谈阴极电泳涂装工艺设备的精益优化设计
30多年阴极电泳涂料和涂装技术不断取得进步和完善,如耐腐蚀性、泳透力、环保性等方面都有较大的提高。阴极电泳涂装已成为经得起考验、成熟的汽车车身打底涂装技术。2009年我国成为世界汽车生产的大国;铝型材阳极电泳时,阴极pH值会不断增加,采用离子交换树脂系统可去除槽液中的杂质,阴、阳离子使槽
电泳生产线安装
谈阴极电泳涂装工艺设备的精益优化设计
30多年阴极电泳涂料和涂装技术不断取得进步和完善,如耐腐蚀性、泳透力、环保性等方面都有较大的提高。阴极电泳涂装已成为经得起考验、成熟的汽车车身打底涂装技术。2009年我国成为世界汽车生产的大国;铝型材阳极电泳时,阴极pH值会不断增加,采用离子交换树脂系统可去除槽液中的杂质,阴、阳离子使槽液pH值稳定,若再加上反渗透装置(RO)则可实现闭路系统。上千万辆汽车,除部分大客车和改装车的车身外,都采用阴极电泳涂底漆工艺。CED涂装工艺至今仍是的汽车车身的涂底漆工艺,尚无理想的工艺来取代它。
阴极电泳涂装技术在汽车零部件(如车架、车轮、中小钣金件、减震器、雨刮器、车厢及金属部件等)涂装中也得到广泛应用,在其他工业涂装领域(如建材、轻工、农机、家用电器等金属件涂装领域)也得到普及和推广应用。
CDE电泳涂装的原理:
1)被涂物表面附近由于水的电解作用导致pH升高;
2)涂料粒子失去电荷从溶液中析出并沉淀形成涂膜;
3)电泳涂装过程伴随电解、电泳、电沉积(凝聚)、电渗等物理化学作用。CED涂装工艺及设备设计人员只有在弄清和熟知CED涂装原理,电解、电泳、电沉积(凝聚)、电渗等在涂装过程中的物理化学作用和下列相关技术(参数),才能灵活应用相关技术和打好精益设计的基础(基本功)。电泳涂装的操作流程及注意事项涂装是表面制造工艺中的一个重要环节。
1)电泳涂装的工艺参数(电泳条件):槽液温度、电泳电压、电泳时间、槽液特性(pH、电导率)及它们的相互关系;
2)槽液组成:固体分、灰分、MEQ值、库仑效率;
3)极距、电场强度、电泳的临界电压、工作电压、破坏电压;
4)电泳涂装时的电流、膜厚和湿漆膜电阻的变化及相互关系(见图2);
5)泳透力及影响泳透力的关键因素;
6)产生电泳漆膜弊病的原因及防治;如颗粒、缩孔、、再溶解、涂膜偏厚或偏薄、异常附着等,泳透力差、二次流痕、斑迹、外观不良、带电入槽阶梯、涂膜剥落等10多种电泳涂装独有弊病的病因及防治措施;
7)通电方式:带电入槽和入槽后通电(即工件全浸没后通电);带电出槽,不分段和分段电压供电;它们适用于何种工况;
8)电泳后清洗的功能及目的,如何防止再溶解,如何降低耗水量和减少污水排放量。如果涂装工艺/设备设计人员欠缺上述技术知识,除能翻版设计外,就谈不上灵活应用相关技术,做不到按工况和被涂物性状进行精益设计或有所,势必造成一定的生产隐患。
增加电泳后清洗次数有负作用
电泳后用超滤(UF)液和纯水清洗的目的是洗掉湿电泳涂膜表面的电泳槽液,并回收提高CED涂料的利用率;提高电泳后涂膜的外观质量,消除第二次流痕,终用纯水洗掉杂质离子,与脱脂、磷化后水洗的不同之处要防止湿电泳涂膜再溶解。
常规典型的汽车车身电泳后清洗设备选用3段一喷两浸的清洗方式,UF液喷、浸各1次,占用2段;纯水浸占1段。在浸槽出口按需设置喷淋管,在沥水段设置预清洗管和新鲜UF液、纯水喷管。
近年来有推荐电泳后清洗设计采用4或5段浸喷结合式(2~3喷+2浸);UF液洗占“喷-浸-喷”3段,纯水洗占“喷-浸”1~2段。
电渗:电泳涂装过程中,漆膜沉积的初始阶段
粒子(或离子)电荷不一定全部被中和、放电。沉积所得的漆膜结构是疏松的,含水量相当高,离子能通过。因此,电渗的作用是:当继续通电时,阴极表面产生的阴离子通过漆膜向阳极方向移动,并在漆膜表面与涂料粒子中和形成新的沉积漆膜。同时,阴离子渗出时夹带着水分子移动,使漆膜内所含水分逐渐排到漆膜外,后形成含水率很低,电阻相当高的致密漆膜,这种漆膜就可直接进入烘箱中固化,形成终的电泳涂层。2)涂膜厚度:膜厚应均匀、膜厚差应控制在工艺设计膜厚±2μm。
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