电泳涂装讲义

电泳涂装,目录,电泳定义电泳漆之工作原理电泳的特点电泳涂装在环保方面的优势电泳与其他生产工艺的对比电泳涂装线之设备介绍电泳工艺流程影响电泳的因素电泳漆膜常见缺陷及防治方法,在胶体的溶液中，分散在介质中的带电胶体粒子，在直流电场的作用下，向着带异种电荷的电极方向移动，由于胶体粒子在运动过程中受到分散介质的阻力，相对于真溶液在电场中离子迁移的阻力要大得多，移动速度较慢，犹如在分散介质中泳动，故称为电泳。,1、电泳定义,电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。它包括四个过程：（1）电解（分解）在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子OH-，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2OOH-+H+（2）电泳（泳动、迁移）阳离子树脂及H+在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。,2、电泳漆之工作原理,（3）电沉积（析出）在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。（4）电渗（脱水）涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。,3、电泳的特点,（1）涂料利用率高，电泳涂料以水为稀释剂，一般浓度较低，粘度较小，由工件带出损耗很少，特别采用超滤循环水洗系统后，更少损耗，涂料的利用率可达95%以上。（2）涂层均匀，边缘覆盖性高，适应形状复杂的工件涂装，内腔表面也能沉积成膜，湿膜含水量很低，一般不存在流挂现象，通过控制电泳参数，还能调整涂膜厚度。（3）涂层有良好的力学性能，高分子树脂带电粒子，在电场作用下，定向沉积于工件表面，涂层具有优异附着力及抗冲击强度。,（4）电泳涂装基本不含有机溶剂，以水为分散介质，没有溶剂中毒和发生火灾的危险，不存在漆雾，从根本上改善了劳动条件及对环境的污染。（5）电泳涂膜具有突出的耐蚀性，耐盐雾性一般可达720H，甚至超过1000H。（6）适用于形状复杂的工件如汽车车身的涂装、不需加辅助电极，即可获得厚度均匀的涂层，从而简化了工艺。（7）利用金属本身具有的光泽，在不锈钢、铝合金、铜合金等材料上进行电泳涂装，其透明感强，具有金属光泽，并有良好的防腐和装饰性效果；对铁、锌合金等表面易变色的金属可采用半透明、亚光或隐蔽性电泳涂装来代替电镀层，有利于产品的多样化发展。,4、电泳涂装在环保方面的优势,传统的涂装技术主要有喷涂、静电、粉体等方式的涂装，但在环保方面都有不可避免的环境污染问题。而电泳涂装则有如下优点：（1）提高了产品的防腐性和装饰性，同时简化了表面处理的工艺流程和减少重金属废水排放量。（2）大大减少废水的排放量，从而可降低加工成本。,（3）对一些难以作为最终镀层合金的镀种，可在其上进行电泳涂装以代替镀铬或镀镍。（4）电泳涂装在环境污染和所使用的有机化学物方面也有着很高的环保性。其具体表现为：电泳涂装使用水溶性涂料，涂料中80以上是水分，溶剂挥发很少，对环境的污染也相应减少。电泳涂装主要使用丙烯酸树脂或环氧树脂（无铅），对人体无特别的毒性。电泳涂装过程中带出的涂料可100的回收利用。所以电泳涂装是今后涂装发展中最有前途的工艺之一。,5、电泳与其他生产工艺的对比电泳与电镀的对比,电泳与喷涂的对比,6、电泳涂装线之设备介绍,（1）电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。（2）电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下，应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置，以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。（3）搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致，多采用循环泵，漆液的循环一般每小时46次，当循环泵开动时，槽内漆液液面应均匀翻动。,（4）涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分，控制槽液的PH值，用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。（5）电泳电源的选择，一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关。（6）水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗，一般用去离子水，但需加压设备，常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。（7）烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜，可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段，应根据涂料的品种和工件的情况制订。,（1）前处理）电泳常见材质的前处理,7、电泳工艺流程,2）前处理工艺,（2）电泳烘烤检验包装,8、影响电泳的因素,电泳电压电泳时间电泳温度涂料的固体分和颜基比值电导率烘烤温度和时间,（1）电泳电压电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简单，易于控制。电压对漆膜的影响很大；电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力，缩短施工时间。但电压过高，会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低，电解反应慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两极间距成正比。钢铁表面为4070V，铝和铝合金表面可采用60100V，镀锌件采用7085V。,（）电泳时间漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达到一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反应；反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在保证涂层质量的条件下，越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟，大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂，可适当提高电压和延长时间。,（3）电泳温度涂料温度高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引起涂料变质；温度低，电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面1530。,（4）涂料的固体分和颜基比市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%15%。固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，涂料的稳定性差。固体分过高，粘度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。一般颜基比为1比2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中，涂料的颜料量会逐渐下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。,（）PH值电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜。PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力降低。一般要求施工过程中，PH值控制在7.58.5之间。在施工工程中，由于连续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄，导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液，更换阴极罩蒸馏水，用离子交换树脂除去铵离子，采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时，可加入乙醇铵来调节。,（7）烘烤温度和时间烘烤温度和时间对涂膜的耐腐蚀性、耐冲击性均有很大的影响。高温长时间烘烤可能导致涂膜泛黄、变脆等；烘烤温度太低，树脂没有充分交联，耐