工件的电泳上色

工件的电泳上色开设十多个“开放式、讨论性”试验,本文介绍其中一个试验——工件的电泳上色的基本要点。

关键词:阴极电泳涂料;电泳上色;开放试验;试验教学:99,,-,510275,::.,,,10,,,.:,,,1引言电泳涂装是一种特别的涂膜形成方法。

阴极电泳涂料是随着电泳涂料的进展,继阳极电泳涂料之后进展的一种新型涂料,它具有水溶性、无毒、易于自动化掌握的特点,自1971年研制胜利第一代阴极电泳漆后,阴极电泳技术快速在汽车、建材、五金件、家电等行业中得到广泛应用。

1978年,通用和福特汽车公司基本上用阴极电泳技术代替了阳极电泳技术。

目前,阴极电泳技术以其优质、经济及平安等特点,已在各类金属基材的耐腐蚀和装饰性表面处理中全面取代阳极电泳技术。

阴极电泳涂料的种类许多,目前应用的主要有以双酚环氧树脂与有机***的加成物为骨架的环氧型阴极电泳涂料、以丙稀酸酯类共聚物为主体的阴极电泳涂料和聚氨酯类阴极电泳涂料[1,2]。

本试验用聚氨酯类丙稀酸聚氨酯阴极电泳涂料,在试验室条件下,以不同的工作电压、电泳时间对工件进行着色,得到一个较好的工艺条件。

2试验目的通过查阅文献,了解阴极电泳涂装技术和工件上色的基本原理和工艺过程;设计工件上色的试验方案,并组装相应的试验装置;优化电泳着色液配方和上色工艺;制作不同颜色的产品;撰写科技论文格式的综合性讨论报告,参与“开放式、讨论性”试验沟通答辩会。

13试验原理工件上色即为彩色电泳涂装技术,可分为阴极电泳和阳极电泳。

彩色阴极电泳的基本原理是,以工件为阴极,不锈钢或铜片为阳极,阴极电泳涂料为电解质构成电解池。

阴极电泳涂料由水溶性成膜树脂、助溶剂、色料、乳化剂等组成。

当电泳涂料分散于水中时,将形成带正电的胶体粒子,在直流电的作用下,胶体粒子向阴极移动,然后沉积在作为电泳阴极的工件表面上而形成致密的漆膜[3]。

漆膜的形成机理是,带正电的胶粒到达作为阴极的工件后,首先在电场强度最大的工件表面处形成点漆膜;由于漆膜的绝缘性,随着漆膜的形成电场分布不断发生变化,致使漆膜不断扩展,最终把整个工件掩盖。

阴极电泳涂装包括四个过程:一是树脂在电场中的电离和水的分解;二是带正电的胶粒吸附着色料向阴极移动;三是胶粒在阴极上放电而沉积成不溶于水的漆膜;四是漆膜内的水穿过漆膜回到本体电泳漆溶液中。

在工件表面漆膜的形成过程中,色料同时被漆膜匀称地“包裹”于工件表面。

通电一段时间后将工件取出,清洗掉表面带出的浮漆,随后放入烘箱使漆膜固化,从而得上色的工件成品。

4试验部分原材料、试剂及仪器工件:市场上购买的材料小饰物表面已经镀上一层银;阴极电泳涂料:丙稀酸聚氨酯+颜料金黄、紫红、浅蓝三色;***、脱水剂;稳压可调直流电源、烘炉等。

试验装置工件上色试验装置见图1。

电泳液图1工件上色试验装置示意图试验流程对工件进行上色,有一系列工序,其工艺流程如图2所示。

工件清洗,晾干电泳冲洗工件脱水烘干成品图2工件上色流程试验步骤1调配阴极电泳漆。

2将工件投入***溶液中浸泡2~3,轻轻摇动,除去工件表面的灰尘及油污此步后避开用手接触工件。

3用镊子取出工件,如图1把工件接入电路中。

留意工件与导线要接触良好,接触点面积要小,且2尽量在工件的内表面,以免影响成品外观。

操作要快速,可先把工件与导线接好,再放入电解池中。

4调整稳压直流电源,使电解池在20、22、25电压下分别电泳25、30、35。

5取出工件,先以蒸馏水轻轻冲洗,再放入脱水剂中脱水防止成品上有水痕。

最终放进烘炉,在150℃条件下烘30,使涂料固化得成品。

5需探讨和讨论的问题有多种因素,如电泳电压、电泳时间、漆液中固体含量、电泳液温度、漆液的防尘等影响电泳上色的效果。

本文在不同条件下进行了电泳上色试验,其结果示于表1。

表1不同电泳条件下在基材的上色效果比较电泳时间电泳电压253035涂料层很薄且不匀称,涂料层很薄且不匀称,涂料层较匀称,成20有的地方没有沉积。

有的地方没有沉积。

品色泽光亮,符合生不符合要求。

不符合要求。

产要求。

涂料层略薄,产品涂料厚度适中,成涂料层略厚,产品22有点反白。

基本符品色泽光亮,符合生色泽较暗。

基本符合合生产要求。

产要求。

生产要求。

电泳过于快速,涂料沉电泳过于快速,涂料沉电泳过于快速,涂料沉25积不匀称,工件表面有积不匀称,工件表面有积不匀称,工件表面有颗粒状沉淀,不符合要求。

颗粒状沉淀,不符合要求。

颗粒状沉淀,不符合要求。

1电泳电压膜的厚度可以通过提高或降低电压来调整。

提高电压可以增加漆膜的厚度,但是电压高时沉积速度快,易造成漆膜外观和性能变差。

电压过低,沉积速度慢,漆膜薄,生产效率低。

在保证外观和性能的前提下,尽可能用高一点的电压。

本试验所用漆的最佳操作电压为25。

2电泳时间电泳时间长,膜厚增加,但是到了肯定厚度就不会再增加。

在保证涂层质量的前提下,应尽量用短的电泳时间,以提高生产效率。

本试验所用漆最佳电泳时间为30秒。

3漆的固体含量漆中固体含量要恰当。

固体含量过高,电泳漆膜粗糙。

固体含量过低,漆膜的遮盖力不好,易产生针孔,而且槽液的稳定性差。

本试验用漆的最佳固体含量为8%。

4电泳液温度温度上升,漆液粘度降低,电极反应加快,膜厚增加。

但是,若温度过高,漆膜会变得粗糙,而且漆液的稳定性会变差。

本试验所用漆的电泳温度以20℃为佳。

5漆液的防尘生产上,漆液必需用超过滤泵日夜不停地过滤和循环漆液,目的是防止漆液团聚并去除漆中的灰尘等固体物质,以免漆膜有微小的颗粒,因此需要防尘来保证产品的质量。

6教学效果本试验紧密结合工业应用,融电化学原理、材料表面处理技术和涂装工艺学问于一体,具有讨论因素多、新奇性、趣味