论文摘要
阴极电泳涂装具有操作简单、方便，涂装自动化程度高，涂层厚度均一，涂料利用率高，环境污染小等优点，是一种新型的表面保护技术，在汽车、机械、建材、五金、家电等工业中得到广泛应用。随着应用范围的扩大，对阴极电泳涂料的要求越来越高，不仅仅要求作为底漆，而且，要求作为面漆；不仅要求涂层耐腐蚀，同时要求涂层耐磨。因此，开发新型功能阴极电泳涂料是工业涂装技术不懈的努力方向。有针对性的提高摩擦学性能指标是发展阴极电泳涂料的一项重要的研究内容。本论文以改进阴极电泳涂层摩擦学性能为目的，通过合成阴极电泳树脂和优化阴极电泳工艺，制备了环氧和丙烯酸阴极电泳涂层，为进一步改善涂层的减摩耐磨性能，制备了PTFE改性环氧阴极电泳涂料；基于对电泳涂层进行大量的摩擦磨损性能试验，研究PTFE含量对阴极电泳涂层减摩耐磨性能的影响规律，开发出一种综合性能优良的复合阴极电泳涂料和相应的涂装工艺。本文的主要创新和研究成果体现在以下方面：(1)基于对阴极电泳涂层摩擦学性能的要求，合成了两种阴极电泳涂料用基体树脂——阳离子环氧树脂和阳离子丙烯酸树脂，制备了环氧和丙烯酸阴极电泳涂料。(2)系统地分析了电泳前处理(脱脂、除锈、表调、磷化和水洗)和电泳工艺参数(包括电泳电压、电泳时间、温度、固体份和烘烤工艺等)对两阴极电泳涂层性能的影响。确定了适合本实验所用基材的前处理工艺和适用于两阴极电泳涂料的最佳涂装工艺参数。(3)在环—块摩擦磨损验机上考察了干摩擦条件下环氧阴极电泳涂层和丙烯酸阴极电泳涂层与GCr15钢配副摩擦时的单向滑动摩擦磨损性能，试验证明，环氧CED涂层的减摩耐磨性能优于丙烯酸CED涂层。(4)通过向环氧阴极电泳涂料中添加不同含量的PTFE乳液，制备了新型复合阴极电泳涂料。通过对涂层的金相电镜表面形貌和热重分析，证明了PTFE与环氧树脂粒子一起电沉积到了试样表面。随着电泳槽液中PTFE含量的增加，复合电泳涂层的厚度逐渐下降，涂层附着力无变化，水接触角增大。槽液中PTFE含量超过20％时，铅笔硬度略有下降，表面粗糙度急剧增大，故PTFE的添加量不能太大。(5)采用环—块摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下PTFE改性环氧CED涂层与GCr15钢配副时的单向滑动摩擦磨损性能，分析PTFE添加量的变化对涂层摩擦学性能的影响。试验可得，摩擦系数与线性磨损量都随PTFE添加量的增大呈先减小后增大的趋势，PTFE能显著改善环氧CED涂层的摩擦学性能，且PTFE含量为20％时，复合涂层的耐磨减摩性能最好。(6)用短行程往复摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下PTFE改性环氧CED涂层与环氧CED涂层配副时的往复滑动摩擦学性能，以及油润滑条件下PTFE改性环氧CED涂层分别与环氧CED涂层和45钢配副时的往复滑动摩擦学性能，考察了PTFE添加量对涂层摩擦磨损性能的影响。试验结果显示，干摩擦条件下，PTFE能显著改善环氧阴极电泳涂层的减摩耐磨性能，添加量为20％时减摩效果最佳；在油润滑条件下，起主要减摩作用的是润滑油，PTFE的减摩效应减弱。(7)在环块试验机上展开对摩擦学性能优异的PTFE复合涂层与环氧CED涂层的承载能力的对比研究。结果表明，PTFE复合涂层的承载能力是环氧涂层的3.25倍。
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