環保雙組份陰極電泳漆
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影響陰極電泳涂裝的因素

發布日期:2018-03-07 作者: 點擊:

影響陰極電泳涂裝的因素有哪些? 湖北電泳漆生產廠家就給大家說說下:   

1、 基材的表面性質       

陰極電泳涂裝過程中,作為陰極的基材,如低鋅、普鋅或含鋅鎳的磷化鋼板由于電解作用,沉積的涂層會有缺陷,影響電沉積涂層的防腐性能。此外,電泳時陰極表面堿性增強(開始電沉積時陰極附近的pH值約12),會使部分磷化膜溶解、基材表面微觀結構發生變化,影響整體涂層的性能。目前,解決的措施是改進磷化工藝,使基材表面覆蓋Zn與Mn、Ca、Fe等金屬的復合磷酸鹽[Zn2M(PO4)2·H2O](式中M為Fe、Ni、Mn和Ca),以提高磷化膜的耐堿性。      

值得注意的是,在不同基材表面上電沉積的涂層其熱性能也有差異。如在氧氣氣氛下,未經過磷化處理的鋼板上電沉積的環氧涂層在450℃即開始熱降解,熱降解殘余量約25%;表面鍍鋅-鎳合金的鋼板在520℃開始熱降解直至完全。這是因為不同基材表面對陰極放氫反應的催化活性不同,導致環氧主鏈的吸氫反應程度及涂層的多孔性呈現差異,從而影響了熱降解速率。此外,基材對于樹脂的固化溫度也有影響,比如鍍鎳表面環氧樹脂的固化溫度可降低20~30℃。  

2、 電泳前處理 

(1) 脫脂       

脫脂的目的是除去金屬表面的油污。目前脫脂普遍采用水溶性堿性脫脂劑,關鍵在于控制好脫脂溫度和脫脂時間。脫脂溫度過高,水解速度加快,工件表面易泛黃;溫度過低,不利于脫脂液中表面活性劑的潤濕、乳化、增溶等作用,脫脂不干凈。脫脂液除油能力隨pH值的提高而提高,但pH值過高可能使鋁及鋁合金等金屬工件被腐蝕。一般控制脫脂溫度60~80℃、脫脂時間10~15min效果較好。此外,脫脂后應立即清洗干凈。否則金屬表面覆蓋一層堿性物質,會影響后續除銹和磷化工序,最終使電泳涂層的抗腐蝕性下降。 

(2) 磷化       

對于陰極電泳涂裝,磷化膜必須是輕量極的(膜厚為2~6μm)過厚的磷化膜導致電阻增大,使電沉積的效率降低。此外,電泳涂裝還要求磷化膜致密而均勻,只有在工件的導電能力、電場強度一致的前提下,才能得到均勻的電沉積膜。我國廣泛采用鋅系或鋅鈣系中低溫、低渣快速磷化工藝。低鋅磷化與陰極電泳配套性好,可充分發揮陰極電泳涂裝的優勢,發達國家高檔汽車的電泳涂裝均采用低鋅磷化。磷化工序的控制重點是磷化液的游離酸和總酸度、促進劑含量,以及磷化溫度和時間。一般低鋅磷化采用NO3-促進劑體系(含量>15g/L),處理溫度50~60℃,浸入時間3~5min,總酸度20~27點(滴定10mL磷化液至酚酞終點時所消耗的氫氧化鈉溶液的毫升數),游離酸0.7~1.3點(滴定10mL磷化液至甲基橙終點時所消耗的氫氧化鈉溶液的毫升數)。若在鋅系或鋅鈣系磷化液中加入一定量的Ni2+或Mn2+(2~5g/L),可形成顆粒狀晶粒致密的磷化膜,增強磷化膜的耐堿性。從而提高電泳涂層的耐腐蝕性。此外,磷化后必須徹底洗凈磷化膜上殘留的可溶性鹽,因為在濕熱條件下這種可溶性鹽容易引起涂層的脫落,且它帶入電泳槽會嚴重污染電泳涂料。   

(3) 固體分      

陰極電泳槽液的固體分通??刂圃?8%~25%(質量分數),固體分的高低對涂料電沉積量的影響較大。涂料的固體分高,槽液導電性好,電沉積量也隨之增加,但固體分過高(> 30%),電沉積量增加過多,涂膜變得過厚,烘烤時因流平性不佳而在表面形成桔皮等弊??;固體分過低(<10%)時,涂料的泳透力低,涂膜的遮蓋力差,還會引起電解反應加劇,涂膜易產生針孔,槽液穩定性變差。實際涂裝過程中,由于涂料固體分的下降,需要定期檢測固體分的下降值,通過計算向槽液中補加新鮮電泳涂料。   

湖北電泳漆生產廠家

(4) 顏基比      

對以顏料為著色物質的陰極電泳漆,顏基比失調會導致涂膜的外觀和抗腐蝕能力變差。顏基比過高,涂膜粗糙無光澤,甚至顏料發生沉淀;顏基比過低,涂膜易產生針孔,抗腐蝕能力降低。陰極電泳過程中,一般通過向槽液中補加高顏基比的顏料漿的方法,以維持顏基比恒定在0.24~0.3。   

(5) 助溶劑       

助溶劑是陰極電泳涂料的重要組成部分,一方面有利于保持涂料的穩定,另一方面影響涂膜的質量。助溶劑含量太低,降低了樹脂的水溶性,導致電沉積量和泳透力降低;助溶劑含量太高,涂膜變厚,與此同時,泳透力和涂膜的擊穿電壓下降,槽液不易控制。通常,陰極電泳涂料中助溶劑含量為20%~40%;在中和及用水稀釋之后,槽液中有機溶劑一般控制在2%~5%。若選擇的助溶劑是低沸點的醇類溶劑,生產中還需注意定期補加其損失量。   

(6) 槽液的pH值       

電泳過程中,槽液的pH值是控制電泳涂料穩定性的重要因素。通常情況下,陰極電泳涂裝需嚴格控制pH在5.90~6.15。槽液的pH值太高,電泳涂料變得不穩定,嚴重時導致沉淀析出;槽液的pH值也不應過低,雖然pH值降低時電泳電流增大,電沉積量增加,有利于涂膜形成,但漆膜的再溶解程度也隨之加大。       

連續電泳時,由于樹脂不斷沉積,中和劑不斷積累,使得槽液pH值漸漸降低、電導率增大,導致泳透力降低。更為嚴重的是已沉積在工件上的漆膜重新溶解的趨勢加大,使沉積膜變薄,失光甚至露底。一般通過極罩法、補加低中和度涂料和更換超濾液的方法來調整pH值,使之穩定在規定的范圍之內。   

(7) 槽液電導率       

陰極電泳涂料槽液的電導率通常在1200~1600μS/cm,維持槽液一定的導電能力,保證涂層的質量。在電泳過程中,由于雜質離子的混入,以及游離出的中和劑的濃度增加的緣故,電導率會逐漸增大。電導率過高既增加耗電量,降低了泳透力,又使槽液升溫過快,涂膜光澤降低,顏料顆粒析出、漆膜抗腐蝕能力下降。   

(8) 槽液溫度      

槽液溫度對陰極電泳涂裝及涂膜性能的影響是非常顯著的。在其他工藝條件不變的情況下,升高溫度,槽液粘度降低,電極反應加快,同時涂膜的電阻值也下降,有利于電沉積,使膜厚增加。但槽液溫度過高(>35℃),涂膜變得粗糙,烘干后產生波浪狀的堆積,且槽液中的助溶劑易揮發,導致槽液變質,穩定性變差。溫度過低(<15℃ ),沉積量很小,涂膜很薄,光澤度和遮蓋力都差,且槽液粘度大,電沉積過程中產生的氣泡難以消除,漆膜易出現針孔。一般陰極電泳槽液溫度控制在 28~34℃,實際操作中需采取恒溫措施。以防止槽液溫度超出此范圍。   

(9) 電泳電壓       

陰極電泳涂裝的電壓主要取決于涂料的品種,操作時還應該綜合考慮極間距、極比、槽液溫度等因素,以確定最佳電壓范圍。電壓的高低對電泳涂膜的質量影響很大。通常電泳時間是固定的,通過提高或降低電壓來調節涂膜厚度。極間電壓越高,電場強度越強,電沉積量亦隨之增加,工件內表面及半封閉面的涂膜厚度增大。但電壓過高,工件入槽瞬間的沖擊電流太大,涂膜沉積速度過快,易造成涂膜外觀和性能變差。電壓高到超過電泳膜的擊穿電壓時,沉積涂膜被擊穿,電解反應加劇,電極表面產生大量氣體,涂膜表面產生大量氣泡。電泳電壓過低,涂料泳透力差,沉積速度慢,效率低,涂膜變薄。一般在保證涂膜外觀質量前提下,盡可能采用較高的電壓進行陰極電泳涂裝。電壓控制在150~340V為宜。      據文獻報道,陰極電泳涂裝時采用不同的供電方式對涂膜的外觀影響較大。線性升高電壓既可獲得較高的泳透力,又可限制峰值電流,防止涂膜弊病的產生。   

(10) 電泳時間       

一般情況下,電泳時間長,膜厚及泳透力會增加,涂膜電阻值也隨之增大,約2~3min后,涂膜達到一定厚度,厚度就幾乎不再增加。電泳時間過長,會導致涂膜缺陷產生,外觀變差。因此,在保證涂層質量前提下,應盡量縮短電泳時間,電泳結束后,被涂物應盡快從槽中取出,以免涂膜發生再溶解而變薄。   

(11) 極間距與極比       

陰極電泳時陽極與陰極(被涂物)之間的距離(極間距)和面積比值(極比)對電沉積效率有一定影響。極間距過遠,極間電阻增大,電沉積效率降低,沉積量減小,涂膜不均勻,局部甚至電泳不上;反之則會產生局部電流大和過量電沉積,影響膜厚均勻度。一般合適的極間距為50~400mm。對于較大的工件,必要時可設置輔助陽極,以達到合理的極間距范圍。陽極面積過大,被涂物表面易產生異常電沉積,沉積出的涂膜厚且粗糙,附著力也降低;陽極面積過小,電沉積效率降低,涂膜變薄,泳透力也低。一般合適的極比(陽極面積/陰極面積)為1/4~1/6。   

(12) 烘烤溫度和時間      

烘烤溫度和時間對涂膜的耐腐蝕性、耐沖擊性均有很大的影響。高溫長時間烘烤可能導致涂膜泛黃、變脆等;烘烤溫度太低,樹脂沒有充分交聯,耐腐蝕性變差。一般烘烤溫度為165~180℃,烘烤時間20~30min。

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