電泳涂裝,是將被涂物浸漬在水溶性涂料中作為陽極(陽極電泳),另設一與其相對 應的陰極,在兩極間通直流電,靠電流所產生的物理化學作用,使涂料均勻涂在被涂物上的一種涂裝技�。具有水溶�、無�、易于自動化控制等特�,迅速在汽車、建�、五�、家電等行業(yè)得到廣泛的應��
電泳涂裝必須使用電泳漆,電泳漆通常又稱水溶性涂�,電泳漆與蒸餾水必須按一定比 例進行稀�,才能使用� 電泳涂裝一般包括四個同時進行的過程:
1、電泳:在直流電場的作用�,正,負帶電膠體粒子向負,正方向運動,也稱泳動�
2、電解:電極上分別進行著氧化還原反應,反而在電極上形成氧化與還原現象�
3、電沉積:由于電泳作�,移至陽極附近的帶電膠體粒子在模板表體放出電子,而呈 不溶狀�(tài)沉積,析出的現象,此時漆膜形��
4、電滲:在電場作用下,固相不動,而液相移動的現象。電滲作用使漆膜內所含水� 逐漸被排到涂膜外� 形成幾乎連電流也通不過去� 含水率極�� 電阻相當高的致密漆膜�
5、鐵紅環(huán)氧電泳漆為例:該電泳漆系改性環(huán)氧樹�,丁�,乙醇胺,滑石粉,鐵紅的 物質組成,電泳漆與蒸餾水混合�,在直流電場的作用下,即分離成帶正電荷的陽離子和� 負電荷的陰離�,并進行一系列復雜的物理化學膠體化學,電化學變化過��
1、高�
從漆前處理到電泳底漆烘干可實現生產線�,可適用于大流水線生�
2、優(yōu)�
其泳透力�,提高了工件內的防腐性,(其對工件內�、焊縫邊緣等的防腐能力是其它涂裝法所不能比擬�,漆膜耐鹽霧試驗可達成1000小時)可得到均一的膜�,外觀�
3、安�
屬于低公害水溶性涂�,涂劑含量少,無火災危險,尤其用在UF裝置后,涂料回收�,大大減少了對水質和大氣的污�
經濟
利用率高,可�95%
(1)一般金屬表面的電泳涂裝,其工藝流程為: 預清理→上線→除油→水洗→除銹→� 洗→中和→水洗→磷化→水洗→鈍化→電泳涂裝→槽上清洗→超濾水洗→烘干→下��
(2)被涂物的底材及前處理對電泳涂膜有極大影響。鑄件一般采用噴砂或噴丸進行除銹� 用棉紗清除工件表面的浮塵,用 80#�120#砂紙清除表面殘留的鋼丸等雜物。鋼鐵表面采 用除油和除銹處理,對表面要求過高時,進行磷化和鈍化表面處�。黑色金屬工件在陽極� 泳前必須進行磷化處理,否則漆膜的耐腐蝕性能較差。磷化處理時,一般選用鋅鹽磷化膜� 厚度� 1�2微米,要求磷化膜結晶細而均��
(3)在過濾系�(tǒng)�,一般采用一級過�,過濾器為網袋式結構,孔徑為 25�75?m。電� 涂料通過立式泵輸送到過濾器進行過濾。從綜合更換周期和漆膜質量等因素考慮,孔� 50 ?m 的過濾袋,它不但能滿足漆膜的質量要求,而且解決了過濾袋的堵塞問��
(4)電泳涂裝的循�(huán)系統(tǒng)循環(huán)量的大小,直接影響著槽液的穩(wěn)定性和漆膜的質�。加� 循環(huán)量,槽液的沉淀和氣泡減�;但槽液老化加快,能源消耗增�,槽液的�(wěn)定性變�。將 槽液的循�(huán)次數控制 6�8 �/h 較為理想,不但保證漆膜質�,而且確保槽液的穩(wěn)定運行�
(5)隨著生產時間的延�,陽極隔膜的阻抗會增�,有效的工作電壓下降。因�,生� 中應根據電壓的損失情�,逐步調高電源的工作電壓,以補償陽極隔膜的電壓��
(6)超濾系統(tǒng)控制工件帶入的雜質離子的濃度,保證涂裝質�。在此系�(tǒng)的運行中應注 �,系�(tǒng)一經運行后應連續(xù)運行,嚴禁間斷運�,以防超濾膜干枯。干枯后的樹脂和顏料� 著在超濾膜上,無法徹底清�,將嚴重影響超濾膜的透水率和使用壽命。超濾膜的出水率� 運行時間而呈下降趨勢,連續(xù)工作 30�40 天應清洗一�,以保證超濾浸洗和沖洗所需的超 濾水�
電泳涂裝的設備是由電泳槽、攪拌裝�、涂料過濾裝置、溫度調節(jié)裝置、涂料管理裝 置、直流電源裝�、電泳涂裝后的水洗裝置、超濾裝�、烘烤裝�、備用罐等組成�
電泳槽槽體的大小及形狀需根據工件大小、形狀和施工工藝確�。在保證一定的極間 距離條件下,應盡可能設計小些。槽內裝有過濾裝置及溫度調節(jié)裝置,以保證漆液一定的� 度和除去循環(huán)漆液中的雜質和氣泡。攪拌裝置可使工作漆液保持均勻一�,多采用循環(huán)泵, 漆液的循�(huán)一般每小時 4�6 �,當循環(huán)泵開動時,槽內漆液液面應均勻翻動。涂料管理裝 置的作用在于補充調整涂料成分,控制槽液的 PH �,用隔膜電極除去中和劑和用超濾裝� 排除低分子量成分等。電泳電源的選擇,一般采用直流電源。整流設備可采用硅整流器或可 控硅� 電流的大小與涂料的性質、溫度� 工作面積� 通電方式等有關,一般為 30�50A/m2� 水洗裝置用于電泳涂裝前后工件的沖�,一般用去離子水,但需加壓設備,常用的是一種帶 螺旋體的淋洗噴嘴。烘烤裝置用來促進電泳涂料的干燥成膜,可采用電阻�、感應電熱爐� 紅外線烘烤設�。烘房設計要有預熱、加熱和后熱三段,應根據涂料的品種和工件的情況制 ��
1、電�
電泳涂裝采用的是定電壓法,設備相對簡�,易于控制。電壓對漆膜的影響很�;電 壓越�,電泳漆膜越�,對于難以涂裝的部位可相應提高涂裝能力,縮短施工時間。但電壓 過高,會引起漆膜表面粗糙,烘干后易產生“橘皮”現�。電壓過�,電解反應慢,漆膜薄 而均�,泳透力�。電壓的選擇由涂料種類和施工要求等確�。一般情況下,電壓與涂料� 固體分及漆溫成反比,與兩極間距成正比。鋼鐵表面為 40�70V,鋁和鋁合金表面可采� 60�100V,鍍鋅件采用 70�85V�
2、電泳時�
漆膜厚度隨著電泳時間的延長而增�,但當漆膜達到一定厚度時,繼�(xù)延長時間,也 不能增加厚度,反而會加劇副反�;反之,電泳時間過短,涂層過�。電泳時間應根據所� 的電壓,在保證涂層質量的條件�,越短越好。一般工件電泳時間為 1 � 3 分鐘,大型工 件為 3 � 4 分鐘。如果被涂物件表面幾何形狀復雜,可適當提高電壓和延長時��
3、涂料溫�
涂料溫度�,成膜速率快,但漆膜外觀粗糙,還會引起涂料變�;溫度低,電沉積� 少,成膜�,涂膜薄而致密。施工過程中,由于電沉積時部分電能轉化成熱能,循�(huán)系統(tǒng)� 機械摩擦產生熱量,將導致涂料溫度上升。一般漆液溫度控制在某些方面 15�30��
4、涂料的固體分和顏基�
市售的電泳涂料的固體分一般為 50%左右,施工時,需用蒸餾水將涂料固體分控制� 10%�15%。固體含量太�,漆膜的遮蓋力不好,顏料易沉淀,涂料的�(wěn)定性差。固體分� 高,粘度提高,會造成漆膜粗糙疏松,附著力�。一般顏基比� 1 � 2 左右,高光澤電泳 涂料的顏基比可控制在 1 � 4。由于實際操作中,涂料的顏料量會逐漸下降,必須隨時添� 顏料分高的涂料來調節(jié)�
5、涂料的 PH �
電泳涂料� PH 值直接影響槽液的�(wěn)定�。PH 值過�,新沉積的涂膜會再溶�,漆� 變薄,電泳后沖洗會脫�。PH 值過�,工件表面光澤不一�,漆液的�(wěn)定性不�,已溶解 的樹脂會析出,漆膜表面粗�,附著力降低。一般要求施工過程中,PH 值控制在 7.5�8.5 之間。在施工工程�,由于連續(xù)進行電泳,陽離子的銨化合物在涂料中積�,導� PH 值的 上升??刹捎醚a加低 PH 值的原液,更換陰極罩蒸餾�,用離子交換樹脂除去銨離�,采� 陽極罩等方法降低 PH �。若 PH 值過低時,可加入乙醇銨來調節(jié)�
6、涂料電�
被涂物件從前一道工序帶入電泳槽的雜質離子等引起涂料電阻值的下降,從而導致漆 膜出現粗糙不均和針孔等弊病。在涂裝施工�,需對涂料進行凈化處理。為了得到高質量� �,可采用陰極罩設�,以除去銨及鈣、鎂等雜質正離子�
7、工件與陰極間距�
距離�,沉積效率高。但距離過近,會使漆膜太厚而產生流�、橘皮等弊病。一般距 離不低于 20cm。對大型而形狀復雜的工�,當出現外部已沉積很厚涂膜,而內部涂膜仍� 薄時,應在距離陰極較遠的部位,增加輔助陰極�
它包括四個過程:
1 )電解(分解�
在陰極反應最初為電解反應,生成氫氣及氫氧根離� OH ,此反應造成陰極面形成一高堿性邊界層,當陽離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質,涂膜沉�,方程式為: H2O→OH+H
2 )電泳動(泳�、遷移)陽離子樹脂及 H+ 在電場作用下,向陰極移動,而陰離子向陽極移動過��
3 )電沉積(析出)
在被涂工件表�,陽離子樹脂與陰極表面堿性作用,中和而析出不沉積�,沉積于被涂工件上�
4 )電滲(脫水�
涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的,具有多數毛細孔,水被從陰極涂膜中排滲出�,在電場作用下,引起涂膜脫水,而涂膜則吸附于工件表面,而完成整個電泳過��
1)一般金屬表面的電泳涂裝,其工藝流程為:預清理→上線→除油→水洗→除銹→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→鈍化→電泳涂裝→槽上清洗→超濾水洗→烘干→下線�
�2)被涂物的底材及前處理對電泳涂膜有極大影�。鑄件一般采用噴砂或噴丸進行除銹,用棉紗清除工件表面的浮�,用80#�120#砂紙清除表面殘留的鋼丸等雜物。鋼鐵表面采用除油和除銹處理,對表面要求過高時,進行磷化和鈍化表面處�。黑色金屬工件在陽極電泳前必須進行磷化處理,否則漆膜的耐腐蝕性能較差。磷化處理時,一般選用鋅鹽磷化膜,厚度約1�2μm,要求磷化膜結晶細而均��
�3)在過濾系統(tǒng)�,一般采用一級過�,過濾器為網袋式結構,孔徑為25�75μm。電泳涂料通過立式泵輸送到過濾器進行過濾。從綜合更換周期和漆膜質量等因素考慮,孔�50μm的過濾袋,它不但能滿足漆膜的質量要求,而且解決了過濾袋的堵塞問��
�4)電泳涂裝的循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)量的大小,直接影響著槽液的穩(wěn)定性和漆膜的質�。加大循�(huán)�,槽液的沉淀和氣泡減�;但槽液老化加快,能源消耗增�,槽液的�(wěn)定性變�。將槽液的循�(huán)次數控制6�8�/h較為理想,不但保證漆膜質�,而且確保槽液的穩(wěn)定運��
�5)隨著生產時間的延長,陽極隔膜的阻抗會增�,有效的工作電壓下降。因�,生產中應根據電壓的損失情況,逐步調高電源的工作電�,以補償陽極隔膜的電壓降�
�6)超濾系�(tǒng)控制工件帶入的雜質離子的濃度,保證涂裝質�。在此系�(tǒng)的運行中應注意,系統(tǒng)一經運行后應連續(xù)運行,嚴禁間斷運�,以防超濾膜干枯。干枯后的樹脂和顏料附著在超濾膜�,無法徹底清洗,將嚴重影響超濾膜的透水率和使用壽命。超濾膜的出水率隨運行時間而呈下降趨勢,連續(xù)工作30�40天應清洗一�,以保證超濾浸洗和沖洗所需的超濾水。(7)電泳涂裝法適用于大量流水線的生產工�。電泳槽液的更新周期應在3個月以內。以一個年�30萬份鋼圈的電泳生產線為例,對槽液的科學管理極為重�,對槽液的各種參數定期進行檢測,并根據檢測結果對槽液進行調整和更�。一般按如下頻率測量槽液的參數:電泳�、超濾液及超濾清洗液、陰(陽)極液、循�(huán)洗液、去離子清洗液的PH值、固體含量和電導率每天一�;顏基比、有機溶劑含�、試驗室小槽試驗每周2次�
�8)對漆膜質量的管�,應經常檢查涂膜的均一性和膜厚,外觀不應有針�、流�、橘�、皺紋等現象,定期檢查涂膜的附著�、耐腐蝕性能等物理化學指�。檢驗周期按生產廠家的檢驗標�,一般每個批次都需檢測�
電泳涂裝及水性漆的運用,標志著涂裝工�(yè)的一項重大進步
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