陰極電泳涂料施工工藝
一、影響電沉積涂裝的因素
水溶性電沉積涂料的沉積過程伴隨著物理、化學(xué)的變化,影響電沉積的因素主要有以下方面:
1.固體份
固體份是影響涂膜質(zhì)量和電泳效果的主要參數(shù)之一,較高的固體份會(huì)使涂膜厚度增加,隨著固體份升高、泳透力也增高,但固體份太高時(shí),槽液黏度增大,超率液涂過量下降,對過濾、循環(huán)、后沖洗及設(shè)備的運(yùn)行會(huì)帶來不利的影響。同時(shí)由于固體份過高而使電泳速度快,漆膜變得粗糙,產(chǎn)生流痕;較低的固體份則使涂膜厚度變薄,外觀變差,樹脂老化加快,沉淀增多。因此,在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),固體份應(yīng)控制在上限為好,一般液槽的固體份變化范圍在±0.5%內(nèi)為好,應(yīng)避免固體份“時(shí)高時(shí)低”,這樣有利于涂層的質(zhì)量及液槽的穩(wěn)定性提高,同時(shí)也利于液槽的維護(hù)。
2.PH值
電泳槽的PH值是控制液槽穩(wěn)定性的最重要的因素,應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。陰極電泳涂料槽液呈酸性,必須保持適當(dāng)?shù)乃岫龋员WC電泳涂料的分散穩(wěn)定性。
當(dāng)PH升高時(shí)(陰極電泳涂料),液槽的穩(wěn)定性逐漸變差,伴有發(fā)粗、失光、結(jié)塊、針孔等現(xiàn)象,還可能導(dǎo)致大量的不溶顆粒,當(dāng)PH值降低時(shí),漆膜外觀變好,但PH值過低時(shí),漆膜返溶增加。
3.電導(dǎo)率
電導(dǎo)率可以衡量涂料粒子的移動(dòng)和通電能力,電導(dǎo)率的微小變化不會(huì)影響涂膜的性能,但對膜厚及泳透力有輕微的影響,過高的導(dǎo)電率會(huì)導(dǎo)致電解反應(yīng)的加劇,液槽的分散性變差,擊穿電壓降低,出現(xiàn)涂膜粗糙、失光等弊端,液槽的導(dǎo)電率高低取決于固體份和雜質(zhì)離子的含量多少。
4.雜質(zhì)離子含量
液槽中雜質(zhì)離子一般是由被涂物從前處理工序中帶入電泳槽中的,雜質(zhì)離子濃度越高,涂膜的外觀變差,擊穿電壓下降,涂膜性能下降,超濾液透過量變低。控制液槽中雜質(zhì)離子含量的辦法有:①加強(qiáng)前處理的水洗質(zhì)量,其被涂物的滴水導(dǎo)電率應(yīng)小于30 μs/cm; ②選用配套好、P/B的磷化膜;③排放超濾液,補(bǔ)加去離子水。
5.有機(jī)溶劑含量
電泳涂料中含有助溶作用的親水性有機(jī)溶劑,它對涂膜和涂料穩(wěn)定性有一定的影響。液槽中的有機(jī)溶劑含量越高,膜厚增加,光澤提高,但擊穿電壓下降,庫倫效率下降,漆膜附著力和抗腐蝕性變差,過高的助溶劑含量會(huì)使漆膜脫落。助溶劑含量降低,漆膜厚度下降,分散性變差,表面發(fā)粗光澤下降,易產(chǎn)生針孔。
6.電泳電壓
在電泳體系中,通常液槽溫度和電泳時(shí)間是一定的,如果需要提高或降低膜厚,可以通過升高或降低電壓來實(shí)現(xiàn)。電壓不僅能控制膜厚,同樣也能提高工件內(nèi)腔的泳透能力。但過高的電壓會(huì)產(chǎn)生漆膜缺陷,如針孔、橘皮、粗糙等,嚴(yán)重時(shí)還可以造成漆膜擊穿和脫落,電壓過低,泳透力降低,內(nèi)腔和夾縫處涂膜太薄,甚至無漆。在實(shí)際應(yīng)用中,電壓的高低應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、陰陽極間的距離來定,在保證漆膜厚度和泳透力的前提下,應(yīng)采取盡可能低的電壓進(jìn)行沉積。
7.電泳時(shí)間
隨著電泳時(shí)間的延長,膜厚逐漸增加,但電泳時(shí)間達(dá)到一定值時(shí),膜厚將不再增加,如果繼續(xù)延長時(shí)間可能導(dǎo)致漆膜外觀變差。一般電泳時(shí)間控制在1.5~3分鐘,對結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的工件,電泳時(shí)間可適當(dāng)延長。
8.液槽溫度
液槽溫度對涂膜的厚度、槽液的穩(wěn)定性都有很大的影響。溫度升高,電泳速度加快,槽液黏度降低,膜厚增加,涂膜表面粗糙度增加,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)流掛、橘皮、針孔等弊病。同時(shí)槽溫過高還會(huì)使槽液穩(wěn)定性降低,老化加快,使涂料產(chǎn)生凝聚和結(jié)塊,造成過濾系統(tǒng)和管道堵塞。溫度降低,電極反應(yīng)減慢,黏度增加,涂膜變薄,庫侖效率降低,涂膜豐滿度降低。槽液溫度太低,黏度增加,顏料沉淀加快,槽液的穩(wěn)定性下降。
9.陽極液系統(tǒng)的影響
陽極液的作用是通過陽極液的循環(huán)、補(bǔ)充和更換,調(diào)節(jié)液槽的PH值、電導(dǎo)率和雜質(zhì)離子的含量。陽極液電導(dǎo)率升高時(shí),導(dǎo)電性增強(qiáng),膜厚增加。陽極液電導(dǎo)率太高時(shí),涂膜變粗,易使涂膜產(chǎn)生針孔、失光。要定期對陽極液進(jìn)行檢測并清洗,對清洗后的電流仍然沒有變化的陽極隔膜應(yīng)及時(shí)更換,以保證電流值在正常范圍內(nèi)。
10.烘烤條件的影響
電泳后烘烤時(shí)間和溫度與涂膜固化程度密切相關(guān),如果達(dá)不到規(guī)定的時(shí)間和溫度,則涂膜不會(huì)固化;如果溫度過高,涂膜過度烘烤,二者都嚴(yán)重影響涂膜的性能。
二、涂裝工藝流程
采用我公司電泳涂料建議施工工藝如下:
上件→預(yù)脫脂→脫脂→水洗→水洗→表調(diào)→磷化→水洗→水洗→純水洗→電泳→UF1洗→UF2洗→純水洗→瀝干→烘烤→下件
施工工藝中的前處理工序?qū)κ┕ね磕べ|(zhì)量的好壞至關(guān)重要,盡管前處理工藝各不相同,但總的原則是以能滿足電泳涂裝條件為前提,在此前提下各施工單位可自會(huì)選擇前處理工藝,電泳施工要求電泳入槽工件必須無油、無銹、無機(jī)械雜質(zhì)、無酸、無堿、無磷浮灰等。
為了獲得良好的涂膜前處理工序應(yīng)滿足下列要求:
◆工件表面脫脂完全;
◆工件磷化后要求磷化膜均勻致密,無斑痕,無磷化浮塵;
◆磷化后末到道水洗噴瀝水液的電導(dǎo)率小于30 us/cm ,PH值在6.5~7.5之間。
三.陰極電泳涂料加漆比例及方法
1.單組份
初配槽:40%固含按漆:純水=1:1.3 68%固含按漆:純水=1:3
正常補(bǔ)加:用槽液把原漆在調(diào)漆罐中調(diào)整至25~30%固含,攪拌15分鐘,檢查無可見顆粒即可泵入電泳槽。
2.雙組份:
初配槽:黑色漿:乳液:純水=1:2:3或1:4:5或1:5:6,灰色漿:乳液;純水=1:3:4
正常補(bǔ)加:可直接由副槽加入色漿和乳液。
四.新建陰極電泳線槽液的配置方法
1.單組份
按原漆的固體份及其調(diào)漆比例計(jì)算,計(jì)算所投電泳槽所需的總純水量和總原漆量。先將所需總純水量的1/2加入到導(dǎo)電槽中,再將原漆加入調(diào)漆罐,開動(dòng)攪拌,用純水將原漆固含調(diào)整到25%~30%,攪拌15分鐘以上,以溶解均勻,無可見大顆粒為準(zhǔn),然后泵入電泳槽中,繼續(xù)以上過程至規(guī)定的電泳漆加完,然后補(bǔ)加剩余的純水至循環(huán)和液位正常,最后加入1~2‰的1#助劑,熟化48小時(shí)。
2.雙組份
按照色漿、乳液、純水的比例計(jì)算,先將1/2的純水加入電泳槽中,通過副槽直接加入或泵入乳液和色漿,加剩余的純水至循環(huán)和液位正常,最后加入1~2‰的1#助劑,熟化48小時(shí)。
五.新建陰極電泳先涂裝前的準(zhǔn)備工作
在完成設(shè)備驗(yàn)收調(diào)試及一般清洗后,應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)清洗以下設(shè)備:
◆電沉積槽及槽內(nèi)外的管路及相關(guān)設(shè)備
◆備用槽及槽內(nèi)外的管路;
◆水洗槽、水洗室及有關(guān)設(shè)備;
◆超濾裝置及有關(guān)設(shè)備;
◆陽極系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備;
◆攪漆裝置及管路;
◆調(diào)溫設(shè)備及純水供給設(shè)備
(一)推薦清洗工藝
◆用自來水清洗后,除去垃圾異物,需要時(shí)用6#助劑擦洗油污。
◆安裝好過濾器,將自來水加到循環(huán)水位,加1#和6#助劑各2~5‰,循環(huán)16小時(shí),排放用于清洗備用槽和水洗槽。
◆加滿自來水,加入0.5%氨水和0.5%的6#助劑循環(huán)8小時(shí),排放用于清洗備用槽、水洗槽。
◆用高壓水洗沖洗二遍;
◆用自來水沖洗二遍;
◆加滿去離子水至少循環(huán)12小時(shí),檢測導(dǎo)電率,導(dǎo)電率應(yīng)小于50 µs/cm,若高于此值,應(yīng)換離子水循環(huán)清洗。
◆取槽中的去離子水配漆做縮孔實(shí)驗(yàn),若合格則清洗完成,否則應(yīng)重新清洗至合格。
◆上述過程中,各閥門應(yīng)多次開閉,攪漆設(shè)備和陽極循環(huán)也同時(shí)清洗。
◆前處理設(shè)備及烘干設(shè)備也應(yīng)按設(shè)備制造廠要求進(jìn)行清洗。
(二)投槽:按照上述方法投槽
(三)試涂裝
◆在完成投槽后將槽溫調(diào)整到28℃。
◆在循環(huán)熟化24小時(shí)后檢測以下項(xiàng)目:PH值、電導(dǎo)率、固體份、有無縮孔等重大弊端。
◆配槽24小時(shí)后,啟動(dòng)UF裝置,開始運(yùn)轉(zhuǎn)超濾系統(tǒng)。
◆調(diào)整陽極液:在陽極液槽內(nèi)加去離子水和1#助劑配置極液(導(dǎo)電率600±200μs/cm),確認(rèn)極液槽-配管-隔膜的循環(huán)正常。
◆調(diào)整電泳后的水沖洗系統(tǒng)。
◆試涂裝:在熟化48小時(shí)后進(jìn)行工件的試涂裝,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來確定試涂裝的條件,檢查膜厚、外觀、干燥性,最終確定電壓、電泳時(shí)間、鏈速、烘道溫度等工藝條件,一旦確認(rèn)不再變化。
六.其他重要的工藝參數(shù)
◆主循環(huán)泵的循環(huán)量為4~6次/小時(shí),應(yīng)保證液面流速大于0.2m/s,距槽底50cm處的流速大于0.4m/s。
◆管路液體流速應(yīng)小于3m/s,且所有管路都要傾斜布置,以使管內(nèi)液體能完全排凈。
◆工件與陽極面積比例為4:1。
◆工件進(jìn)電泳槽前要瀝干、吹干或烘干。
◆工件預(yù)熱時(shí)間10~12min,保持180℃保持20min(工件體溫),干燥熱空氣循環(huán)6~10次/分鐘,新鮮空氣補(bǔ)給量每分鐘大于10%。
◆******更換周期應(yīng)為0.5~2個(gè)月,一般要求小于4個(gè)月,最長不大于5個(gè)月,更新周期過長,會(huì)給電泳液槽的管理增加麻煩,液槽穩(wěn)定性差,漆膜得不到保證。