電泳漆

電泳漆

電鍍塗裝漆料
電泳漆,也叫電泳塗料,現在還有很多人沿用“電泳漆”的稱呼,而不用“電泳塗料”。随着常規噴塗的缺陷不斷浮現,電泳開始變得越來越普及。電泳漆也開始不斷更新換代,從陽極電泳漆到陰極電泳漆,從單組分電泳漆到雙組分電泳漆,電泳漆的發展也促進了電泳塗裝的發展,使更加多的産品不再使用噴塗技術而是使用電泳。電泳是塗裝金屬工件最有效的方法之一。主要應用于鋁制品,鋁材氧化後用陽極電泳漆保護,光澤度在50-90度之間、漆膜較薄,在鋁型材行業廣泛應用。
    中文名:電泳漆 外文名:Electrophoretic paint 定義: 又稱:電泳塗料 分類:陽極電泳漆、陰極電泳漆

原理

1、電泳是塗裝金屬工件最有效的方法之一。電泳塗裝是将具有導電性的被塗物浸在裝滿水稀釋的濃度比較低的電泳塗料槽中作為陽極(或陰極),在槽中另設置與其對應的陰極(或陽極),在兩極間接通直流電一段時間後,在被塗物表面沉積出均勻細密、不被水溶解塗膜的一種特殊的塗裝方法。

2、電泳塗裝過程中伴随着四種化學物理變化,即電解、電泳、電沉積、電滲。

(1)電泳:在膠體溶液中,分散在介質中的帶電膠體離子,在直流電場作用下,向着帶異種電荷的電極方向移動,由于膠體離子在運動過程中受到分散介質的阻力,相對于真溶液在電場中離子遷移的阻力要大得多,移動速度較慢,猶如在分散介質中的泳動,故稱電泳。膠粒電泳速度取決于電場強度及水溶性樹脂分散時的雙電層結構特性。

(2)電解:當直流電場施加于含電解質水溶液時,水在電場中會發生電解,在陽極區析出氧氣,陰極區析出氫氣。

陽極反應:2OHˉ→↑O2+2H+4e

陰極反應:H2O+e→↑1/2H2+OH

一般,電泳體中雜質離子含量愈高,即體系的電導愈大,水的電解作用愈是劇烈,這樣由于大量氣體在電極逸出,樹脂沉積時就會夾雜氣孔,導緻塗層針孔及粗糙等弊病。因此,在電泳塗裝過程中應盡量防止雜質離子帶入電泳液中,以保重塗裝質量。

(3)電沉積:在電泳塗裝時,帶電荷的粒子(樹脂和顔填、料)在電場作用下到達相反電荷的電極,被H(陽極電泳)OH(陰極電泳)所中和,變成不溶于水的塗膜,這層漆膜很穩定,而且緻密均一。這一過程稱為電沉積。

如在陽極電泳中,當帶負電荷的水溶性樹脂粒子在直流電場作用下到達陽極(被塗工件)時,即發生電沉積反應,首先是OH放電:

2OHˉ→↑O2+2H+4e

OH+H=H2O此反應的結果使陽極區周圍H積聚,即局部PH值降低,這時過量H即于RCOO樹脂陰離子反應,使樹脂析出并沉積在陽極(被塗工件)表面:

RCOO+H→↓ROOOH。

(4)電滲:這是分散介質向電泳粒子泳動相反方向運動的現象。在電泳塗裝過程中的電滲作用是由于吸附于陽極上塗層中的水化正離子,受電場作用産生向負電極運動的内滲力,從而穿過沉積的塗層,使沉積塗層中的含水量顯着減少,約為5—15%左右,可直接烘烤,而得到結構緻密平整光滑的塗層。

特性

電泳塗料作為一類新型的低污染、省能源、省資源、起作保護和防腐蝕性的塗料,具有塗膜平整,耐水性和耐化學性好等特點,容易實現塗裝工業的機械化和自動化,适合形狀複雜,有邊緣棱角、孔穴工件塗裝,被大量應用于汽車、自動車、機電、家電等五金件的塗裝。

1、電泳塗裝可實現完全機械化、自動化,不僅減輕了勞動強度,而且還大幅度提高了勞動生産率,适用于大量流水線作業。

2、電泳塗料泳透率高,在水中完全溶解或乳化,配制成的槽液黏度很低,很容易浸透到被塗物的袋狀構造部及縫隙中,特别适合于異型導電材料的表面塗裝。

3、電泳槽液具有較高的導電性,塗料離子能在電場作用下快速泳動,在被塗物表面被中和後形成電中性濕漆膜,随着濕漆膜的增厚電阻增大,塗料粒子沉積量逐漸變小,從而形成均勻細緻的塗料膜。

4、塗料的利用率高,高達95%以上甚至100%。由于槽液的固體含量低、黏度小,被塗物帶出的塗料少,尤其是超濾技術的應用,實施塗裝過程封閉循環,塗料回收率高。

5、塗膜的防腐蝕能力強,電泳塗裝由于在電場作用下成膜均勻,因此采用電泳塗裝法能使工件的内腔、焊縫、邊緣耐腐蝕性顯着提高。

6、電泳塗料溶濟含量低,一是有利于環保,二是生産安全性好。

陰極電泳塗料經過30年的發展,國際上以美國為代表的塗料供應商不斷采用新技術,開發新産品,使電泳塗料不斷更新換代。新一代的陰極電泳塗料應具有以下特點:

A.新一代陰極電泳塗料的泳透率應進一步提高。泳透率越高,車身内部膜厚就越均勻,從而提高車身整體防腐蝕性,降低施工電壓,減少塗料用量。

B.提高邊緣防腐性。電泳過程中,一些邊緣部分由于塗料電化學作用,造成邊角塗層特别薄,從而腐蝕易在此處發生,通過改善塗料性能提高防腐能力。

C.降低顔基比。顔基比就是塗料中顔料與樹脂的比例,降低它可以增加樹脂的含量,提高塗料的流動性,降低膠體的沉降整速率,減少顔料絮凝和保護泵,降低材料消耗。

D.降低溶劑量。溶劑含量越高對環境污染越大,不利于工作。降低它有利保護環境,節約投資。

E.無鉛無錫,更趨環保型。鉛在電泳塗料的防腐蝕催化、鈍化和加速交聯等方面起着重要作用,但含鉛的顔料對裸鋼闆的防腐蝕影響很大,且鉛本身是毒性很強的元素,環保上對其限制甚嚴。錫的性能與鉛比較接近,通常二者混用。

局限性

1、電泳必須在通電的情況下才能進行,因此适用于具有導電性的被塗物(一般是金屬)。

2、導電特性不一樣的多種金屬組合成的被塗物,不宜采用電泳塗裝工藝,如有一些電泳塗料對Cu、Sn等金屬離子會産生過敏現象。

3、電泳塗料濕膜須烘烤後才能形成緻密的漆膜,因此不能耐高溫的被塗物也不能采用電泳塗裝工藝。

4、電泳槽底更新期為6個月以内,所以對小批量生産場合不宜采用電泳塗裝。

5、不同底材上的電泳塗料性能有差異。

6、要求有強大的技術力量作為支持,特别是彩色電泳,要做到預期的顔色效果,不是專業人員的話,在調色時有一定的難度。

施工方法

丙烯酸環氧樹脂陰極電泳漆是一種附着力強、耐侯性能優良、應用廣泛的水溶性塗料。

(1)前處理:主要用于金屬工件表面的清潔和磷化,以便滿足最終電泳塗裝的要求,常用的磷化有鐵系和鋅系磷化。常采用噴淋和浸漬的方法。

(2)電泳:電泳槽液含有80~90%的去離子水和10~20%的塗料固體。塗料固體中含有成膜的樹脂組分以及提供顔色的顔填料組分。

(3)電泳槽及附屬設備

a.整流器:提供直流電壓,供電泳塗裝;

b.循環:提供槽液循環,使槽液保持持續均一穩定;

c.熱交換系統:提供合适的工作液溫度;

d.過濾:用以除去塗料中的機械雜質;

e.超濾:控制塗料槽液的電導率,維護槽液品質;

f.槽液的回收系統:回收後沖洗帶出的電泳塗料,提高塗料的利用率;

(4)烘道:提供漆膜固化所需的塗料固化溫度。

主要問題

一、漆膜粗糙

1、産生原因及解決辦法

①槽液顔基比過高。(先取槽液測顔基比,同時排除其它因素,然後如果沒有其他問題就往電泳槽補加乳液,如效果改善可與供應廠家聯系研究繼續補加方案。)

②進入電泳槽的被塗工件及挂具不幹淨。(可能污染環節:1、預脫脂、脫脂,溫度過低或脫脂劑濃度過高,預脫脂、脫脂槽液污染嚴重,雜質含量過高。2、磷化,磷化渣沒有及時清理。)

③電泳槽由于過濾不良,使槽液機械雜質過多。(連續更換過濾袋,清洗過濾罐。如發現過濾罐中雜質過多時,需連續清洗)

④槽液中助溶劑含量偏低。(PH值過高時可适量補加冰醋酸)

⑤超濾噴淋效果差,工件挂漆較多形成漆點。(加強後續清洗)

⑥電泳後清洗不充分或未經UF1、UF2、純水2清洗。(嚴格按操作規程操作)

2、防止辦法

①根據檢測結果調整顔基比在控制範圍内。

②加強槽液及用具的管理,保持各工序、環節符合塗裝要求。

③經常檢查、更換過濾袋,加強過濾。

④按技術要求定期檢測助溶劑含量,保持助溶劑含量在控制範圍内。

⑤改善超濾噴淋效果,避免工件過多挂漆。

⑥加強清洗流程,可通過表面清潔度儀對清洗效果進行檢測,确保清洗效果。

二、縮孔、陷穴

1、産生原因及解決辦法

①槽液顔基比失調,顔料含量低。(先取槽液測顔基比,同時排除其它因素,然後如果沒有其他問題就往電泳槽補加色漿,如效果改善可與供應廠家聯系研究繼續補加方案。)

②被塗工件前處理不良或清洗後磷化膜上面落上油污、塵埃等。

③槽液中混入油污、塵埃、油飄浮在槽液面或乳化在槽液中。

④電泳後沖洗液混入油污。

⑤外來油污污染電泳塗膜。

⑥烘幹室内不幹淨、循環風内含油。

2、防止方法

①調整槽液的顔基比,補加色漿提高顔料含量。

②加強被塗工件脫脂工序的管理,确保磷化膜不被二次污染。

③在槽液循環系統安裝除油過濾裝,同時檢查油污染來源,以便徹底清除油法。

④加強後沖洗液水質的檢測,定期清洗更換過濾袋,以确保後沖洗水過濾質量。

⑤保持塗裝環境潔淨,清除對塗裝有害的物質,尤其是含有機矽物質源(如電纜、拉延油、防鏽油、防焊渣粘結劑、密封膠等),及相關車間的設備及工藝介質所使用的原材料和輔助材料都不能含有酯酮。

⑥按工藝規定,定期清掃烘幹室,保持烘幹室和循環熱風的清潔。

三、針孔

1、産生的原因

①槽液中雜質離子含量過高,施工電壓偏高,電解反應加劇,被塗工件表面産生氣體等。

②槽液溫度偏低,或攪拌不充分,助溶劑含量偏低。

③電泳塗裝後被塗工件出槽清洗不及時,濕塗膜産生再溶解現象。

④工件帶電入槽、槽液液面流速低、有氣泡堆積,泡沫随着被塗工件表面上形成針孔。

2、防止方法

①加強控制槽液中的雜質離子的濃度,定期檢測槽液各種離子濃度,降低雜質離子含量,根據槽液的工藝參數調整塗裝電壓。

②控制槽液溫度在工藝規定範圍,加強槽液攪拌。

③被塗工件離開槽液應立即用UF液或純水進行沖洗。時間最好不超過1min。

④為消除帶電入槽易産生針孔,一定要控制好槽液表面流速介于0.2~0.25m/s,以防止泡沫堆積,控制好運輸鍊速度不應低于工藝要求。

四、花斑

1、産生原因

①工件表面處理不好,磷化膜不均勻。

②磷化後的水質不好,水洗不充分。

③前處理後被塗工件二次污染。

2、防治方法

①查找原因,提高表面預處理質量。

②加強磷化後沖洗設備的檢查,确保噴嘴壓力在工藝規定範圍内。

③保持塗裝環境清潔,以防止前處理後的工件二次污染。

注意事項

1、配漆用純水電導率不大于10µs/cm。

2、使用此塗料前必須嚴格遵照施工工藝施工。

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