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时间:2017-11-12
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1、铝型材电泳涂漆工艺的生产实践 电泳涂漆工艺是在电场的作用下,铝型材阳极氧化膜的表面上沉积一层有机涂料膜,经高温固化成型。电泳涂漆型材表面光洁度高,色彩柔和典雅,并且突出了金属的质感。表面覆盖的一层漆膜晶莹剔透,不仅能抵抗水、泥、砂浆和酸雨的浸蚀,而且对于异形型材也有很好的涂装效果,这是其他处理方法不能相比的。日本90%的铝型材都经过电泳涂漆处理。近些年,随着涂漆工艺中反渗透技术的成熟与应用,电泳漆液的回收率高达100%,实现了无污染生产,生产成本大幅下降,为电泳涂漆工艺的推广使用奠定了坚实的基础。 1 电泳涂漆工艺原理 电泳涂漆分为阳极电泳和阴极电泳,根据基体
2、材料的种类或涂装的目的来选择使用电泳涂漆的类型。阴极电泳工艺一般是采用聚胺酯涂料对首饰表面进行涂覆处理。阳极电泳工艺中,第一代涂料为环氧树脂涂料,现在主要用于汽车底盘的表面处理;第二代为丙烯酸涂料,用于铝型材的表面处理。丙烯酸分子式为CH2CHCOOH,聚合成的丙烯酸树脂为一团乱麻,其中最外的羧基有70%被氨基所取代,因其树脂中存在—COONHR,使树脂具有水溶性,氨基树脂在高温下进行交联固化反应。涂料分子的均匀性对工艺操作有很大影响,一般来说,乳化越好,分子越均匀。 铝合金电泳涂漆工艺的原理是基材表面经阳极氧化处理后,形成由Al12O3,与A12(SO4)3,
3、所构成的多孔性蜂巢式的保护层。在直流电压作用下,铝合金作为阳极,电流通过氧化膜微孔电解水,产生H+和O2,同时,电泳涂料液在电场作用下,向阳极被涂物移动,与H’反应并沉积于被涂物上。在电场的作用下,膜中的水分子渗透析出,最终膜中水分含量低至2%~5%。经过烘烤产生交联反应硬化。电泳涂漆起到封闭多孔质氧化膜的作用。 电泳涂漆一般认为有4个过程: (1)电解:丙烯酸胺R-COONH2→R-COO-+NH2 水H2O→H-+OH- (2)电泳:电荷粒子在导电介质中受电位影响而移动。粒子的移行率与粒子的ZETA电位、电场大小、介质的介电系数成正比,而与漆液的黏度成
4、反比关系。 (1)工艺参数要求: 脱脂:硫酸180g/L~200g/L,时间2min~5min 碱冼;氢氧化钠40g/L~50g/L,时间2min~5min 中和:硫酸180g/L~200g/L,时间2min~5min 氧化:硫酸150g/L~180g/L,Al3+<150g/L,槽温(20±5)℃,电流密度为150A/m2~180A/m2。 着色:着色电压小于氧化电压,其他参数按配槽要求进行 电泳涂漆:固体质量分数5%~7%,PH值7.6~8.4,温度(23±3)℃,电导率25℃时590us/cm~900us/cm,涂漆时间40s~180s,涂漆电
5、压40v~160v 沥水:15min~20min 固化:温度170℃~180℃,时间30min (2)电泳涂膜的性能指标列表1 电沉积:R-COO-+H+→RCOOH↓ 3R-COO-+Al+→(RCOO)3→(RCOO)3Al↓ (1)电渗透:析出于阳极上的涂料膜,构造如同无数的毛细管。毛细管与水的界面存在电气二重层,水分在电场作用下,透过涂料膜脱水,而互换相反电荷造成渗透现象,称为电渗透。 2铝型材电泳涂漆工艺过程 (1)生产流程如图1所示。 ①光泽度:使用人射反射角度为600光泽度仪,标板设为100; ②硬度要求刮破硬度为3H; ③在m
6、t用”(NdOH)I%的水溶液浸泡Ⅺh保护等级大于9.5; ④在20~C~”(Hcl)5%的水溶液浸泡20h保护等级大于9.5; ⑤在沸水中浸泡8h后检测其失光率小于5%。 3 电泳涂漆工艺装备 (1)电泳电源:对于电泳电源的要求主要是纹波因素,国家标准规定,纹波系数必须小于6%。因为电压不稳会产生针孔、橘皮、失光等一系列缺陷。 (2)回收系统:对水洗槽中的漆液进行回收,实现无污染生产。关键部件有高压泵、RO膜等,是由电泳槽、电泳副槽、电泳后的两道水洗槽及回收膜管组成的封闭式回收系统。该系统的优势在于进入膜管的槽液成分稳定,对膜管有保护作用,在进行漆液回收时
7、达到各槽的动态流量平衡,如图2所示。 RO膜管采用高压反渗透技术,不断地从输入液中渗透出水,好的膜管产水量大,水质清彻。也有厂家采用海水淡化替代,当产量大或生产钛金黄色型材时,膜管易堵塞,而且出水质量差,漆液回收率提不上去。高压泵应选用专业厂家的产品,稳定的进水压力是膜管运行正常的必要条件。 (3)电泳精制系统:由阴塔和阳塔组成,阳树脂为大孔弱酸性树脂,阴树脂为强碱性树脂或大孔弱碱性树脂、利用树脂对杂质阴、阳离子进行交换生成H+和OH-,起到净化漆液的作用。好的树脂与生产出好的产品有着密切的关系,因此要注意树脂牌号的选择。 (4)循环过滤系统:由于生产时电
8、泳槽产生大
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