电泳涂装工艺详解 涂装工艺流程
1、一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。
2、被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。
3、在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋较佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。
4、电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行
5、随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。因此,生产中应根据电压的损态卜失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的闷闭败电压降。
6、超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。在此系统的运行中应注意,蚂颤系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。
7、电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数:
8、电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。
9、对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。厚度5-30μm。
电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电泳涂装属于有机涂装,利用电流沉积漆膜,其工作原理为“异极相吸”。
电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。改指衫采用直流电源,金属工件浸于电泳漆液中。通电后,阳离子涂料粒子向阴极工件移动,阴离子涂料粒子向阳极工件移动,继而沉积在工件上,在工件表面形成均匀、连续的涂膜。当涂膜达到一定厚度(漆膜电阻大到一定程度),工件表面形成绝缘层,“异极相吸”停止,电泳涂装过程结束。整个电泳涂装过程可以概括为以下四个步骤:
●电解:水的电解
●电泳:带电的聚合物分别向阴极或阳极
泳动的过程
●电沉积:带电的聚合物分别在阴极或阳
极沉积的过程
●电渗:沉积的电泳涂膜收缩、脱去溶剂
和水,形成均匀致密的湿膜
电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法,仅适用于与一般涂料不同的电泳涂装专用的(水性水溶性或水乳液)涂料(简称电泳涂料)。
它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极(或阴极),在槽中另设置与其相对应的阴极(或阳极),在两极间通直流电一定时间,在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。根据被涂物的极性和电泳涂料的种类,电泳涂装法可分为两种:一是阳极电泳涂装法,被涂物为阳极,所采用的电泳涂料是阴离子型(带负电荷);二是阴极电泳涂装法,被涂物为阴极,所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)。电泳涂装在英语中简称ED(electro-depositon)、AED(阳极电泳涂装)、
CED(阴极电泳涂装)。
电泳涂装过程伴随电泳、电沉积、电解、电渗等四种化学物理作核腔用的组合,而形成涂膜,其原理介绍如下。
1、电泳(eletro phoresis)胶体溶液中的阳极和阴极接电后,在电场的作用下带正(或负)电荷胶体粒子向阴极(或阳极)一方泳动现象称为电泳。胶体溶液中的物质不是分子和离子形态,而是分散在液体中的溶质,该物质较大(10的-7次方—10的-9次方m 程度),不会沉淀,而是分散状态。
2、电沉积凝集(electro coagulation) 固体从液体中析出的现象称为凝集(凝聚、沉积),一般是由于冷却或浓缩溶液而产生,而电泳涂装中是借助于电。在阴极电泳涂装时带正电荷的粒子在阴极上凝聚,带负电荷的粒子(离子)在阳极聚集,当带正电荷的胶体粒子(树脂和颜料)到达阴极(被涂料)表面区(高碱性的介面层),得到电子,并与氢氧离子反应变成水不溶性,沉积在阴极(被涂物)上。
3、电解(electrolysis)在具有离子导电性的溶液中的阳极逗链和阴极接通直流电,阴离子吸往阳极,阳离子吸往阴极,并产生化学反应。在阳极产生金属溶解,电解氧化,产生氧气、氯气等,阳极是能产生氧化反应的电极。在阴极产生金属析出,并将H离子电解还原为氢气。
4、电渗(elestro and osmosis) 在用半透膜间隔的浓度不同的溶液的两端(阴极和阳极)通电后,低浓度的溶媒向高浓度侧移行现象称为电渗。刚沉积到被涂物表面上的涂膜是半渗透的膜,在电场的持续作用下,涂膜内部所含的水分从涂膜中渗析出来移向槽液,使涂膜脱水,这就是电渗。电渗使亲水的涂膜变成憎水涂膜,脱水使涂膜致密化。电渗性好的电泳涂料泳涂后的湿漆可用手摸也不粘手,可用水冲洗掉附着在湿漆膜上的槽液。
粉末电泳(EPC)是粉末涂装和电泳涂装的结合,也就是在有电泳性质的树脂水溶液中,把固体粉末粒子像颜料一样分散,然后使这些粒子带电进行电沉积的涂装方法
在有电泳性质的树脂水溶液中,把雀凳埋粉末粉料像颜料一样分散在溶液中,粉末粒子的表面浸润了作为分散介质的树脂水溶液粗喊,使它带上分散介质所具有的电荷。这些粒子向电极方向移动并在其表面析出,显示出通常的电泳涂装性质。我们把分散介质称为基料(Bi),被分散的粉末粒子叫做分散粉末(Po)。Bi和Po同时在电极上析出,烘烤时它们将同时构成涂膜的成分
Bi和Po有相容性(互溶性),在固化时会互相影响。Bi和Po用于EPC的必要条件如下:一是Po粒子要有良好的电泳性能。粒子不一定粒度小就好,而要有一定的粒度分布。Po是由一般的固体树脂和颜料组成的,它们都不溶于Bi的水溶液中。当然Po中的颜料应均匀分散在固体树脂中。二 Bi 同Po的树指基本上相容性,固化时可以自行固化或者与Po树脂进行交联
目前用于工顷蚂业化的Po是环氧树脂,Bi是环氧类的阴极电泳树脂(阳离子型树脂
(2)EPC的优缺点
EPC的主要优点在于:
a、涂装效率高,在数秒钟内即可获得涂膜,电泳槽体积小
b、通过调节电压和电极的位置,可方便地控制涂膜厚度40~100um范围内
c、可得到高性能的漆膜
d、不存在粉尘爆炸和操作都吸进粉尘危害健康的问题,烘烤时基本没有刺激性气体释放,不污染大气环境
e、容易回收,可以用沉淀法沉降粉末后加收再利用
EPC的主要缺点如下
a、EPC有涂膜厚,且含有一定的水分,烘烤时容易出现气泡和针孔,烘烤温度较高
b、容易产生缩边,特别是当溶液搅拌得不均匀时,会影响涂膜质量
EPC的工艺参数为
a、Bi和Po影响EPC的特点与Po、Bi、Po/Bi有关。Po/Bi比值和Po的粒度对EPC的性能影响很大,Po/Bi比值和Po变大时,涂膜变厚
b、电沉积条件的影响 电沉积电压和电沉积时间对EPC有影响。EPC随电沉积条件而变化。EPC在非常短的沉积时间内就能达到一定的沉积量。据介绍,所达到的沉积量与一般电沉积涂料相比,沉积电压增高,涂膜变厚,反之则下降
EPC的应用情况是:国外已经将EPC应用于汽车涂装。EPC也适用于建筑钢材、钢管等产品的防腐蚀涂装。因此EPC基本上属于粉末涂装范畴
EPC汽车涂装的工艺流程如下:磷化处理——EPC——水洗回收——水洗净——阴极电泳——水洗回收——烘烤——打磨——面漆
EPC技术还处于发展初期,其内容涉及树脂合成、分散技术、粉末制造、电化学等多种学科,因此该技术还有待进一步研究开发
最近我也在找这方面的资料,但只是从一本喷涂的书中找到这点关于电泳喷涂的资料。
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阴极电泳是一种高效的自动化涂装技术,适用于各种类型的汽车零部件。姿缺闷阴极电泳漆可以提供较高的耐腐蚀性、耐磨性和耐候性,同时具有良好的色泽和外观效果。
在汽车驾驶室的电泳涂装中,阴极电泳漆可以作为底漆使用,为后续涂装工艺提供良好的基础,同扮宏时可以增强汽车零部件的防腐性能和耐久性。