自泳漆

自泳漆（autophoresis coatings）其正式名稱為自動沉積塗料，又稱作化學沉積塗料或酸性沉積塗料。此法的特點是所用塗料和成膜方法經濟，塗裝設備簡單、能耗少、易操作，塗裝成本低且防鏽力強；幾乎可完全不用有機溶劑，污染較少而有利於環保。自泳漆自 20世紀70年代中工業化以來主要用於金屬表面(如汽車和其他金屬部件)的塗裝。

基本介紹

• 中文名：自泳漆
• 外文名：autophoresis coatings
• 組成：合成樹脂乳液、金屬活化劑
• 別名：自動沉積塗料
• 施工和易性：好
• 粘結強度：高
• 主體：羧甲基醚化澱粉
• 漿料：低取代度的氰乙基澱粉醚

概述

　由合成樹脂乳液、金屬活化劑、氟化氫、過氧化氫等氧化劑和顏料的水分散物組成，浸沉塗液為上述組成液的5%～10%的水分散體，pH值為2.5～3.5，將被塗物(鐵質)浸入上述塗液中，金屬鐵由於酸而溶解為Fe2+，然後由於氧化劑氧化為Fe3+，Fe3+使乳膠中和成一種不穩定的狀態，快速聚沉在金屬表面而成膜，可通過控制浸漬時間來控制膜厚。

自泳塗料及塗裝工藝

自泳漆又稱自動沉積塗料，70年代由美國Achem公司發明並於70年中期套用於工業塗裝，由於同屬於水性塗料，故具塗裝方法與電泳塗漆相似，但不通電，而是利用化學能將成膜物覆蓋在鐵製品表面形成塗層。鋼鐵表面只需除銹後即可塗裝，不必進行磷化處理。80年代，美國、加拿大、法國、日本等國已用於汽車零部件塗裝，而80年代中期，我國已將自泳塗料用於汽車車身及貨箱塗裝，應該說我國起步不晚，與國際先進水平差距不大，目前國內已經有部分廠家使用。

基本原理

自泳塗料一般是由有機高分子的水性分散液和水性炭黑漿配製而成，在沉積時，在槽液中加入自動沉積的化學反應材料，如FeF3、HF、H2O2等。塗裝時，將塗裝工件浸漬於漆槽中，HF、FeF3腐蝕工件表面，其中部份溶解的Fe和樹脂反應，樹脂和顏料析出沉積於金屬工件表面形成濕膜，其餘未和樹脂反應的被槽液中的氧化劑氧化形成FeF3穩定槽液中。

化學反應式如下：

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

成膜後的氧化反應

Fe2++樹脂 → Fe-樹脂

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

簡單的塗裝工藝流程

序號	工藝	方式	時間min	溫度℃	循環/攪拌	備註
1	預脫脂	噴淋/浸入	3	60-70	文丘里+泵
2	主脫脂	浸入	3	60-70	文丘里+泵
3	噴淋水洗	噴淋/浸入	1	RT	文丘里+泵
4	純水洗	浸入	1	RT	文丘里+泵
5	自泳	浸入	1-3	20-22	攪拌器	無剪下力
6	後水洗	浸入	1	RT	攪拌器
7	反應水	浸入	1	RT	攪拌器
8	烘烤		30-40	110		10分鐘工件表面達90℃

自泳塗裝主要特點

1、自泳漆相對電泳漆來說油漆密度小，故鹽霧時間、附著力等測試均有出色的表現。

2、 以水為分散劑，一般不含有機溶劑，屬安全環保型塗料，無VOC。

3、塗裝無死角，只要工件能接觸到的地方均能做到良好的漆膜。

4、塗裝時不需電，把工件放如槽中即可。

5、塗裝設備簡單，一般只需：槽體、攪拌系統、加熱系統、恆溫系統、傳送裝置、烘箱。

自泳漆塗裝劣勢

1、顏色單一，目前只有黑色與灰色。

2、只針對於鋼鐵件，不與其他金屬相反應。

自泳塗裝的優點

1. 降低對環境影響：無重金屬，低能耗，低水耗
   
2. 改善防腐性：能更好的UV防護，均勻的空腔內部塗裝
   
3. 所需安裝空間更少：占用更小地面，無磷化前處理
   
4. 簡單，自動的槽液控制：固含量/時間/溫度，塗裝工藝槽僅控制配槽自泳漆，水和開缸劑
   
5. 少量或沒有揮發性有機化合物
   
6. 不含重金屬
   
7. 無需電力驅動反應
   
8. 反應不需可燃性或爆炸性化學品
   
9. 更少固態排放物
   
10. 即時塗裝效果，無需後固化儲存，無需特殊支架設計
    
11. 人力成本更低，生產效率更高
    
12. .投資更少：掛架簡單，工藝步驟更少，控制/過濾設備更少，無需變壓裝置。
    

環氧型水性自泳漆的研製

採用“己二酸與環氧樹脂酯化反應十氨水中和十相反轉”工藝製備高穩定性的水性環氧乳液,加入活化劑、顏料漿、去離子水等,製備了環氧型水性自泳漆.樣板實驗結果表明:漆膜表面光滑平整、有光澤,耐鹽霧實驗時間為360h,達到汽車車身底漆Ⅰ級防腐標準,具有較好的市場套用潛力。

丙烯酸自泳漆的製備及其性能研究

為製得低污染、低能耗、塗裝工藝獨特的並具有較好防鏽能力的自泳漆,採用丙烯酸酯單體進行乳化聚合製備自泳漆基料。運用正交試驗最佳化合成樹脂的配方和製備工藝條件。試驗表明,乳化劑種類對乳液狀態和漆液穩定性的影響最大;單體的比例對漆膜性能影響最大,而分散劑對漆液穩定性、泳板效果影響較大;聚合時的工藝條件:pH值、單體滴加方式、聚合溫度、攪拌條件、引發劑數量、調漆方式等對乳液穩定性、濕膜附著性能、原漆穩定性、殘餘單體量也均有不同程度的影響。對自泳漆漆膜性能進行了全面檢測,結果表明該漆膜耐鹽霧可達到712h,其他力學性能也能很好地滿足底漆要求。