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影响铝合金电泳涂装的主要因素

2011-12-17 14:35 作者: 来源: 本站 浏览: 590 次 我要评论影响铝合金电泳涂装的主要因素已关闭评论 字号:

摘要: 合金铝板等铝合金在相同预处理工艺条件下,决定电泳涂装质量的关键是控制电泳槽液的参数,其中主要有槽液固体分、pH值、电泳温度、电导率、电泳电压、电泳时间、极间距离和阴阳极两积之比以及搅拌、助溶剂和涂料等。 (1)槽液固体分。槽液固体分是指槽液中成膜物质(树脂与颜...

合金铝板等铝合金在相同预处理工艺条件下,决定电泳涂装质量的关键是控制电泳槽液的参数,其中主要有槽液固体分、pH值、电泳温度、电导率、电泳电压、电泳时间、极间距离和阴阳极两积之比以及搅拌、助溶剂和涂料等。

(1)槽液固体分。槽液固体分是指槽液中成膜物质(树脂与颜料)的含量,一般以质量百分比表示:Cs为电泳液固体分,%;Wbp为电泳液中树脂与颜料的质量,g;Wo电泳液质量,g。
槽液固体分是电泳涂装中很重要的工艺参散之一,它与电泳涂层的质量密切相关。如采用低固体分电泳液,则被涂物带出的损失小,电渗性较高,水洗用水量少。但固体分太低时涂层会变薄,易产生针孔;而固体分过高时,则涂层易产生粗糙、橘皮等缺陷。一般丙烯酸系电泳漆溶液的固体分保持在6%~10%之间。

(2)影响合金铝板电泳涂装PH值。电泳液的pH值是确保电泳树脂的水溶性以获得高  质量电泳涂层的重要参数。pH值过低,则电泳树脂的水溶性差而使电泳液变得浑浊甚至使树脂从电泳液中析出而无法进行电泳或者使涂层变得粗糙:pH值过高时则会使水的电解加剧而析出大量气泡,导致泳透力下降并使沉积的涂层产生再溶解而使涂层变薄,涂层外观质量变差,易产生针孔等缺陷。因此必须严格控制电泳液的pH值。在阳极电泳过程中,氨离子会不断积聚在电泳液中,使pH值及电导率有升高的趋势,可通过电泳漆精制设备进行调整。

(3)电泳温度。在电泳涂装过程中,有直流电压作用,使槽液温度有上升的趋势。当电泳液温度升高时。电泳树脂粒子的运动速度加快,涂层厚度增加,泳透力将降低,同时加剧了水的电解过程,使气泡释放量加大而导致涂层变得粗糙,容易出现橘皮,甚至流挂。因此需要对电泳温度加以控制,通常采用冷冻水通过一定的换热形式把热量带走。电泳温度过低时,必须使用较高电压以达到电泳目的。同时电泳液温度过高。会加速溶剂的挥发,不利于电导率的稳定和控制。

(4)电导率。电泳液初始电导率取决于电泳液的固体分、pH值、温度、纯水的纯净度及杂质离子等因素,控制这些因素即可使电泳液的初始电导率在正常范围。随着电泳生产过程的延续,槽液本身产生NH4及NH3将会使槽液的电导率增大,同时从前道工序带来的杂质离子也会增加,并在电泳槽中积聚,致使槽液电导率增大,引起电泳液的劣化、电压下降、泳透力降低,进而引起涂层表面粗糙、针孔等缺陷增多,严重时造成电泳液的报废。为了保持电泳液电导率的稳定,必须严格控制杂质离子的污染,因此必须加强控制预处理最后水洗水的洁净度,特别是进入电泳槽之前用去离子水冲洗显得十分重要;对已进入电泳液中的杂质离子,可通过采用离子变换原理的精制设备去除。

(5)电泳电压。电泳电压是由电泳树脂本身的分子量和结构特性决定的,一般有适用的电压范围,在此范围内,涂层厚度随电压的升高而增加。当电压不断升高时,涂层将被击穿,则会引起涂层粗糙、橘皮或针孔等;当电压太低时,泳动速度降低,成膜速度变慢,当成膜速度低于膜在电泳液中的溶解速度时则无法成膜。因此必须根据工件的要求确定一个最佳电压值。此外,电泳电压还与槽液的固体份、温度、pH值、电导率、极间距离、工件的表面特性如阳极氧化膜的厚度、有无电解着色、着色所用的盐类、所着颜色的深浅等因素有关,因此必须在特定的电泳液体系中,根据工件的表面状况经常调整电泳电压,使其在最佳的范围中。

(6)电泳时间。在电泳过程中,刚通电时,被涂工件完全裸露,与槽液间的电位差很大,电极反应剧烈,电流急速增加。为防止反应过于激烈,电流增加的速率可通过电泳电源的软启动功能来控制其达到最大电流的时间,一般软启动时间为30s左右。当涂层逐渐在工件上增厚时,涂层电阻增大,在涂层上的电位降亦增大,相应的涂层表面与槽液间电位差降低,电极反应逐渐趋于缓和。电流逐渐下降,树脂的沉积反应基本停止。

从电泳涂层的厚度增长来看,通电初期膜厚度增长速率较快,然后增长速率减缓,一般在2-3min后厚度趋于饱和,故电泳时间通常为2~3min,电泳时间过长,会使涂膜有变粗糙的倾向。另外,在电泳结束后,要尽量缩短工件出槽时间,以免涂层再溶解而影响其质量。

(7)极间距离和阴阳极面积之比(极比)。在电泳过程中,加载在电极间的电位为外加电压为电泳电流通过涂层(Rf)和电泳液(R1)两个负载的电位降之和,而电泳液的电阻R1与电极间的距离成正比,与电极表面积成反比。电极间距离越小,则电泳液的电位梯度越大,当被涂工件形状较复杂时。则工件各部位极间距离差别大而引起各部位电位差别大,在极距较小处电流较大,在极距较大处电流较小,使得沉积在各部位的涂层厚度不均。相反,如果极间距离过大,则R增大,要获得相同的沉积电流就需要更高的电压,使电沉积效率降低,并使电泳槽容量过大,增加了投槽时电泳涂料用量。因此必须控制适当的极间距离。一般可根据工件的复杂程度和工件的尺寸大小在500~700MM中选择,在建筑用铝型材方面,常用600mm。所谓极比是指阴极面积与被涂工件表面积之比。阴极面积太小也会引起R1的增大而产生不良影响。极比一般控制在0.8-1.0之间。

(8)搅拌。一般从槽底开始搅拌,搅拌可防止气泡残留在膜中,可使铝型材表面冷却,可使溶液成分、温度均匀,液面一般有0.1-O.2m/s的流速。

(9)助溶剂。电泳漆用的助溶剂为有机溶剂,用以改善丙烯酸树脂的分子量,提高其分散性。使水溶性提高,电泳性能提高,膜层厚度增加,光泽度增加,同时可以调节漆液的黏度,提高槽液的稳定性。一般采用醇类、醇醚类来调节树脂的水溶性。添加助溶剂,对电沉积量有所增加,添加不同助溶剂其效果不同。电泳槽液和水洗液在添加助溶剂时要适宜,用量过高,电泳漆膜电渗透性差,泳透力下降,漆膜变薄,易出现针孔,会加速沉积层的溶解速度,或使漆液的固体分溶解而发生分层现象,严重时出现下层胶凝现象。在生产和循环过程中,溶剂量因挥发而减少,所以经常要补加助溶剂醇类、醇醚类,保持槽液的稳定值。

合金铝板等铝合金型材电泳用溶剂主要是异丙醇(IPA)和乙二醇单丁醚(Bc).IPA的主要作用是消泡;Bc的主要作用是整平和增亮。

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