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    原理:1、电泳是涂装金属工件最有效的方法之一。电泳涂装是将具有导电性的被涂物浸在装满水稀释的浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极(或阴极),在槽中另设置与其对应的阴极(或阳极),在两极间接通直流电一段时间后,在被涂物表面沉积出均匀细密、不被水溶解涂膜的一种特殊的涂装方法。 2、电泳涂装过程中伴随着四种化学物理变化,即电解、电泳、电沉积、电渗。 (1)电泳:在胶体溶液中,分散在介质中的带电胶体离子,在直流电场作用下,向着带异种电荷的电极方向移动,由于胶体离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,犹如在分散介质中的泳动,故称电泳。胶粒电泳速度取决于电场强度及水溶性树脂分散时的双电层结构特性。 (2)电解:当直流电场施加于含电解质水溶液时,水在电场中会发生电解,在阳极区析出氧气,阴极区析出氢气。 阳极反应:2OHˉ→ ↑ O2 + 2H+ 4e 阴极反应:H2O+e → ↑1/2H2 + OH 一般,电泳体中杂质离子含量愈高,即体系的电导愈大,水的电解作用愈是剧烈,这样由于大量气体在电极逸出,树脂沉积时就会夹杂气孔,导致涂层针孔及粗糙等弊病。因此,在电泳涂装过程中应尽量防止杂质离子带入电泳液中,以保证涂装质量。 (3)电沉积:在电泳涂装时,带电荷的粒子(树脂和颜填、料)在电场作用下到达相反电荷的电极,被H(阳极电泳)OH(阴极电泳)所中和,变成不溶于水的涂膜,这层漆膜很稳定,而且致密均一。这一过程称为电沉积。 如在阳极电泳中,当带负电荷的水溶性树脂粒子在直流电场作用下到达阳极(被涂工件)时,即发生电沉积反应,首先是OH放电: 2OHˉ → ↑O2 + 2H+ 4e OH+H=H2O 此反应的结果使阳极区周围H积聚,即局部PH值降低,这时过量H即于RCOO树脂阴离子反应,使树脂析出并沉积在阳极(被涂工件)表面: RCOO+H → ↓ROOOH 。 (4)电渗:这是分散介质向电泳粒子泳动相反方向运动的现象。在电泳涂装过程中的电渗作用是由于吸附于阳极上涂层中的水化正离子,受电场作用产生向负电极运动的内渗力,从而穿过沉积的涂层,使沉积涂层中的含水量显著减少,约为5—15%左右,可直接烘烤,而得到结构致密平整光滑的涂层。 电泳涂料作为一类新型的低污染、省能源、省资源、起作保护和防腐蚀性的涂料,具有涂膜平整,耐水性和耐化学性好等特点,容易实现涂装工业的机械化和自动化,适合形状复杂,有边缘棱角、孔穴工件涂装,被大量应用于汽车、自动车、机电、家电等五金件的涂装。 1、电泳涂装可实现完全机械化、自动化,不仅减轻了劳动强度,而且还大幅度提高了劳动生产率,适用于大量流水线作业。 2、电泳涂料泳透率高,在水中完全溶解或乳化,配制成的槽液黏度很低,很容易浸透到被涂物的袋状构造部及缝隙中,特别适合于异型导电材料的表面涂装。 3、电泳槽液具有较高的导电性,涂料离子能在电场作用下快速泳动,在被涂物表面被中和后形成电中性湿漆膜,随着湿漆膜的增厚电阻增大,涂料粒子沉积量逐渐变小,从而形成均匀细致的涂料膜。 4、涂料的利用率高,高达95%以上甚至100%。由于槽液的固体含量低、黏度小,被涂物带出的涂料少,尤其是超滤技术的应用,实施涂装过程封闭循环,涂料回收率高。 5、涂膜的防腐蚀能力强,电泳涂装由于在电场作用下成膜均匀,因此采用电泳涂装法能使工件的内腔、焊缝、边缘耐腐蚀性显著提高。 6、电泳涂料溶济含量低,一是有利于环保,二是生产安全性好。 阴极电泳涂料经过30年的发展,国际上以美国为代表的涂料供应商不断采用新技术,开发新产品,使电泳涂料不断更新换代。新一代的阴极电泳涂料应具有以下特点: A. 新一代阴极电泳涂料的泳透率应进一步提高。泳透率越高,车身内部膜厚就越均匀,从而提高车身整体防腐蚀性,降低施工电压,减少涂料用量。 B. 提高边缘防腐性。电泳过程中,一些边缘部分由于涂料电化学作用,造成边角涂层特别薄,从而腐蚀易在此处发生,通过改善涂料性能提高防腐能力。 C. 降低颜基比。颜基比就是涂料中颜料与树脂的比例,降低它可以增加树脂的含量,提高涂料的流动性,降低胶体的沉降整速率,减少颜料絮凝和保护泵,降低材料消耗。 D. 降低溶剂量。溶剂含量越高对环境污染越大,不利于工作。降低它有利保护环境,节约投资。 E. 无铅无锡,更趋环保型。铅在电泳涂料的防腐蚀催化、钝化和加速交联等方面起着重要作用,但含铅的颜料对裸钢板的防腐蚀影响很大,且铅本身是毒性很强的元素,环保上对其限制甚严。锡的性能与铅比较接近,通常二者混用。 局限性 1、电泳必须在通电的情况下才能进行,因此适用于具有导电性的被涂物(一般是金属)。 2、导电特性不一样的多种金属组合成的被涂物,不宜采用电泳涂装工艺,如有一些电泳涂料对Cu、Sn等金属离子会产生过敏现象。 3、电泳涂料湿膜须烘烤后才能形成致密的漆膜,因此不能耐高温的被涂物也不能采用电泳涂装工艺。 4、电泳槽底更新期为6个月以内,所以对小批量生产场合不宜采用电泳涂装。 5、不同底材上的电泳涂料性能有差异。 6、要求有强大的技术力量作为支持,特别是彩色电泳,要做到预期的颜色效果,不是专业人员的话,在调色时有一定的难度。 我们可知电泳漆涂装的工序一般比电镀少,原因是电泳漆本身可作上色之用又可当作保护膜可以省下一重工序.所以电泳漆涂装需时较少及比较经济.在仿金制作上,电镀技术需要镀上真金,但使用电泳漆涂装技术则可镀上仿金色省下成本. 1、钢模板电泳涂装工艺流程 除油除锈、水冲水洗、干燥、电泳上膝、水冲、烘干、喷商标、包装出厂。 2、对工艺流程的说明 除油除锈:采用二合一法,即除油、除锈一步法,溶液本厂自配。 水冲水洗:其目的在于去掉模板表面的酸碱残留物。水洗时,最好采用常流水。 电泳上漆:这是工艺的目的和核心。电泳槽内的电流、电压、固成份含量、PH值、电泳温度速度以及电泳槽附加设备的正确使用,是决定电泳上漆成败的关键。 烘干:钢模板电泳上漆后必须烘干。烘干箱工作温度为160-180℃,烘烤时间为30min。 电泳涂装所需的主要设备。各种水槽,电泳槽,通道式烘干箱,机械传动系统,电气 控制系统,漆液和漆膜设备,如电导仪,附着力测定仪等。 3、质量检测与控制 (1)漆液浓度 电泳漆与蒸馏水混合后,其浓度应达到10%-15%,浓度过高,漆膜流平性欠佳,易出现桔皮等缺陷。浓度过低,漆膜变薄,易出现现象。 (2)电压 电泳电压一般应控制在60V左右。电压升高,沉积量增加,漆膜变的粗糙,形成桔皮,电压过低,漆膜甚簿,甚至泳不上漆。 (3)PH值 一般漆液PH值在8-9时均能得到满意的漆膜。PH值过低,电泳槽内脉冲电流密度降低,从而造成模板局部无漆,形成花脸,PH值过高,会造成湿膜再溶解,使漆膜变簿,影响涂装质量。调整槽液的PH值有多种方法,我们选择了阴极罩法。阴极罩是将阴极板装在一个帆布袋内,袋用钢丝架支撑着,袋内装满蒸馏水。电泳时,胺的正离子和漆液中带正电荷的杂质离子(如水中的Ca2﹢、Mg2﹢)均可通过帆布进入阴极罩内,并在阴极放电。更换罩内蒸馏水,就可将杂质除去。 (4)电泳时间 电泳漆膜的厚度一般是随着电泳时间的增加而增加的,但是,当电泳时间到达一定点后,漆膜厚度就不再增加,其原因就是漆膜在达到一定厚度时产生绝缘。故采用处长电泳时间使漆膜增厚是行不通的,而且由于耗电增加,在经济上是不合算的。电泳时间一般有3min即可。 (5)电导率  电泳漆工作液的导电能力,通常用电导率表示。漆液的电导过低,漆膜不易形成;电导过高,造成漆膜外观粗糙。对同一种涂料而言,对漆液电导影响最大的因素是漆液中杂质离子的存在。因此,一定要通过控制杂质含量,保持电导率的正常值。 电泳涂装表面处理 涂装前工件的表面处理,是电泳涂装的一个重要环节,主要涉及除油、 除锈、表调、磷化等工序。其处理好坏,不仅影响膜外观、降低防腐性能,并能破坏漆液的稳定性。因此,对于涂装前工件表面,要求无油污、锈痕,无前处理药品及磷化沉化沉渣等,磷化膜结晶致密均匀。 针对前处理各工序,将不不一讨论,仅提出几点注意内容: 1)如除油锈不干净,不仅影响磷化膜的形成,且影响涂层的结合力、装饰性能和耐蚀性。漆膜易出现缩孔、针孔、“花脸”等弊病。 2)磷化:目的提高电泳膜的附着力和防腐能力。其作用如下: (1) 由于物理和化学作用,增强了有机涂膜对基材的附着力。 (2) 磷化膜使金属表面由优良导体变为不良导体,从而抑制金属表面微电池的形成,有效地阻碍了涂层腐蚀,成倍地提高涂层的耐蚀性和耐水性。 另外,只有在彻底脱底脱脂的基础上,在清洁、均匀、无油脂的表面上才能形成令人满意的磷化膜。从这一方面讲,磷化膜本身就是对前处理工艺效果的最直观最可靠的一个自检。 3)水洗:前处理各阶段水洗好坏将对整个前处理及漆膜质量产生很大影响。涂装前最后一道去离子水清洗,要确保被涂物的滴水电导率不大于30μs/cm。清洗不干净,如工件: (1) 残留余酸、磷化药液,漆液中树脂发生絮凝,稳定性变坏; (2) 残留异物(油污、尘埃),漆膜出现缩孔、颗粒等弊病; (3) 残留电解质、盐类、导致电解反应加剧,产生针孔等弊病。 电泳涂装参数管理 电泳涂装工艺条件包括以下四个方面13个条件(参数): 1)槽液的组成方面:固体份、灰份、MEQ和有机溶剂含量; 2)电泳条件方面:槽液温度、泳涂电压、泳涂时间; 3)槽液特性方面:PH值、电导率; 4)电泳特性方面:固化效率、最大电流值、膜厚和泳透力。 其中,泳涂电压和时间、槽液固体份、温度、PH值和电导率是现场控制和管理的主要项目 电泳涂装漆膜常见缺陷及防治方法 电泳涂装漆膜常见缺陷主要有漆膜粗糙、针孔、花斑、阴阳面、缩孔、失光、水痕等,造成这些缺陷的原因往往不是单一的因素。表1为电泳涂装常见及其防治方法。[2] 表1 电泳涂膜常见缺陷及防治方法 涂膜病态 产生原因 防治方法 漆膜粗糙 1、颜基比过高 2、槽液杂质离子过多,电导率过高 3、槽液中助溶剂含量偏低 4、槽液中混有机械杂质 1、补充低颜基比涂料 2、加强超滤、废弃超滤液 3、添加助溶剂 4、过滤去除杂质 针孔 1、电泳电压过高,电解反应过剧、产生气泡过多 2、助溶剂含量偏低 3、槽液杂质离子过高 4、槽液温度偏低 1、适当将低电压 2、添加助溶剂 3、超滤除去杂质离子 4、控制槽液温度 花斑 1、工件表面前处理不好,磷化膜不均匀 2、槽液附着表面,未及时洗净 3、槽液杂质离子过高 1、提高表面前处理质量 2、电泳后工件刚出槽尽快进行水洗 3、超滤除去杂质离子 阴阳面 1、槽液颜基比不合适,搅拌不均匀 2、工件在电泳槽中的位置不当 3、工件形状复杂,局部产生电场屏蔽 1、调整颜基比,控制搅拌速度 2、工件应保持在电场中心线与槽两边电极平行且距离相等 3、根据工件形状,适当布置辅助电极 缩孔 1、颜基比太低,颜料过少 2、表面前处理除油不彻底 3、外来油污污染电泳涂膜 1、补充高颜基比涂料 2、严格前处理工艺,尤其注意彻底脱脂 3、检查输送机构,挂具防止油滴污染涂膜 失光 1、槽液PH值失调 2、槽液中杂质离子过多 3、槽液温度太低、涂膜过薄 4、磷化膜粗糙 1、调正PH值 2、超滤除去杂质离子 3、适当提高槽液温度,增加沉积量 4、提高磷化质量,尽量采用细晶薄膜磷化工艺 水痕 1、前处理水洗不彻底 2、电泳沉积后,预烘干时间太短 3、涂抹冲洗后水滴从挂具上滴落到涂膜上 4、涂膜表面张力过大 1、严格控制水洗质量 2、加强预烘干过程 3、用导流板放置滴水,用压缩空气或鼓风吹干水滴 4、改善电泳漆涂膜表面张力 桔皮 1、槽液颜基比过小 2、助溶剂含量过低 3、电泳电压过高,涂膜过厚 4、槽液中低相对分子质量树脂增多 5、前处理水洗不净、磷化膜粗糙 1、补充颜基比较高的电泳漆 2、适当补充助溶剂 3、适当降低电泳电压 4、严格控制补充电泳漆质量 5、提高表面前处理质量 涂膜过薄    1、助溶剂含量偏低 2、颜基比偏高 3、pH值不当 4、槽液温度偏低 1、补充助溶剂 2、补加低颜基比涂料 3、调整pH值 4、适当提高槽液温度 涂膜过厚 1、槽液中助溶剂含量偏高 2、颜基比偏低 3、pH值不当 4、槽液温度偏高 1、废弃超滤液 2、补加高颜基比涂料 3、调整pH值 4、冷却降低槽液温度 工件表面涂膜过薄(泳透力下降) 1、颜基比偏低 2、槽液中助溶剂含量偏高 3、槽液杂质离子含量过多 4、电泳电压偏低 5、槽液搅拌不良 1、补充高颜基比涂料 2、废弃超滤液 3、废弃超滤液 4、适当提高电压 5、加强搅拌、疏通管道、喷嘴 喷涂作业生产效率高,适用于手工作业及工业自动化生产,应用范围广主要有五金、塑胶、家私、军工、船舶等领域,是现今应用最普遍的一种涂装方式;喷涂作业需要环境要求有百万级到百级的无尘车间,喷涂设备有喷枪,喷漆室,供漆室,固化炉/烘干炉,喷涂工件输送作业设备,消雾及废水,废气处理设备等。 喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂,既污染环境,不利于人体健康,又浪费涂料,造成经济损失。 大流量低压力雾化喷涂是低的雾化气压和低空气射流速度,低的雾化涂料运行速度改善了涂料从被涂物表面反弹出来的情况。使上漆率从普通空气喷涂的30%~40%,提高到了65%~85%。在轻革涂饰中用喷枪或喷浆机将涂饰喷于革面上。 喷涂作业安全技术措施 1.喷涂作业人员必须经过安全技术培训,未经培训不准工作。 2.喷漆作业前必须对所有的喷漆设备及工具进行全面检查,确认无问题时方可工作。 3.喷漆作业场所的通风净化应符合GB 6415的要求。 4.作业中,企业安全技术部门应设专人定时测定密闭空间内空气中氧含量和可燃气体浓度,氧含量应在18%以上,可燃气体浓度应低于爆炸下限的10%。 5. 舱内喷漆作业至少配备两人以上共同操作,若作业场所过于狭小,仅能容纳单人操作时,另外一人应负责监护。 6.高处喷漆作业应符合《船舶建造高处作业安全规程》。 7.多支喷枪同时作业,必须拉开间距(5m左右),并按一定的、同一方向进行喷涂。 8.特涂作业,其喷涂设备及软管应设专人管理,若设备出现故障或有异常情况,首先通知舱内人员撤出舱外,并由维修人员检修。 9.无气喷漆的高压射流和渗漏,会导致严重伤害事故,作业时应做到: a.任何时候不准将喷枪嘴对着别人及自身; b.不得用手指触摸喷嘴,或窥视枪口; c.清扫喷枪时,要切断泵驱动源,放掉压力,并使安全装置销往喷枪,才能进行清扫; d.喷枪停止使用时,必须把安全闩销住。 10.作业完毕后,必须及时将喷枪撤出舱外,并继续进行通风,直至漆膜完全固化。 11.喷漆作业结束后,应及时对工作场所进行清理,将剩余的涂料和溶剂及时送回仓库,不准随便乱放。 12.操作人员必须佩戴防护口罩,橡胶手套,眼罩等相关防护用品。 铁路、公路中的桥梁表面防水处理上维护桥梁耐久性的重要因素之一,因此,在先阶段大量的国家铁路网、公路网的工程建设中,需要在桥梁的表面大面积喷涂防水涂料。现有技术中,采用施工人员控制喷涂机进行喷涂,即将喷涂机放置在车上,由在车上的人操作喷头,控制喷涂机喷涂。这种喷涂方式主要存在以下缺点:一是施工人员的劳动强度大、效率低、人数多,满足不了大面积施工作业的要求;二是涂层质量不稳定,均匀性差,浪费涂料;三是精准性低,喷涂质量完全是由人工凭经验控制。 自动喷胶机 一种自动化喷涂设备,它解决了现有施工人员控制喷涂机进行喷涂存在劳动强度大、效率低、人数多,涂层质量不稳定,均匀性差,浪费涂料等的问题。本自动化喷涂设备,包括能够在地面上行驶的机动车和悬挂在机动车尾部的自动化横移喷涂装置,在机动车上设有控制机动车纵向匀速移动和控制自动化横移喷涂装置横向喷涂的控制系统。该自动化喷涂设备能够根据设定的参数自动进行大面积喷涂,减少用工人数、喷涂效率高;喷涂质量稳定均匀性好。 电机的表面喷漆设备工艺一向来都是按“热带电工产品涂漆”的方法进行(即二道环氧铁红底漆加二道氨基醇酸烘漆),第一道铁红底漆没有烘焙,因为涂漆后还要进行机械加工,另外与涂第二道底漆的时间相隔很长,有足够的时间干燥。所以第一道底漆没有烘焙,第二道底漆是在安装试验完毕后才进行的,第二道底漆和后两道氨基烘漆都进行烘焙,从前都是按这个工艺执行,没有出现什么问题。
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