，日本關(guān)西涂料，日本關(guān)西涂料重慶公司，日本立邦涂料等年夜 力協(xié)助，此中中國(guó)涂料協(xié)會(huì)也給出許多 定見(jiàn) ，在此一并透露表現(xiàn) 感激 。