電気泳動コーティングの耐食性はどのように改善できますか?

電気泳動塗料の耐食性向上方法の研究

I. 電気泳動コーティングの耐食性の概要

電気泳動塗装は重要な金属表面処理技術として、自動車、家電、建築などの分野で幅広く使用されています。金属基板の保護バリアとしての電気泳動コーティングの耐食性は、製品の耐用年数と環境適応性を直接決定します。電気泳動コーティングの耐食性とは、酸化、酸およびアルカリ腐食、塩水噴霧腐食などの環境要因に対する耐性を含む、腐食性媒体中でその物理化学的特性を長期間維持する能力を指します。

電気泳動コーティングの耐食性メカニズムには主に 3 つの側面が含まれます。1 つは物理的シールドであり、緻密なコーティング構造を通じて腐食性媒体が金属基材に接触するのを防ぎます。第二に、電気化学的保護。コーティング内の活性成分が腐食性媒体と優先的に反応します。 3 つ目は、自己修復機能です。いくつかの特殊なコーティングにより、損傷後の微小な亀裂を自動的に修復できます。-

II.電気泳動コーティングの耐食性に影響を与える主な要因

1. 電気泳動塗料配合システム

電気泳動コーティングの樹脂システムは、コーティングの性能を決定する基礎となります。密着性や耐薬品性に​​優れたエポキシ樹脂が主流ですが、アクリル樹脂は耐候性に優れています。硬化剤の選択は架橋密度に直接影響します。イソシアネート-ベースの硬化剤は、より緻密なネットワーク構造を形成できます。顔料体積濃度 (PVC) は特定の範囲内に制御する必要があります。濃度が高すぎるとコーティングの多孔性が増加し、濃度が低すぎると隠蔽力に影響します。

2. 電気泳動プロセスパラメータの制御

電気泳動電圧はコーティングの厚さと均一性に直接影響します。電圧が高すぎるとコーティングが粗くなり、電圧が低すぎると厚さが不十分になります。電気泳動時間は製品の形状やサイズに応じて最適化する必要がありますが、通常は 2 ～ 3 分です。浴温度はコーティングの流動性に影響し、通常は 28 ～ 32 度の間に制御されます。 pH 値と導電率は浴の安定性の重要な指標であり、定期的に確認して調整する必要があります。

3. 前処理工程の品質

前処理には脱脂、錆取り、リン酸塩処理の工程があり、その品質が電気泳動層の密着性に直接影響します。脱脂が不完全だとコーティングに膨れが発生します。リン酸塩処理皮膜の品質が悪いと耐食性が低下します。すすぎが不完全だと不純物イオンが混入してしまいます。リン酸塩処理皮膜は均一かつ緻密で、結晶サイズは 3 ～ 5 μm に制御されている必要があります。

4. 硬化プロセス条件

硬化温度と時間は架橋の程度に直接影響します。-温度が低すぎたり、時間が不十分な場合は硬化が不完全になります。温度が高すぎるとコーティングが老化する可能性があります。一般的には160〜180度で20〜30分間硬化することをお勧めします。加熱速度も制御する必要があります。速度が速すぎると、内部反応が完全に行われずに表面が硬化します。

Ⅲ．電着塗装の耐食性向上の具体策

1. 電気泳動コーティング配合の最適化

樹脂システムの改善: エポキシ-アクリルのハイブリッド樹脂を使用して、両方の利点を組み合わせることができます。シランカップリング剤を導入すると、界面結合を強化できます。ナノ-SiO2やTiO2などの無機フィラーを添加すると、コーティング密度を向上させることができます。

防食顔料の選択: リン酸亜鉛やモリブデン酸亜鉛などの活性防食顔料-は、陰極防食を提供します。フレーク アルミニウム パウダーやマイカ パウダーなどのバリア- タイプの顔料は、腐食性媒体の侵入経路を延長する可能性があります。顔料の体積濃度は 18 ～ 22% に制御することをお勧めします。

添加剤の最適化: 湿潤剤は基材上のコーティングの湿潤性を向上させます。レベリング剤はコーティングの欠陥を減らします。消泡剤は泡の残留を防ぎます。 0.5 ～ 1% のナノマテリアルを添加すると、コーティングの機械的特性を大幅に向上させることができます。

2. 電気泳動プロセスの厳密な制御

バッターパラメーター管理: 固形分含有量 18 ～ 20%、pH 値 5.8 ～ 6.5、導電率 1200 ～ 1800 μS/cm を維持します。定期的に濾過して不純物を除去し、安定性を維持するために溶媒を補充します。

電気泳動パラメータの最適化: 製品の形状に応じて電圧を調整します。平面部品には200〜250V、複雑な部品には150〜180Vが使用できます。必要な膜厚に応じて電気泳動時間を調整します。一般に、2 ～ 3 分で 15 ～ 25 μm のコーティングを得ることができます。

Post-rinse Control: Ultrafiltration (UF) water washing can recover the coating and reduce emissions. The resistivity of the first pure water rinse should be >5MΩ・cmで不純物イオンの残留を防ぎます。

3. 前処理工程の改善

脱脂工程：アルカリ性脱脂剤を使用し、50～60度で3～5分間洗浄します。脱脂効果を定期的に確認し、接触角を確保する<5°.

リン酸塩処理: 亜鉛-ベースのリン酸塩処理により、均一な 2～3μm の膜層が形成され、電気泳動層の接着が促進されます。総酸度を 20 ～ 30 ポイント、遊離酸度を 0.8 ～ 1.5 ポイントに制御します。

水洗浄の品質: 多段階の向流水洗浄を実装します。-純水洗浄の導電率は次のとおりです。<50μS/cm. Deionized water spraying can be used to reduce watermarks.

4. 硬化プロセスの改善

温度曲線の最適化: 段階的な加熱を使用し、硬化温度まで上げる前に 80 ～ 100 度で 5 分間予熱します。赤外線サーモグラフィーを使用して実際の製品温度を監視します。

硬化装置のメンテナンス: 均一な熱風循環を確保するために、乾燥トンネルを定期的に清掃してください。揮発性有機化合物による塗膜の汚染を防ぐため、排ガス処理装置を設置してください。

5. 新技術の応用

ナノコンポジット技術: 1-3% ナノ-酸化物を添加すると、コーティング密度を向上させることができます。ナノクレイは迷路効果を形成し、腐食性媒体の浸透を遅らせることができます。

自己修復コーティング:-コーティングが損傷すると、マイクロカプセル化された腐食防止剤が修復物質を放出します。形状記憶ポリマーは、加熱すると微小亀裂を自動的に修復します。

多層電気泳動システム: 最下層には高耐食性コーティングが使用されており、最上層には耐候性の高い素材が使用されているため、全体的なパフォーマンスが優れています。

IV.耐食性評価と品質管理

1. 試験方法

塩水噴霧テスト: 500 ～ 1000 時間の中性塩水噴霧 (NSS) テストで膨れや錆を評価します。周期腐食試験 (CCT) は、実際の環境にさらに近似します。

電気化学試験: 電気化学インピーダンス分光法 (EIS) は、コーティングの保護性能を定量化できます。分極曲線は腐食電流密度を分析します。

Adhesion Test: Cross-cut test and tensile test are used to evaluate the coating bonding strength, which should reach grade 0 or >5MPa。

2. 品質マネジメントシステム

原材料から最終製品に至るまでの包括的な監視システムを確立します。入荷するコーティングは、固形分含有量や pH 値などのパラメーターについてテストされます。フィルムの厚さと外観にはプロセス制御が適用されます。完成品は加速老化試験のためにサンプリングされます。統計的プロセス制御 (SPC) は、主要なパラメーターの傾向を分析し、プロセスを迅速に調整するために使用されます。

V. 結論

電気泳動コーティングの耐食性の向上は、材料、プロセス、および装置の相乗的な最適化を必要とする体系的なプロジェクトです。科学的な配合設計、正確なプロセス制御、厳格な品質管理、および新技術の適用を通じて、電気泳動コーティングの保護性能を大幅に向上させることができます。将来的には、環境保護要件がますます厳しくなり、低 VOC、高性能電気泳動コーティングの開発が研究の主要な方向性になるでしょう。{2}}同時に、インテリジェントな生産システムの適用により、電気泳動コーティングの品質安定性と一貫性がさらに向上します。