涂料技术
研究B11-2浅色高泳透力阳极电泳涂料及其应用
3.1电泳涂装工艺流程
预脱脂→脱脂→水洗→水洗→表调→磷化→水洗→去离子水清洗→电泳涂装→循环超滤液水洗→去离子水清洗→晾干→烘烤→包装。
3.1.1涂装前处理工序
首先,应将被涂物表面的各种污物(如油污、锈、污垢等)清洗干净,可用水润湿法检查清洁度;其次进行磷化处理,经磷化处理后被涂物表面磷化膜应致密均匀、结晶细腻,膜薄,无斑痕、无任何污物,以防止电泳涂装前被二次污染。对于电泳涂装,必须选择与该品种涂料配套性较好的轻量级磷化处理。
前处理应避免污物被带入电泳槽液中影响电泳槽液的稳定性及引起涂膜的种种弊病。
3.1.2电泳涂装工序
按规定的涂装工艺参数通直流电,使槽液中的成膜物质电泳沉积到被涂物表面,待到规定的时间后,取出被涂物进入下道工序。
电泳电压和时间与所用电泳涂装设备的结构、被涂物的材质、结构、电阻状态及极间距等有关。
调稀电泳涂料必须用标准去离子水,其电导率以不大于10μS/cm为好,如果电导率较大,将影响槽液质量。
3.1.3电泳涂装后水洗工序
为回收被涂物表面的浮漆和洗净被涂面,电泳涂装后水洗包括下列步骤:
(1)在电泳槽液出口处用循环超滤液喷洗30s或在循环超滤液中浸渍清洗;
(2)循环去离子水喷洗30s;
(3)沥液至被涂面无水痕为准。
3.1.4电泳涂装烘烤工序
经清洗的电泳涂膜含挥发分(水、有机溶剂等)较少,经晾干后手摸不粘手,可直接进入高温炉中烘烤,恒温至规定时间即可。
3.2电泳涂装工艺参数控制与管理
(1)严格控制电泳涂料的质量,必须按技术标准加强对涂料的检测。原漆检测项目:固体含量、粘度、pH值、电导率、细度;涂膜性能检测项目:附着力、柔韧性、冲击强度、硬度、耐盐水性、耐盐雾性、耐候性。
(2)加强电泳槽液工艺参数管理,严格控制电泳槽液的固体含量、pH值、电导率、温度、有机溶剂含量、颜基比等。
电泳槽液的固体含量是指电泳槽液中成膜物质(树脂、颜料、填料等)的含量,以质量百分比表示,一般阳极电泳槽液的固体含量为10%~15%。电泳槽液的固体含量与涂膜厚度及外观有关。在同等条件下,较高的固体含量通常使涂膜厚度及泳透力略有增加,但固体含量过高时,槽液粘度大,电渗性差,电沉积速度快,易造成涂膜厚、粗糙、附着力差,出现桔皮、堆积、外观平整度差等弊病。固体含量过低,电沉积速度慢,涂膜很薄,易出现“花脸”、针孔等疵病。
同时,随着电泳涂料成膜物质不断地电泳沉积到被涂物上,电泳槽液的固体含量必须补充,应按每天或每班的消耗量定时补加电泳涂料,使电泳槽液的固体含量保持在工艺参数范围内。
电泳槽液的pH值pH值是控制电泳槽液稳定性的重要因素之一,且与电泳特性有关,阳极电泳涂料的pH值范围为8.0±0.5。
在电泳涂装过程中,由于带负电荷的树脂沉积于被涂物表面而被带出,同时由于电解作用,阴极不断产生胺(氨),槽液的pH值会逐步上升。pH值高于允许范围时,会产生涂膜重溶现象,外观易出现凹凸不平、针孔、桔皮、露底和粗糙等疵病,pH值过高会引起电泳涂料质变;pH值过低,则槽液中树脂因凝聚而析出,树脂水溶性差,使涂膜易出现堆积、针孔、粗糙、附着力不好等疵病,且易使电泳槽液产生分层、槽液表面出现泡沫等现象。
阳极电泳涂料槽液pH值偏高时,调整的主要主法有:①补加低胺或无胺涂料;②离子交换树脂法处理;③阴极罩隔膜法处理;④电渗析法处理。
电泳槽液的电导率在正常工艺条件下,槽液的电导率控制在2500±500μS/cm。槽液电导率的微小变化不会影响涂膜性能,但对膜厚及泳透力有影响。槽液电导率过高时,泳透力下降,电沉积速度加快,电解反应剧烈,易产生大量气泡,使涂膜产生粗糙、堆积、桔皮、气泡针孔等现象。槽液电导率与pH值、固体含量及杂质离子含量之间呈正比关系变化。
槽液中杂质离子是由被涂物从前处理工序带入槽液中的(原漆中几乎不含杂质离子),槽液杂质离子含量增多,槽液的电导率亦随之增高,槽液的电导率主要取决于杂质离子含量。控制槽液的电导率方法有:强化前处理水洗,控制被涂物滴水电导率不大于50μS/cm;选用与阳极电泳涂料配套性较好的磷化处理;加强用去离子水置换超滤液来降低槽液的电导率。
电泳槽液的温度控制电泳槽液在适宜的温度是保证涂膜质量优良的一个重要因素,该涂料温度控制范围为10~35℃。随槽液温度升高,粘度降低,涂料粒子的布朗运动加剧,导致沉积速度加快,涂膜厚度增加;但槽液温度过高时,槽液中有机溶剂挥发快,槽液稳定性差,电沉积速度加快,易使涂膜粗糙,有孔隙、堆积、桔皮等现象,甚至导致涂膜破损;槽液温度过低时,涂料的水溶性降低,电沉积速度缓慢,易使涂膜变薄,深凹表面可能泳不上涂膜,还可能产生涂膜粗糙、无光等疵病。槽液温度还对泳透力有影响,通常温度较低时泳透力较高。
电泳槽液的有机溶剂含量电泳涂料中的有机溶剂起助溶作用,对膜厚和槽液稳定性有影响。槽液中有机溶剂含量较高时,槽液易变浑浊(与水的互溶性差),泳透力降低,破裂电压下降,易使涂膜出现发粘、堆积、粗糙、气泡针孔等疵病;有机溶剂含量偏低时,涂料水溶性降低,槽液易变浑浊、不稳定,涂膜易产生粗糙、不丰满、气泡针孔等现象。
电泳槽液的颜基比在电泳涂装过程中,涂膜的颜基比总是比槽液中颜基比高。由于槽液中少量的颜料沉淀和被涂物随泳涂带走,造成槽液的颜基比逐渐下降,这样涂膜的颜基比也随着下降,势必造成涂膜颜色淡而不均、光泽差、耐腐蚀性能下降等,所以要定时补加颜基比较高的电泳涂料,以保证电泳槽液的颜基比在工艺范围内。
3.3B11-2涂料涂装施工工艺参数
槽液固含量10%~15%,pH值8.0±0.5,电导率2500±500μS/cm,温度10~35℃,有机溶剂含量3%~8%,施工电压40~250V,涂装时间120~180s,阴阳极表面积比1:(1~4),表面流速不小于0.1m/s,电流密度10~30A/m2,槽液更新时间大于30个周期,膜固化条件190±10℃/20~30min。
3.4涂装线的主要设备装置
直流电源供给装置;电沉积槽;阴极装置;循环装置;涂料配制装置;过滤装置;热交换装置;纯水装置;水洗装置;超滤装置;烘烤装置等。
预脱脂→脱脂→水洗→水洗→表调→磷化→水洗→去离子水清洗→电泳涂装→循环超滤液水洗→去离子水清洗→晾干→烘烤→包装。
3.1.1涂装前处理工序
首先,应将被涂物表面的各种污物(如油污、锈、污垢等)清洗干净,可用水润湿法检查清洁度;其次进行磷化处理,经磷化处理后被涂物表面磷化膜应致密均匀、结晶细腻,膜薄,无斑痕、无任何污物,以防止电泳涂装前被二次污染。对于电泳涂装,必须选择与该品种涂料配套性较好的轻量级磷化处理。
前处理应避免污物被带入电泳槽液中影响电泳槽液的稳定性及引起涂膜的种种弊病。
3.1.2电泳涂装工序
按规定的涂装工艺参数通直流电,使槽液中的成膜物质电泳沉积到被涂物表面,待到规定的时间后,取出被涂物进入下道工序。
电泳电压和时间与所用电泳涂装设备的结构、被涂物的材质、结构、电阻状态及极间距等有关。
调稀电泳涂料必须用标准去离子水,其电导率以不大于10μS/cm为好,如果电导率较大,将影响槽液质量。
3.1.3电泳涂装后水洗工序
为回收被涂物表面的浮漆和洗净被涂面,电泳涂装后水洗包括下列步骤:
(1)在电泳槽液出口处用循环超滤液喷洗30s或在循环超滤液中浸渍清洗;
(2)循环去离子水喷洗30s;
(3)沥液至被涂面无水痕为准。
3.1.4电泳涂装烘烤工序
经清洗的电泳涂膜含挥发分(水、有机溶剂等)较少,经晾干后手摸不粘手,可直接进入高温炉中烘烤,恒温至规定时间即可。
3.2电泳涂装工艺参数控制与管理
(1)严格控制电泳涂料的质量,必须按技术标准加强对涂料的检测。原漆检测项目:固体含量、粘度、pH值、电导率、细度;涂膜性能检测项目:附着力、柔韧性、冲击强度、硬度、耐盐水性、耐盐雾性、耐候性。
(2)加强电泳槽液工艺参数管理,严格控制电泳槽液的固体含量、pH值、电导率、温度、有机溶剂含量、颜基比等。
电泳槽液的固体含量是指电泳槽液中成膜物质(树脂、颜料、填料等)的含量,以质量百分比表示,一般阳极电泳槽液的固体含量为10%~15%。电泳槽液的固体含量与涂膜厚度及外观有关。在同等条件下,较高的固体含量通常使涂膜厚度及泳透力略有增加,但固体含量过高时,槽液粘度大,电渗性差,电沉积速度快,易造成涂膜厚、粗糙、附着力差,出现桔皮、堆积、外观平整度差等弊病。固体含量过低,电沉积速度慢,涂膜很薄,易出现“花脸”、针孔等疵病。
同时,随着电泳涂料成膜物质不断地电泳沉积到被涂物上,电泳槽液的固体含量必须补充,应按每天或每班的消耗量定时补加电泳涂料,使电泳槽液的固体含量保持在工艺参数范围内。
电泳槽液的pH值pH值是控制电泳槽液稳定性的重要因素之一,且与电泳特性有关,阳极电泳涂料的pH值范围为8.0±0.5。
在电泳涂装过程中,由于带负电荷的树脂沉积于被涂物表面而被带出,同时由于电解作用,阴极不断产生胺(氨),槽液的pH值会逐步上升。pH值高于允许范围时,会产生涂膜重溶现象,外观易出现凹凸不平、针孔、桔皮、露底和粗糙等疵病,pH值过高会引起电泳涂料质变;pH值过低,则槽液中树脂因凝聚而析出,树脂水溶性差,使涂膜易出现堆积、针孔、粗糙、附着力不好等疵病,且易使电泳槽液产生分层、槽液表面出现泡沫等现象。
阳极电泳涂料槽液pH值偏高时,调整的主要主法有:①补加低胺或无胺涂料;②离子交换树脂法处理;③阴极罩隔膜法处理;④电渗析法处理。
电泳槽液的电导率在正常工艺条件下,槽液的电导率控制在2500±500μS/cm。槽液电导率的微小变化不会影响涂膜性能,但对膜厚及泳透力有影响。槽液电导率过高时,泳透力下降,电沉积速度加快,电解反应剧烈,易产生大量气泡,使涂膜产生粗糙、堆积、桔皮、气泡针孔等现象。槽液电导率与pH值、固体含量及杂质离子含量之间呈正比关系变化。
槽液中杂质离子是由被涂物从前处理工序带入槽液中的(原漆中几乎不含杂质离子),槽液杂质离子含量增多,槽液的电导率亦随之增高,槽液的电导率主要取决于杂质离子含量。控制槽液的电导率方法有:强化前处理水洗,控制被涂物滴水电导率不大于50μS/cm;选用与阳极电泳涂料配套性较好的磷化处理;加强用去离子水置换超滤液来降低槽液的电导率。
电泳槽液的温度控制电泳槽液在适宜的温度是保证涂膜质量优良的一个重要因素,该涂料温度控制范围为10~35℃。随槽液温度升高,粘度降低,涂料粒子的布朗运动加剧,导致沉积速度加快,涂膜厚度增加;但槽液温度过高时,槽液中有机溶剂挥发快,槽液稳定性差,电沉积速度加快,易使涂膜粗糙,有孔隙、堆积、桔皮等现象,甚至导致涂膜破损;槽液温度过低时,涂料的水溶性降低,电沉积速度缓慢,易使涂膜变薄,深凹表面可能泳不上涂膜,还可能产生涂膜粗糙、无光等疵病。槽液温度还对泳透力有影响,通常温度较低时泳透力较高。
电泳槽液的有机溶剂含量电泳涂料中的有机溶剂起助溶作用,对膜厚和槽液稳定性有影响。槽液中有机溶剂含量较高时,槽液易变浑浊(与水的互溶性差),泳透力降低,破裂电压下降,易使涂膜出现发粘、堆积、粗糙、气泡针孔等疵病;有机溶剂含量偏低时,涂料水溶性降低,槽液易变浑浊、不稳定,涂膜易产生粗糙、不丰满、气泡针孔等现象。
电泳槽液的颜基比在电泳涂装过程中,涂膜的颜基比总是比槽液中颜基比高。由于槽液中少量的颜料沉淀和被涂物随泳涂带走,造成槽液的颜基比逐渐下降,这样涂膜的颜基比也随着下降,势必造成涂膜颜色淡而不均、光泽差、耐腐蚀性能下降等,所以要定时补加颜基比较高的电泳涂料,以保证电泳槽液的颜基比在工艺范围内。
3.3B11-2涂料涂装施工工艺参数
槽液固含量10%~15%,pH值8.0±0.5,电导率2500±500μS/cm,温度10~35℃,有机溶剂含量3%~8%,施工电压40~250V,涂装时间120~180s,阴阳极表面积比1:(1~4),表面流速不小于0.1m/s,电流密度10~30A/m2,槽液更新时间大于30个周期,膜固化条件190±10℃/20~30min。
3.4涂装线的主要设备装置
直流电源供给装置;电沉积槽;阴极装置;循环装置;涂料配制装置;过滤装置;热交换装置;纯水装置;水洗装置;超滤装置;烘烤装置等。
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