1、電泳涂膜
由于陰極電泳涂膜防腐蝕性好，應(yīng)用越來越普遍，從汽車車身到汽車零部件，從一般家電到小部件（例如傘骨），要求千差萬別，但防腐蝕性要求是一致的。電泳涂膜的防腐性除了與主體樹脂、封閉型異氰酸醋和催化劑體系有關(guān)外，與顏填料的選擇也有很大關(guān)系。
2、我國電泳涂料用高嶺土基本靠進(jìn)口
我國是陰極電泳涂料生產(chǎn)大國，也是高嶺土生產(chǎn)大國，但陰極電泳涂料用高端高嶺土大部分仍需從國外進(jìn)口，國內(nèi)生產(chǎn)的高嶺土基本都用在民用建筑涂料中，低端高嶺土的低價(jià)競爭極其慘烈；相反，高端高嶺土的價(jià)格高卻沒有競爭性產(chǎn)品，高端市場被進(jìn)口產(chǎn)品占領(lǐng)，究其原因是我國高嶺土生產(chǎn)企業(yè)缺乏與陰極電泳涂料生產(chǎn)廠家技術(shù)開發(fā)人員的交流，不了解陰極電泳涂料用高嶺土的特殊要求。
由于陰極電泳槽液偏酸性（pH=5.5-6.6）的特點(diǎn)，要求可適用的填料雜離子少、化學(xué)穩(wěn)定性能好、價(jià)格低，碳酸鈣遇酸分解；滑石粉偏堿性；沉淀硫酸鋇雜離子較多；天然結(jié)晶二氧化硅粉塵肺；沉淀和氣相二氧化硅吸油量大，且價(jià)格高，均不適用于陰極電泳涂料或只能少量和其他顏填料配用，而高嶺土則是最理想的選擇。
高嶺土的結(jié)晶水、鍛燒方式、白度、pH、粒度、篩余物、吸油量、電導(dǎo)率（水溶物）和用量都會影響陰極電泳槽液和涂膜性能，只有了解了高嶺土對電泳涂料的影響因素和程度，設(shè)計(jì)配方時(shí)選擇填料才能從容應(yīng)對。
3、電泳涂料用高嶺土試驗(yàn)
（1）原材料：分散樹脂、高嶺土、鈦白、炭黑、電泳乳液等。
（2）儀器設(shè)備：砂磨分散機(jī)、刮板細(xì)度計(jì)、斯托默黏度計(jì)、電泳儀、電導(dǎo)率儀、pH計(jì)、膜厚儀、光澤儀、恒溫恒濕箱、鹽霧試驗(yàn)機(jī)
（3）試驗(yàn)配方
?。?）涂裝及性能測試
電泳槽液配方如下：純水488.9m/g、電泳乳液431.0 m/g、電泳顏料漿m/g。
在燒杯內(nèi)加入純水及電泳乳液，攪拌均勻后，邊攪拌邊加入電泳顏料漿；為避免起泡，于40℃敞口容器中攪拌16-24h，用純水補(bǔ)足揮發(fā)部分，用25μm過濾布過濾后，進(jìn)行涂裝；試板室溫放置24h后，檢測電泳涂膜的理化性能。根據(jù)ASTM B 117-2011進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。
4、結(jié)果與討論
?。?）結(jié)晶水的影響
電泳涂料用高嶺土分為水洗高嶺土和鍛燒高嶺土。水洗高嶺土含結(jié)晶水，化學(xué)分子式為：
2SiO2·Al2O3·2H2O；鍛燒高嶺土因鍛燒失去結(jié)晶水，化學(xué)分子式為：2SiO2·Al2O3。含鉛電泳涂料常用水洗高嶺土（如ASP-200）。由于鉛的優(yōu)異防腐蝕性，高嶺土中結(jié)晶水和雜質(zhì)離子對電泳漆膜耐鹽霧性的影響幾乎可以忽略不計(jì)，但由于環(huán)保原因，含鉛電泳涂料被禁止使用，現(xiàn)在使用的無鉛電泳涂料中，沒有防腐蝕性比較突出的顏填料，在選擇顏填料時(shí)應(yīng)盡量減少顏填料本身化學(xué)結(jié)構(gòu)對電泳涂膜防腐性能的影響，所以很多國際大公司都使用無結(jié)晶水的鍛燒高嶺土。通過試驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)：鍛燒高嶺土在耐鹽霧性上要比水洗高嶺土好，試驗(yàn)結(jié)果見表2。
隨著硅烷或鋯系薄膜前處理的應(yīng)用逐漸增多，由于這些前處理化學(xué)膜很薄，阻抗很小，為了能夠達(dá)到比較高的泳透力，要求電泳濕膜阻抗要高，因此電絕緣性好的鍛燒高嶺土是理想的選擇。
?。?）高嶺土鍛燒方式
我國鍛燒高嶺土所用的原料為硬質(zhì)煤系高嶺土，在合適的鍛燒溫度（900-950℃）下，將其通過高溫鍛燒除去高嶺土原礦中的雜質(zhì)碳，同時(shí)脫除其晶格結(jié)構(gòu)中的結(jié)晶水，增加高嶺土的孔隙度。
我國鍛燒高嶺土生產(chǎn)分為直焰窯和隔焰窯。直焰窯因火焰直接和高嶺土接觸，火焰溫度很高（900-1000℃），很容易將接觸的高嶺土燒結(jié)，形成不易分散的硬顆粒。實(shí)驗(yàn)室小試，量少分散時(shí)間短，兩者分散時(shí)間和效果、過濾性差別很難比較出來，但生產(chǎn)上砂磨漿批量大（5-10t），分散時(shí)間和效果、過濾性差別明顯，直焰窯生產(chǎn)的高嶺土分散性明顯較差，有很難分散的大顆粒，容易堵塞過濾袋。直焰窯和隔焰窯高嶺土對電泳顏料漿砂磨分散性的影響見表3。
（3）白度
在民用建筑內(nèi)外墻涂料中，用高嶺土代替部分鈦白粉，需要白度指標(biāo)，如果白度低，替代效果就差。但電泳涂料顏色主要是黑色和灰色，所以沒有必要對高嶺土的白度要求進(jìn)行規(guī)范，只要高嶺土白度批次穩(wěn)定，就能保證電泳涂料的顏色穩(wěn)定。
不要求高嶺土白度的重要原因是鍛燒溫度，白度高，相應(yīng)鍛燒溫度就高，高嶺土容易燒結(jié)，硬度高，不易分散，陰極電泳顏料漿分散后也容易沉淀。所以鍛燒溫度控制在工藝最低溫度，白度控制在80%以上即可明顯改善鍛燒高嶺土在電泳涂料中的分散性和過濾性。
（4）pH值
因電泳槽液的pH一般在5.5-6.6，偏酸性，為了使高嶺土在槽液中穩(wěn)定，要求其pH呈中性或偏酸性，這與高嶺土固有的酸性pH一致，所以高嶺土不用堿性改性劑（如六偏磷酸鈉）改性，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也能在所要求的pH范圍內(nèi)。
?。?）粒度
高嶺土的粒度與其分散性息息相關(guān)，粒度越大，海格曼細(xì)度值越小，高嶺土分散性就越好。粒度與高嶺土的生產(chǎn)工藝有關(guān)，例如山西某公司采用臥螺分級工藝，很好地解決了大顆粒和殘損片層結(jié)構(gòu)的細(xì)小顆粒問題，使得高嶺土產(chǎn)品有較窄的粒度分布，并充分保持鍛燒高嶺土片層結(jié)構(gòu)的完整。粒度一般分-2μm粒度通過百分率和-10μm粒度通過百分率，常規(guī)采用-2μm粒度通過百分率。要求電泳用鍛燒高嶺土-2μm粒度通過百分率≥85%。
（6）篩余物
篩余物是顏填料的重要指標(biāo)，與顏填料的分散性和過濾性密切相關(guān)。如果325目篩余物含量高，則表明粗粒多，會嚴(yán)重影響顏料漿的分散時(shí)間和效果，磨損砂磨機(jī)炮筒，影響過濾速度，進(jìn)而影響顏料漿的細(xì)度和涂膜外觀（光滑度、光澤和“L”效果）。某公司曾發(fā)生過因高嶺土篩余物含量高，導(dǎo)致砂磨細(xì)度不佳，堵塞過濾袋，大量更換過濾袋的案例。所以高嶺土指標(biāo)中，篩余物含量很關(guān)鍵，要求325目篩余物含量≤0.005%。
?。?）吸油量
高嶺土吸油量對電泳顏料漿的黏度、貯存穩(wěn)定性和涂膜外觀（特別是光澤）有影響，對涂膜其他性能幾乎無影響。高嶺土吸油量大，涂膜光澤低，其技術(shù)指標(biāo)40-95g/100g均可，一般根據(jù)分散樹脂的相對分子質(zhì)量和黏度大小進(jìn)行選擇，使顏料漿黏度在一定范圍內(nèi)，保證無沉淀產(chǎn)生。高嶺土吸油量對電泳涂膜性能的影響見表4。
（8）電導(dǎo)率
顏填料雜質(zhì)通常用水溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表征，由于高嶺土水溶物很少，水溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)太低，不能止確反映所含雜質(zhì)，需要用更加靈敏的電導(dǎo)率方法來表征高嶺土所含雜質(zhì)的多少。電導(dǎo)率的高低，代表著高嶺土產(chǎn)品中可溶性離子，特別是氯化物含量的多少。高嶺土產(chǎn)品的電導(dǎo)率越低，雜質(zhì)離子越少，對電泳涂膜防腐蝕性的影響越小。表5是幾個典型高嶺土樣品的電導(dǎo)率一覽表。
由表5可見：鍛燒高嶺土電導(dǎo)率控制在≤35μS/cm是必要且可行的。
?。?）高嶺土用量
高嶺土吸油量比鈦白粉高很多，高嶺土用量越多，顏料漿觸變性越大，但40℃貯存穩(wěn)定性越差。如果高嶺土用量占顏填料總量超過60%，顏料漿貯存后明顯有很多硬沉淀。高嶺土用量對顏料漿貯存穩(wěn)定性和電泳涂膜性能的影響見表6。
雖然高嶺土用量對耐鹽霧性沒有影響，但考慮到有些公司生產(chǎn)線沒有攪拌機(jī)，顏料漿沉淀很難攪起，容易造成顆粒，所以配方中高嶺土用量占顏填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)以不超過50%。
5、結(jié)語
為了充分發(fā)揮電泳涂膜高防腐蝕性的特點(diǎn)，減少高嶺土對電泳涂料及其涂膜性能的影響，需要選擇粒度高（-2μm粒度通過百分率≥85%）、325目篩余物含量少（≤0.005%）、電導(dǎo)率低（≤35μS/cm）、隔焰窯鍛燒生產(chǎn)的高品質(zhì)高嶺土。
資料來源于高嶺土在陰極電泳涂料中的應(yīng)用及影響因素。
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