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電泳涂裝必須使用電泳漆,電泳漆通常又稱水溶性涂料,電泳漆與蒸餾水必須按一定比 例進(jìn)行稀釋,才能使用。 電泳涂裝一般包括四個同時進(jìn)行的過程:
1、電泳:在直流電場的作用下,正,負(fù)帶電膠體粒子向負(fù),正方向運(yùn)動,也稱泳動。
2、電解:電極上分別進(jìn)行著氧化還原反應(yīng),反而在電極上形成氧化與還原現(xiàn)象。
3、電沉積:由于電泳作用,移至陽極附近的帶電膠體粒子在模板表體放出電子,而呈 不溶狀態(tài)沉積,析出的現(xiàn)象,此時漆膜形成。
4、電滲:在電場作用下,固相不動,而液相移動的現(xiàn)象。電滲作用使漆膜內(nèi)所含水份 逐漸被排到涂膜外, 最后形成幾乎連電流也通不過去, 含水率極低, 電阻相當(dāng)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)氧樹脂,丁醇,乙醇胺,滑石粉,鐵紅的 物質(zhì)組成,電泳漆與蒸餾水混合后,在直流電場的作用下,即分離成帶正電荷的陽離子和帶 負(fù)電荷的陰離子,并進(jìn)行一系列復(fù)雜的物理化學(xué)膠體化學(xué),電化學(xué)變化過程。
1、高效
從漆前處理到電泳底漆烘干可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線化,可適用于大流水線生產(chǎn)
2、優(yōu)質(zhì)
其泳透力好,提高了工件內(nèi)的防腐性,(其對工件內(nèi)腔、焊縫邊緣等的防腐能力是其它涂裝法所不能比擬的,漆膜耐鹽霧試驗(yàn)可達(dá)成1000小時)可得到均一的膜厚,外觀好
3、安全
屬于低公害水溶性涂料,涂劑含量少,無火災(zāi)危險,尤其用在UF裝置后,涂料回收好,大大減少了對水質(zhì)和大氣的污染
經(jīng)濟(jì)
利用率高,可達(dá)95%
(1)一般金屬表面的電泳涂裝,其工藝流程為: 預(yù)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響。鑄件一般采用噴砂或噴丸進(jìn)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(jìn)行磷化和鈍化表面處理。黑色金屬工件在陽極電 泳前必須進(jìn)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 1~2微米,要求磷化膜結(jié)晶細(xì)而均勻。
(3)在過濾系統(tǒng)中,一般采用一級過濾,過濾器為網(wǎng)袋式結(jié)構(gòu),孔徑為 25~75?m。電泳 涂料通過立式泵輸送到過濾器進(jìn)行過濾。從綜合更換周期和漆膜質(zhì)量等因素考慮,孔徑 50 ?m 的過濾袋最佳,它不但能滿足漆膜的質(zhì)量要求,而且解決了過濾袋的堵塞問題。
(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(zhì)量。加大 循環(huán)量,槽液的沉淀和氣泡減少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的穩(wěn)定性變差。將 槽液的循環(huán)次數(shù)控制 6~8 次/h 較為理想,不但保證漆膜質(zhì)量,而且確保槽液的穩(wěn)定運(yùn)行。
(5)隨著生產(chǎn)時間的延長,陽極隔膜的阻抗會增加,有效的工作電壓下降。因此,生產(chǎn) 中應(yīng)根據(jù)電壓的損失情況,逐步調(diào)高電源的工作電壓,以補(bǔ)償陽極隔膜的電壓降。
(6)超濾系統(tǒng)控制工件帶入的雜質(zhì)離子的濃度,保證涂裝質(zhì)量。在此系統(tǒng)的運(yùn)行中應(yīng)注 意,系統(tǒng)一經(jīng)運(yùn)行后應(yīng)連續(xù)運(yùn)行,嚴(yán)禁間斷運(yùn)行,以防超濾膜干枯。干枯后的樹脂和顏料附 著在超濾膜上,無法徹底清洗,將嚴(yán)重影響超濾膜的透水率和使用壽命。超濾膜的出水率隨 運(yùn)行時間而呈下降趨勢,連續(xù)工作 30~40 天應(yīng)清洗一次,以保證超濾浸洗和沖洗所需的超 濾水。
電泳涂裝的設(shè)備是由電泳槽、攪拌裝置、涂料過濾裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置、涂料管理裝 置、直流電源裝置、電泳涂裝后的水洗裝置、超濾裝置、烘烤裝置、備用罐等組成。
電泳槽槽體的大小及形狀需根據(jù)工件大小、形狀和施工工藝確定。在保證一定的極間 距離條件下,應(yīng)盡可能設(shè)計小些。槽內(nèi)裝有過濾裝置及溫度調(diào)節(jié)裝置,以保證漆液一定的溫 度和除去循環(huán)漆液中的雜質(zhì)和氣泡。攪拌裝置可使工作漆液保持均勻一致,多采用循環(huán)泵, 漆液的循環(huán)一般每小時 4~6 次,當(dāng)循環(huán)泵開動時,槽內(nèi)漆液液面應(yīng)均勻翻動。涂料管理裝 置的作用在于補(bǔ)充調(diào)整涂料成分,控制槽液的 PH 值,用隔膜電極除去中和劑和用超濾裝置 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(shè)備可采用硅整流器或可 控硅。 電流的大小與涂料的性質(zhì)、溫度、 工作面積、 通電方式等有關(guān),一般為 30~50A/m2。 水洗裝置用于電泳涂裝前后工件的沖洗,一般用去離子水,但需加壓設(shè)備,常用的是一種帶 螺旋體的淋洗噴嘴。烘烤裝置用來促進(jìn)電泳涂料的干燥成膜,可采用電阻爐、感應(yīng)電熱爐和 紅外線烘烤設(shè)備。烘房設(shè)計要有預(yù)熱、加熱和后熱三段,應(yīng)根據(jù)涂料的品種和工件的情況制 訂。
1、電壓
電泳涂裝采用的是定電壓法,設(shè)備相對簡單,易于控制。電壓對漆膜的影響很大;電 壓越高,電泳漆膜越厚,對于難以涂裝的部位可相應(yīng)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(chǎn)生“橘皮”現(xiàn)象。電壓過低,電解反應(yīng)慢,漆膜薄 而均勻,泳透力差。電壓的選擇由涂料種類和施工要求等確定。一般情況下,電壓與涂料的 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用 60~100V,鍍鋅件采用 70~85V。
2、電泳時間
漆膜厚度隨著電泳時間的延長而增加,但當(dāng)漆膜達(dá)到一定厚度時,繼續(xù)延長時間,也 不能增加厚度,反而會加劇副反應(yīng);反之,電泳時間過短,涂層過薄。電泳時間應(yīng)根據(jù)所用 的電壓,在保證涂層質(zhì)量的條件下,越短越好。一般工件電泳時間為 1 至 3 分鐘,大型工 件為 3 至 4 分鐘。如果被涂物件表面幾何形狀復(fù)雜,可適當(dāng)提高電壓和延長時間。
3、涂料溫度
涂料溫度高,成膜速率快,但漆膜外觀粗糙,還會引起涂料變質(zhì);溫度低,電沉積量 少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工過程中,由于電沉積時部分電能轉(zhuǎn)化成熱能,循環(huán)系統(tǒng)內(nèi) 機(jī)械摩擦產(chǎn)生熱量,將導(dǎo)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比
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在 10%~15%。固體含量太低,漆膜的遮蓋力不好,顏料易沉淀,涂料的穩(wěn)定性差。固體分過 高,粘度提高,會造成漆膜粗糙疏松,附著力差。一般顏基比為 1 比 2 左右,高光澤電泳 涂料的顏基比可控制在 1 比 4。由于實(shí)際操作中,涂料的顏料量會逐漸下降,必須隨時添加 顏料分高的涂料來調(diào)節(jié)。
5、涂料的 PH 值
電泳涂料的 PH 值直接影響槽液的穩(wěn)定性。PH 值過高,新沉積的涂膜會再溶解,漆膜 變薄,電泳后沖洗會脫膜。PH 值過低,工件表面光澤不一致,漆液的穩(wěn)定性不好,已溶解 的樹脂會析出,漆膜表面粗糙,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。在施工工程中,由于連續(xù)進(jìn)行電泳,陽離子的銨化合物在涂料中積蓄,導(dǎo)致 PH 值的 上升??刹捎醚a(bǔ)加低 PH 值的原液,更換陰極罩蒸餾水,用離子交換樹脂除去銨離子,采用 陽極罩等方法降低 PH 值。若 PH 值過低時,可加入乙醇銨來調(diào)節(jié)。
6、涂料電阻
被涂物件從前一道工序帶入電泳槽的雜質(zhì)離子等引起涂料電阻值的下降,從而導(dǎo)致漆 膜出現(xiàn)粗糙不均和針孔等弊病。在涂裝施工中,需對涂料進(jìn)行凈化處理。為了得到高質(zhì)量涂 膜,可采用陰極罩設(shè)備,以除去銨及鈣、鎂等雜質(zhì)正離子。
7、工件與陰極間距離
距離近,沉積效率高。但距離過近,會使漆膜太厚而產(chǎn)生流掛、橘皮等弊病。一般距 離不低于 20cm。對大型而形狀復(fù)雜的工件,當(dāng)出現(xiàn)外部已沉積很厚涂膜,而內(nèi)部涂膜仍較 薄時,應(yīng)在距離陰極較遠(yuǎn)的部位,增加輔助陰極。