CN107607431A - 一种电泳涂料模拟超滤装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电泳涂料模拟超滤装置，包括电泳涂料盛放装置、磁力循环泵、超滤装置和盛放超滤液装置，所述电泳涂料盛放装置的出口与所述磁力循环泵的入口连接，所述磁力循环泵的出口与所述超滤装置的入口连接，所述超滤装置具有两个出口，其中一个出口与所述电泳涂料盛放装置的入口连接，所述超滤装置的另一个出口通入所述盛放超滤液装置内，所述磁力循环泵位于支座上，所述超滤装置用固定装置进行固定，所述盛放超滤液装置位于称重装置上。本发明的电泳涂料模拟超滤装置通过对主机厂现场槽液进行实验室模拟超滤来测定定量排放后小分子树脂的损失量，通过计算定量补加槽液中的小分子树脂，对于超滤液的定量排除，改善电泳漆膜外观有明显的作用。

Description

一种电泳涂料模拟超滤装置及其应用

技术领域

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种电泳涂料模拟超滤装置及利用该装置测定涂料小分子树脂含量的方法。

背景技术

电泳涂料改善涂膜外观主要通过补加各种添加剂来改善，而通常漆膜出现各种外观的弊病主要是由于槽液参数失衡及大量外界杂质离子的带入造成的。实际应用电泳涂料的主机厂主要是通过排放超滤液带出杂离子来改善涂膜外观，但是，随着超滤液的排放，也会将涂料中的小分子树脂和一部分酸排放到体系外；而且，一般而言，主机厂对于排放超滤液的具体参量无法定量，通常会凭借经验来操作和补加添加剂，这样不仅导致浪费大量的时间，也仍然无法精确解决涂膜外观出现瑕疵的问题，严重情况下可能造成停产带来很大的损失。

有鉴于此，有必要发展一种电泳涂料模拟超滤装置，以及使用该装置测定电泳涂料中小分子树酯含量的方法，以便有效测定电泳涂料槽液的排放超滤的量及准确补加添加剂的量。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的一个目的是提供一种电泳涂料模拟超滤装置。

本发明的另一个目的是提供一种使用所述电泳涂料模拟超滤装置测定电泳涂料中小分子树酯含量的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个方面提供了一种电泳涂料模拟超滤装置，包括电泳涂料盛放装置、磁力循环泵、超滤装置和盛放超滤液装置；所述电泳涂料盛放装置的出口与所述磁力循环泵的入口连接，所述磁力循环泵的出口与所述超滤装置的入口连接；所述超滤装置具有两个出口，其中一个出口与所述电泳涂料盛放装置的入口连接，所述超滤装置的另一个出口通入所述盛放超滤液装置内；所述磁力循环泵位于支座上，所述超滤装置用固定装置进行固定，所述盛放超滤液装置位于称重装置上。

优选地，所述连接均采用软管进行。

优选地，所述超滤装置采用的是超滤半透膜管。

优选地，所述超滤半透膜管由多颗微过滤半透膜构成。

优选地，所述盛放超滤液装置采用的是玻璃杯。

优选地，所述称重装置采用的是电子秤。

优选地，所述固定装置采用的是铁架台。

优选地，所述电泳涂料盛放装置采用的是不锈钢桶。

本发明的另一个方面提供了一种使用所述电泳涂料模拟超滤装置测定电泳涂料中小分子树酯含量的方法，包括以下步骤：

取4kg电泳涂料，使用所述电泳涂料模拟超滤装置超滤出1kg超滤(UF)液，将所述超滤液编号为1#；

向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg超滤液，将所述超滤液编号为2#；

再向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg超滤液，将所述超滤液编号为3#；

再向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg超滤液，将所述超滤液编号为4#；

分别取超滤液1#、2#、3#、4#各10g，在烘烤条件下烘干测算固体含量NV；

测算方法如表1所示：

表1

样品	抽取	NV固体含量g	r	推导关系
					1#	1kg	a		S1＝a
2#	1kg	b	b/a	S2＝a(1+r)
					3#	1kg	c	c/b	S3＝a(1-r3)/(1-r)
4#	1kg	d	d/c	S4＝a(1-r4)/(1-r)

其中：a代表超滤液1#的固体含量，以克(g)为单位；

b代表超滤液2#的固体含量，以g为单位；b/a为超滤液2#的固体含量与超滤液1#的固体含量的比值；

c代表超滤液3#的固体含量，以g为单位；c/b为超滤液3#的固体含量与超滤液2#的固体含量的比值；

d代表超滤液4#的固体含量，以g为单位；d/c为超滤液4#的固体含量与超滤液3#的固体含量的比值；

根据近似推导得出r＝(b/a+c/b+d/c+……)/(n-1)，得出小分子树脂固体含量求和关系式：

S₁＝a；

S₂＝a(1+r)；

S₃＝a(1-r³)/(1-r)；

S₄＝a(1-r⁴)/(1-r)；

其中a为常数，进而推导得到

S_n＝a(1-rⁿ)/(1-r)；

当n＝∞时，S_∞＝a/(1-r)，单位g；

S表示涂料中小分子树脂的固体含量求和，n表示超滤的次数；

从而推算出当电泳槽液重量为M时，电泳槽内小分子树脂含量为

M_{小分子树脂含量}＝S_∞/取样量*M_{电泳槽液重量}。

所述烘烤条件为105℃(摄氏度)*3h(小时)。

由于采用了上述的技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明的电泳涂料模拟超滤装置利用磁力循环泵及超微过滤半透膜技术，通过对主机厂现场槽液进行实验室模拟超滤来测定定量排放后小分子树脂的损失量，通过计算定量补加槽液中的小分子树脂，对于超滤液的定量排除，改善电泳漆膜外观有明显作用。

本发明使用电泳涂料模拟超滤装置测定电泳涂料中小分子树酯含量的方法简单、实用，对主机厂电泳槽液的定量管理具有明显效果。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中的电泳涂料模拟超滤装置的结构示意图。

其中：1为电泳涂料盛放装置，2为磁力循环泵，3为支座，4为超滤装置，5为固定装置，6为盛放超滤液装置，7为称重装置。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

一种电泳涂料模拟超滤装置，请参阅图1所示，图1是本实施例的电泳涂料模拟超滤装置的结构示意图，包括电泳涂料盛放装置1、磁力循环泵2、超滤装置4和盛放超滤液装置6；所述电泳涂料盛放装置1的出口与所述磁力循环泵2的入口连接，所述磁力循环泵2的出口与所述超滤装置4的入口连接；所述超滤装置4具有两个出口，其中一个出口与所述电泳涂料盛放装置1的入口连接，所述超滤装置4的另一个出口通入所述盛放超滤液装置6内；所述磁力循环泵2位于支座3上，所述超滤装置4用固定装置5进行固定，所述盛放超滤液装置6位于称重装置7上。

在本实施例中，所述各装置的出口与入口的连接均采用软管进行，本实施例中所述超滤装置4采用的是超滤半透膜管，由多颗微过滤半透膜构成，能够将电泳涂料中的小分子树脂以及杂质离子过滤出来。所述盛放超滤液装置6采用的是玻璃杯，用于回收超滤物。所述称重装置7采用的是电子秤，用于称量超滤出来的物质重量。所述固定装置5采用的是铁架台，用于放置所述超滤半透膜管。所述电泳涂料盛放装置1采用的是不锈钢桶，用于盛放和回收电泳涂料。

在本实施例中，所述电泳涂料模拟超滤装置的安装顺序如下：将所述电泳涂料盛放装置1的出口与所述磁力循环泵2的入口以软管进行连接，将所述磁力循环泵2固定在支座3上，将所述磁力循环泵2的出口与所述超滤装置4的入口以软管进行连接，将所述超滤装置4用夹子固定在铁架台5上，所述超滤装置4具有两个出口也，其中的一个出口与所述电泳涂料盛放装置1的入口以软管进行连接，所述超滤装置4的另一个出口以软管通入所述盛放超滤液装置6内，所述盛放超滤液装置6放于电子秤7上。

在本实施例中，所述电泳涂料模拟超滤装置中液体的具体流向：盛放在所述电泳涂料盛放装置1中的电泳涂料经过磁力循环泵2被抽送到所述超滤装置4中，小分子树脂以及杂质离子被逐步过滤到盛放超滤液装置6内，未过滤出来小分子树脂以及杂质离子的电泳涂料回到所述电泳涂料盛放装置1中。

在本实施例中，使用所述电泳涂料模拟超滤装置，取实验室新配置电泳涂料4kg来测定电泳涂料中小分子树脂的含量，包括以下步骤：

1、取4kg电泳涂料，使用以上电泳涂料模拟超滤装置超滤出1kg UF(超滤)液，将所述超滤液编号为1#；

2、向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg UF(超滤)液，将所述超滤液编号为2#；

3、再向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg UF(超滤)液，将所述超滤液编号为3#；

4、再向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg UF(超滤)液，将所述超滤液编号为4#；

5、分别取1#、2#、3#、4#超滤液各10g，在105℃(摄氏度)*3h(小时)烘烤条件下烘干，测1#固体含量NV为ag(a＝7.60)、2#固体含量NV为bg(b＝5.70)、3#固体含量NV为cg(c＝4.28)、4#固体含量为dg(d＝3.20)；

6、计算所述电泳涂料中小分子树脂的含量。

以上测得数据列于表2：

表2

样品	抽取	NV(固体含量)g	r	Sn的计算式	计算值g
						UF1#	1kg	7.60		S1＝a	7.60
UF2#	1kg	5.70	r2＝0.750	S2＝a(1+r)	13.30
						UF3#	1kg	4.28	r3＝0.751	S3＝a(1-r3)/(1-r)	17.67
UF4#	1kg	3.20	r4＝0.748	S4＝a(1-r4)/(1-r)	20.79

a＝7.60，b＝5.70，c＝4.28，d＝3.20为测量固体含量实验数据，r₂＝b/a，r₃＝c/b，r₄＝d/c。

样品UF 2#中r₂＝b/a＝5.70/7.60＝0.750，

样品UF 3#中r₃＝c/b＝4.28/5.70＝0.751，

样品UF 4#中r₄＝d/c＝3.20/4.28＝0.748，

r＝(r₂+r₃+r₄)/3＝(0.750+0.751+0.748)/3＝0.75，

S_∞＝a/(1-r)＝7.6/(1-0.75)＝30.40(g)，

S表示涂料中小分子树脂的固体含量求和，n表示超滤的次数；

当电泳槽液重量为M时，电泳槽内小分子树脂含量为：

M_{小分子树脂含量}＝S_∞/4000×M_{电泳槽液重量}＝30.40/4000×4000＝30.40(g)

本实施例中取样量为4000g，电泳槽液重量为4000g。

实施例2

生产现场电泳槽液重量为220000kg，现场车身漆膜外观不良，取现场槽液4kg利用本发明的方法进行超滤实验，利用电泳装置进行涂膜制备；利用粗糙度仪测量涂膜粗糙程度来综合判断电泳涂膜外观的改善情况。具体步骤如下：

1、取4kg电泳涂料，利用电泳仪进行涂膜制备；使用本发明的电泳涂料模拟超滤装置超滤出1kg UF液，将所述超滤液编号为1#；

2、向电泳涂料中补加1kg纯水，利用电泳仪进行涂膜制备；再超滤出1kg UF液，将所述超滤液编号为2#；

3、再向电泳涂料中补加1kg纯水，利用电泳仪进行涂膜制备；再超滤出1kg UF液，将所述超滤液编号为3#；

4、再向电泳涂料中补加1kg纯水，利用电泳仪进行涂膜制备；再超滤出1kg UF液，将所述超滤液编号为4#；

5、分别取1#、2#、3#、4#超滤液各10g，在105℃*3h烘烤条件下烘干，测1#固体含量NV为ag(a＝5.5)、2#固体含量NV为bg(b＝4.01)、3#固体含量NV为cg(c＝2.93)、4#固体含量为dg(d＝2.14)；将已制备的电泳板进行烘烤，用粗糙度仪测量涂膜外观的粗糙度。

6、结果如表3所示：

表3

样品	抽取	NV g	r	涂膜外观的粗糙度Ra(2.5*3)
					UF1#	1kg	5.50		0.46
UF2#	1kg	4.01	r2＝0.729	0.40
					UF3#	1kg	2.93	r3＝0.730	0.35
UF4#	1kg	2.14	r4＝0.730	0.31

Ra表示粗糙度，2.5表示选用的波长λc为2.5mm，3表示测量次数。

样品UF 2#中r₂＝b/a＝4.01/5.50＝0.729

样品UF 3#中r₃＝c/b＝2.93/4.01＝0.730

样品UF 4#中r₄＝d/c＝2.14/2.93＝0.730

r＝(r₂+r₃+r₄)/3＝＝(0.729+0.730+0.730)/3＝0.73

S_∞＝a/(1-r)＝5.5/(1-0.73)＝20.37g

从而计算得到电泳槽内小分子树脂含量为

M_{小分子树脂含量}＝S_∞/4000×M_{电泳槽液重量}/1000＝20.37/4000×220000000＝1120.35kg

本实施例中取样量为4000g，电泳槽液重量为220000kg。

实施例3

由实施例1和实施例2可知，通过本发明的方法能够得出电泳槽内小分子树脂的损失量，同型号新配置涂料的小分子树脂含量为30.40g，而外观不良的涂料的小分子树脂含量为20.37g，计算出需要补加的小分子树脂的量，补加循环稳定后再次进行电泳涂膜制备，测量涂膜外观的粗糙度，所得数据如表4所示：

表4

Ra是通过粗糙度仪直接测得的数值，数值越小，涂膜外观越好。

由实施例3说明，通过本发明进行涂料模拟超滤以及小分子树脂含量的计算定量补加后，电泳制板后涂膜外观有了很好的改善，因此通过本发明能够对现场车身电泳涂料外观的调整有很好的改善作用。

从实施例1～3可以看出，小分子树脂含量的损失以及杂离子的污染对电泳涂料涂膜外观的影响是很大的，通过该方法可以有效的计算槽内小分子树脂的损失量，对现场排放超滤以及小分子树脂的定量补加具有很好的指导意义。

本发明的电泳涂料模拟超滤装置利用磁力循环泵及超微过滤半透膜技术，通过对主机厂现场槽液进行实验室模拟超滤来测定定量排放后小分子树脂的损失量，通过计算定量补加槽液中的小分子树脂，对于超滤液的定量排除，改善电泳漆膜外观有明显作用。

本发明使用电泳涂料模拟超滤装置测定电泳涂料中小分子树酯含量的方法简单、实用，对主机厂电泳槽液的定量管理具有明显效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，本发明所例举的实施例无法对所有的实施方式予以穷尽，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同一篇文献被单独引用为参考那样。

Claims (10)

1.一种电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：包括电泳涂料盛放装置、磁力循环泵、超滤装置和盛放超滤液装置；所述电泳涂料盛放装置的出口与所述磁力循环泵的入口连接，所述磁力循环泵的出口与所述超滤装置的入口连接；所述超滤装置具有两个出口，其中一个出口与所述电泳涂料盛放装置的入口连接，所述超滤装置的另一个出口通入所述盛放超滤液装置内；所述磁力循环泵位于支座上，所述超滤装置用固定装置进行固定，所述盛放超滤液装置位于称重装置上。

2.根据权利要求1所述的电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：所述连接均采用软管进行。

3.根据权利要求1所述的电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：所述超滤装置为超滤半透膜管。

4.根据权利要求3所述的电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：所述超滤半透膜管由多颗微过滤半透膜构成。

5.根据权利要求1所述的电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：所述盛放超滤液装置为玻璃杯。

6.根据权利要求1所述的电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：所述称重装置为电子秤。

7.根据权利要求1所述的电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：所述固定装置为铁架台。

8.根据权利要求1所述的电泳涂料模拟超滤装置，其特征在于：所述电泳涂料盛放装置为不锈钢桶。

9.一种使用权利要求1至8任一所述的电泳涂料模拟超滤装置测定电泳涂料中小分子树酯含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

取4kg电泳涂料，使用所述电泳涂料模拟超滤装置超滤出1kg超滤液，将所述超滤液编号为1#；

向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg超滤液，将所述超滤液编号为2#；

再向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg超滤液，将所述超滤液编号为3#；

再向电泳涂料中补加1kg纯水，超滤出1kg超滤液，将所述超滤液编号为4#；

分别取所述超滤液1#、2#、3#、4#各10g，在烘烤条件下烘干测算固体含量NV；

测算方法如表所示：

表

样品 抽取 NV固体含量g r 推导关系 1# 1kg a S₁＝a 2# 1kg b b/a S₂＝a(1+r) 3# 1kg c c/b S₃＝a(1-r³)/(1-r) 4# 1kg d d/c S₄＝a(1-r⁴)/(1-r)

其中：a代表超滤液1#的固体含量，以克(g)为单位；

b代表超滤液2#的固体含量，以g为单位；b/a为超滤液2#的固体含量与超滤液1#的固体含量的比值；

c代表超滤液3#的固体含量，以g为单位；c/b为超滤液3#的固体含量与超滤液2#的固体含量的比值；

d代表超滤液4#的固体含量，以g为单位；d/c为超滤液4#的固体含量与超滤液3#的固体含量的比值；

根据近似推导得出r＝(b/a+c/b+d/c+……)/(n-1)，得出小分子树脂固体含量求和关系式：

S₁＝a；

S₂＝a(1+r)；

S₃＝a(1-r³)/(1-r)；

S₄＝a(1-r⁴)/(1-r)；

其中a为常数，进而推导得到

S_n＝a(1-rⁿ)/(1-r)；

当n＝∞时，S_∞＝a/(1-r)，单位g；

S表示涂料中小分子树脂的固体含量求和，n表示超滤的次数；

从而推算出当电泳槽液重量为M时，电泳槽内小分子树脂含量为

M_{小分子树脂含量}＝S_∞/取样量*M_{电泳槽液重量}。

10.根据权利要求9所述的使用所述电泳涂料模拟超滤装置测定电泳涂料中小分子树酯含量的方法，其特征在于：所述烘烤条件为105℃*3h。