電沉積
陰極電泳漆離子化并穩(wěn)定的分散于水中的PH值5~6.7之間
陰極電泳漆的電沉積反應如下:
2H2O+2e→2 OH-+H2↑
Polym-N+HR’R”↓+ OH-→Polym - HR’R”H2O
電滲
電滲是分散介質向帶電粒子泳動相反方向運動的現象。剛沉積的漆膜是含水量高的半滲透膜,在電場力作用下,
涂膜中的水合離子向對電極移動,從而使涂膜中的水分時序滲析到槽燁中,濕膜的含水量減少到5%~15%,
涂膜呈現一定憎水性。此時的是是濕膜結構致密,附著強,不粘手,抗水沖洗,經水洗后可直接烘烤成膜。
電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點,電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。(1)采用水溶性涂料,以水為溶解介質,節(jié)省了大量有機溶劑,大大降低了大氣污染和環(huán)境危害,衛(wèi)生,同時避免了火災的隱患;
(2)涂裝效率高,涂料損失小,涂料的利用率可達90%~95%;
(3)涂膜厚度均勻,附著力強,涂裝質量好,工件各個部位如內層、凹陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜,解決了其他涂裝方法對復雜形狀工件的涂裝難題;
(4)生產效率高,施工可實現自動化連續(xù)生產,大大提高勞動效率;
(5)設備復雜,投資費用高,耗電量大,其烘干固化要求的溫度較高,涂料、涂裝的管理復雜,施工條件嚴格,并需進行廢水處理;
(6)只能采用水溶性涂料,在涂裝過程中不能改變顏色,涂料貯存過久穩(wěn)定性不易控制。
(7)電泳涂裝設備復雜,科技含量較高,適用于顏色固定的生產。
電壓電泳涂裝采用的是定電壓法,設備相對簡單,易于控制。電壓對漆膜的影響很大;電壓越高,電泳漆膜越厚,對于難以涂裝的部位可相應提高涂裝能力,縮短施工時間。但電壓過高,會引起漆膜表面粗糙,烘干后易產生“橘皮”現象。電壓過低,電解反應慢,漆膜薄而均勻,泳透力差。電壓的選擇由涂料種類和施工要求等確定。一般情況下,電壓與涂料的固體分及漆溫成反比,與兩極間距成正比。鋼鐵表面為40~70V,鋁和鋁合金表面可采用60~100V,鍍鋅件采用70~85V。
電泳時間漆膜厚度隨著電泳時間的延長而增加,但當漆膜達到一定厚度時,繼續(xù)延長時間,也不能增加厚度,反而會加劇副反應;反之,電泳時間過短,涂層過薄。電泳時間應根據所用的電壓,在保證涂層質量的條件下,越短越好。一般工件電泳時間為1至3分鐘,大型工件為3至4分鐘。如果被涂物件表面幾何形狀復雜,可適當提高電壓和延長時間。
涂料溫度涂料溫度高,成膜速率快,但漆膜外觀粗糙,還會引起涂料變質;溫度低,電沉積量少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工過程中,由于電沉積時部分電能轉化成熱能,循環(huán)系統(tǒng)內機械摩擦產生熱量,將導致涂料溫度上升。一般漆液溫度控制在某些方面15~30℃。
涂料的固體分和顏基比市售的電泳涂料的固體分一般為50%左右,施工時,需用蒸餾水將涂料固體分控制在10%~15%。固體含量太低,漆膜的遮蓋力不好,顏料易沉淀,涂料的穩(wěn)定性差。固體分過高,粘度提高,會造成漆膜粗糙疏松,附著力差。一般顏基比為1比2左右,高光澤電泳涂料的顏基比可控制在1比4。由于實際操作中,涂料的顏料量會逐漸下降,必須隨時添加顏料分高的涂料來調節(jié)。
涂料的PH值電泳涂料的PH值直接影響槽液的穩(wěn)定性。PH值過高,新沉積的涂膜會再溶解,漆膜變薄,電泳后沖洗會脫膜。PH值過低,工件表面光澤不一致,漆液的穩(wěn)定性不好,已溶解的樹脂會析出,漆膜表面粗糙,附著力降低。一般要求施工過程中,PH值控制在7.5~8.5之間。在施工工程中,由于連續(xù)進行電泳,陽離子的銨化合物在涂料中積蓄,導致PH值的上升。可采用補加低PH值的原液,更換陰極罩蒸餾水,用離子交換樹脂除去銨離子,采用陽極罩等方法降低PH值。若PH值過低時,可加入乙醇銨來調節(jié)。
涂料電阻被涂物件從前一道工序帶入電泳槽的雜質離子等引起涂料電阻值的下降,從而導致漆膜出現粗糙不均和針孔等弊病。在涂裝施工中,需對涂料進行凈化處理。為了得到高質量涂膜,可采用陰極罩設備,以除去銨及鈣、鎂等雜質正離子。