铝型材阳极电泳涂料的品级 划分尺度 及检测方式

而今国内出产发卖 铝阳极电泳涂料的有二十几家公司，在推销时，每家公司都邑 介绍本身 产物 的长处 ，使铝型材厂家常常 感应 莫衷一是 。在修订YS/T728.2008时，我们将从道理 上，对铝阳极电泳涂料进行分级，有高到低别离为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，以使铝型材厂家可以或许 在采办涂料时，就知道本身 所支出的价钱 采办的是哪一级涂料。

分级图表以下 所示，笔者从道理 上对此图表进行注释 ：

1、耐候性：耐候性的黑白将直接判定 涂料工艺配方的好坏 。

① 依照 我们一般的常识，在丙烯酸单体合成时，份子 量越年夜 越平均 ，终究 构成 的漆膜的各项机能 就越好。这主如果 由于份子 间的化学键能分歧 ，化学键能是指1.01×105Pa和25℃下，将1mol抱负气体份子 AB拆开为中性气体原子A和B所需要的能量，键能越年夜 化学键越坚固，含有该键的份子 越不变。我们看一下下面几个化学键的键能：

我们知道纯真 的丙烯酸单体化学份子 成为，在与其他丙烯酸单体如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等聚合后，聚合长链中的化学键无外乎C=C，C-C，C=O，C-H，在接入胺基后，水溶电泳回响反映 时有胺的电沉积回响反映 。然则 ，脱胺也只是离开 一小部份 ，年夜 部份 的胺是要列入 最后固化时的交链回响反映 的，是以 在漆膜中是存在C-N或N-N键的，这类 键越多，在紫外光的轰击下，断链就会越快。涂膜粉化掉 光就越严重，涂膜的耐候性就会越差。是以 涂膜的耐候性是检修电泳涂料配方进步前辈与否的最简单直接的法子（固然 ，份子 量太高时会致使 涂料乳化功能不强，泳透力下降 ）。

② 那末 ，我们假如 直接检测涂料的份子 量是不是 更快捷呢，也纷歧 定。下面，我们来看一下高份子 化合物份子 量的检测方式 。

我们知道，高聚物份子 量年夜 （103～107），但具有分离性（不均一性）散布 宽窄由合成回响反映 机理决议，份子 量是一个统计平均值，是以 ，我们经常使用 四种统计方式 计较其平均份子 量。

A：数均份子 量：（数目 为统计权重）

B：重均份子 量： （重量W为统计权重）

C：粘均份子 量：（稀溶液粘度法）

α—指Mark-Huink方程式中的α，描写 粘度与份子 量的关系式中[η]=kM2

D：Z均份子 量：（Z值为统计权重）（Z≡MiWi）

我们常常 用重均份子 量来透露表现 电泳涂料的份子 量，丈量 的方式 列表以下 ：

以上方式 中各有其针对性，能合用 于份子 量在103～107的检测方式 ，当首推凝胶渗入渗出 色谱法。

我们起首 要知道电泳涂料的份子 量为分离性的，所以份子 量年夜 小的排序应当 是

凝胶渗入渗出 色谱法（GPC法）因要用已知的M的试样先作出通俗 改正 曲线，所认为 相对法，其道理 是将电泳涂料配成稀溶液，引入到装有多孔性填料的色谱柱中，用消融 聚合物的溶剂淋洗，依照 高份子 在溶液中尺寸年夜 小分歧 ，由年夜 到小顺次 被淋洗出来，经由过程 对淋洗液浓度、体积检测和数据处置惩罚 ，可以得出份子 量的散布 和各类 平均份子 量。色谱柱中的多孔性填料的朴陋 年夜 小有一个散布 ，高份子 可能经由过程 色谱柱中的整体 积为

（ 为凝胶粒间体积， 为凝胶中孔洞体积）

对 尺寸年夜 于某一数值的高份子 ，可经由过程 的体积只有 ，最早 淋洗出来，而对 尺寸小于某一定值的高份子 ，可经由过程 的体积为 ，最后被淋洗出来。尺寸居于中央 的，依高份子 尺寸分歧 ，可经由过程 色谱柱中体历年 夜 小分歧 ，用 透露表现 （ 为分派 系数），尺寸越年夜 ， 越小，先被淋洗出来；尺寸越小， 越年夜 后被淋洗出来，高份子 依照 尺寸由年夜 到小顺次 被淋洗出来到达 分级目的。

即使 对 份子 量均一的聚合物试样，经GPC仪淋洗级获得 的也不是矩形GPC谱图，而是一定宽度的峰形GPC谱图，这些色谱柱固有的加宽效应。为下图所示：

统一 标样分歧 浓度的溶液屡次 作GPC实验 ，不雅 察峰位，以包管 重现性杰出，同时还要留意 色谱柱的星散 效力 （也就是说份子 筛效应的黑白与填料合成手艺 和凝胶的制备有很年夜 关系，一定要留意 ），近期的一些最新进展是经由过程 与其他仪器联用解决凝胶色谱法测定高聚物份子 量散布 从相对法向绝对法过度，比来 Owano用激光小角光散射仪来作份子 量检测器，获得 比力好的后果，其实行 数据不需要标定曲线，也没必要 进行峰加宽批改 ，如许 ，在一次实行 终了 后，经由过程 与计较机直接毗邻 进行数据处置惩罚 所需要的数据便可 全数当即获得 ，终究 将获得以下 几类曲线：

我们最希瞥见 到的是第三条曲线。

我们看到，凝胶渗入渗出 色谱法固然 速度快，但需年夜 量仪器和 经由 严厉 培训的人员。

③ 数据来历根据 ：许多 厂家对 把一级电泳涂料的耐候性定在5000小时透露表现 思疑，认为没有电泳涂料可以做到那末 好的耐候性。我们选用了一个在日本市场据有 率最高，在中国市场据有 率也不算低的日本品牌的电泳涂料，严厉 施工，并对涂膜进行了检测，数据以下 ：

氙灯测试結果 （黑色型材）

那末 ，我们有无 其他方式 ，能做出加快 的耐候性检测吗？回覆 是一定 的。好比 日本人用碳弧灯检测能缩短时候 25%，还有其他方式 ，见下表：

增进 耐候性～实验 方式

由上表可见，最快速的搜检 方式 是金属卤化物灯，此种方式 在汽车业使用普遍 ，今朝 我国的铝材厂只有坚美有此装备 。

固然 ，我们也测验考试 过用QUV直接检测，分歧 涂料的回响反映 也很显著，以下 表：

这里还要讲一个问题，为何 我们耐候性检测要用氙灯为尺度 呢？主要缘由 是氙灯的能谱散布 与太阳光最接近，只是统一 波长下的能量辐射更高。然则 ，如我们前面所阐述的，我们检测耐候性只是要知道在辐照下，化学键断裂需要几什么时候 间，是以 ，辐照通量很主要 ，相对地能谱是不是 吻合在某种前提 下，则变得不那末 主要 。金属卤化物的能谱主要集中在短波段，是以 ，辐照通量天然 高，所以其检测后果也应当 被参考。

2、加快 耐碱性

这是日本轻金属协会提出的一种方式 ，本来 用于检测氧化膜的封孔水平 ，但笔者认为，用于检测电泳涂膜的耐碱性仿佛 更好，我们以进步 行GB5237修订时，对耐碱性进行两批实验 ，第一次实行 时彷佛显示漆膜耐候性只要能经由过程 16小时，则可经由过程 100小时，100小时后耐碱性就都不是很好。第二次实行 则耐碱性都经由过程 4000小时无恙，因两次实行 都是零丁 厂家对零丁 试版检测，没有比较 ，欠好 评价，但笔者都经由过程 加年夜 碱浓度得出的后果是：分歧 的电泳漆的耐碱性是完全分歧 的，见下表：

AED漆膜耐碱性比较 实验

由于 需要在方格内数出侵蚀 面积，所以不免 发生 误差 。而假如 使用中国有色院研制的侵蚀 电位仪，一旦通电我们即认为发生 侵蚀 ，实验 竣事 ，快速而精确，也合适天然 前提 下得侵蚀 。由于 天然 前提 下，侵蚀 一旦发生便会敏捷 进行，不像实验 实验 前提 下，单元 体积内的NaOH是有限的，侵蚀 电位仪根基 线路图以下 ：

依照 此图，假如 电压呈现1mv，即认为侵蚀 发生，即回路已通。固然 实验 未做，但此方式 用在单使用H3PO4进行封孔检测上，使用结果 杰出，我们也在期盼好的实行 后果。

3、加热减量

在第一点中我们已 阐述过，涂料份子 量越年夜 ，构成 漆膜的机能 越好，我们但愿在接链进程 中把份子 链接的越长越好，不要断链，也就是说，不要呈现份子 量在几十到几百的小份子 。这些小份子 的特征 是在100℃时可能还不容易 挥发，但跟着 温度继续上升和时候 的耽误 ，他们不会介入 交联回响反映 而提早 挥发出来，所以我们在电泳型材从固化炉中吊出时会看到年夜 量烟雾，主要就是这些小份子 燃烧而至 ，这类 烟雾附着在正在滴干的电泳型材上会构成 雾斑，附着在炉内壁会构成 薄膜一样的器材，今后 风一吹会构成 片状杂物，由于本身 的燃烧，还间接花费了能源。是以 ，汽车电泳行业提出了零加热减量的目的 。

小份子 的构成 主如果 合成工艺不正确 酿成的 。那末 ，我们为何 把数据定在6%呢，这是由于 工业产物 的成材率散布 图，以下 ：

我们但愿份子 量的散布 在我们设计份子 量的3σ局限 内（工业产物 的公认），即93.3%的区间，出发点 部份 为6%，那末 由于 阁下 对称的关系，我们但愿小份子 不跨越 3%，由于 可能呈现的掉 误，我们许可第二级到4%，按阴极电泳涂料尺度 ，加热减量不得跨越 6%，所以我们第三级设定了6%的数值，第四级的12%数据属于无奈，由于 我们在市场上发现了许多 加热减量跨越 10%的涂料，将他们列为第四级，许可他们的存在，既是激劝，也是鼓动 ，促使他们提高产物 质量，增添 社会责任感。在这里附带说一句，闻名的6σ治理 中的6σ所提的要求是：所有产物 的次品率不克不及 跨越 百万分之3.4，也就是说成材率到达 99.99966%。这是电子产物 和医药产物 所要求到达 的目的 ，对 高份子 化工则很难，我们没法 包管 高份子 合成时份子 量能散布 在如斯 之窄的局限 内。

4、结合 耐蚀性

本文介绍了正在修订的铝阳极电泳涂料尺度 中，为电泳涂料分级进行的筹办实行 和分级道理 ，许大都据是第一次公然 揭晓。日本的JISH8602.2021和ISO28340都列入了结合 耐蚀性检测方式 ，笔者认为，这也是有事理 的，由于 在天然 界中弗成 能零丁 存在耐蚀或零丁 存在耐侯，我们做结合 耐蚀性检测就是在313nmQUV射线照耀 240h后，进行耐蚀性的CASS实行 检测，ISO28340和JISH8602.2021中A1和A2尺度 级是要经由过程 CASS120h，B级是要经由过程 CASS72h，那末 可否 经由过程 240hCASS呢？笔者将本身 的对分歧 电泳漆制成的试板检测后果与年夜 家分享一下，见下表：

CASS实验 时候 (hr)

有此可见，好的电泳涂料，乃至 可以说许多 电泳涂料的涂膜，在经由 240hQUV照耀 后，能经由过程 280h以上的CASS实验 。

以上，笔者向年夜 家报告请示 了铝阳极电泳涂料尺度 中涂料分级的工作进展，但愿获得 年夜 家的撑持，此篇文章的完稿 获得 中国有色院质检中间 ，中国轻标委，日本轻金属协会，日本关西涂料，日本关西涂料重庆公司，日本立邦涂料等年夜 力协助，此中中国涂料协会也给出许多 定见 ，在此一并透露表现 感激 。