铝型材电泳涂装设备工作原理解析

2019-09-05 09:14:41

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。

铝型材的电涂覆是一种涂覆方法,其中悬浮在电泳液中的诸如颜料和树脂的颗粒通过施加的电场定向迁移并沉积在一个电极的表面上。电泳涂料的原理是在20世纪30年代后期发明的,但这种技术和工业应用的发展是在1963年之后,电泳涂料是近30年来发展起来的一种特殊的涂膜形成方法,是一种水性涂料的实用施工工艺。它是水溶性的,无毒的,易于自动化和控制,并已广泛应用于汽车,建材,五金,家电等行业。

电泳涂层是将工件和相应的电极放入水溶性涂料中。连接电源后,依靠电场产生的物理和化学作用,使涂料中的树脂和颜料填料均匀涂在待涂物体表面。一种涂层方法,其中沉积物形成水不溶性漆膜。电泳涂层是一种极其复杂的电化学反应过程,其包括至少四个电泳,电沉积,电渗和电解过程。根据沉积性能,电泳涂层可分为阳极电泳(工件为阳极,涂层为阴离子)和阴极电泳(工件为阴极,涂层为阳离子);直流电泳和交流电泳可根据电源分;有恒压和恒流方法。目前,直流电源恒压法的阳极电泳在工业上得到广泛应用。

1面处理工件; 2电源; 3-工件; 4喷水冲洗; 5槽液体过滤; 6沉淀槽; 7循环泵

与其他涂层方法相比,电泳涂层具有以下特点:

(1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节约大量有机溶剂,大大减少空气污染和环境危害,安全卫生,同时避免火灾隐患;

(2)涂层效率高,涂层损失小,涂层利用率可达90%~95%;

(3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂层质量好,可在工件的各个部位如内层,凹陷,焊缝等处获得均匀光滑的漆膜,其他涂装方法均为解决了复杂形状的工件问题。绘画问题

(4)生产效率高,施工可实现自动连续生产,大大提高了劳动效率;

(5)设备复杂,投资成本高,耗电量大,干燥和固化所需温度高,涂装管理复杂,施工条件严格,需要进行废水处理;

(6)只能使用水溶性涂料。在涂装过程中颜色不能改变,涂料储存的稳定性不易控制。

一,电泳涂装设备

电泳涂装设备由电泳槽,搅拌装置,涂料过滤装置,温度调节装置,涂料管理装置,直流电源装置,电泳涂装后的水洗装置,超滤装置,烘烤组成装置,备用罐等。

电泳槽体的尺寸和形状应根据工件的尺寸,形状和构造过程确定。在确保两极之间的一定距离的条件下,应设计得尽可能小。该罐配备有过滤装置和温度调节装置,以确保涂料液体的一定温度并去除循环涂料液体中的杂质和气泡。搅拌装置可保持工作漆液均匀均匀,经常使用循环泵。漆液的循环通常为每小时4至6次。当循环泵启动时,罐内涂料液的液位应均匀转动。涂料管理装置的作用是补充涂料组合物的调节,控制浴的pH,用隔膜电极除去中和剂,并用超滤装置除去低分子量组分。电泳电源的选择通常使用DC电源。整流器件可以是硅整流器或晶闸管。电流的大小与涂层的性质,温度,工作区域和通电模式有关,通常为30至50A/m 2。水洗装置用于在电泳涂装之前和之后冲洗工件,通常使用去离子水,但是需要对装置加压,并且通常使用具有螺旋体的冲洗喷嘴。烘焙装置用于促进电泳涂层的干膜形成,并且可以使用电阻炉,感应电炉和红外烘焙装置。干燥室的设计应预热,加热和后加热。应根据涂层类型和工件状况进行配制。

二,影响电泳涂装的主要工艺参数

1,电压

电泳涂层采用恒压法,相对简单且易于控制。电压对漆膜影响很大;对于难以涂漆的部件,电压越高,电泳漆膜越厚,涂覆能力越好,施工时间越短。但是,如果电压过高,漆膜表面粗糙,干燥后容易发生“橘皮”现象。电压过低,电解反应缓慢,漆膜薄而均匀,游泳力差。电压的选择取决于涂层的类型和结构要求。通常,电压与涂层的固体含量和涂料的温度成反比,并且与两极之间的距离成比例。钢表面为40-70V,铝和铝合金表面为60-100V,镀锌部分为70-85V。

2,电泳时间

随着电泳时间的延长,漆膜的厚度增加。然而,当漆膜达到一定厚度时,膜长度延长,厚度不能增加,但副反应加剧;相反,电泳时间太短而且涂层太薄。在确保涂层质量的条件下,电泳时间应尽可能短,具体取决于所用的电压。典型的工件电泳时间为1至3分钟,大型工件为3至4分钟。如果待涂覆物体的表面几何形状复杂,则可以适当地增加电压和延伸时间。

3,涂料温度

涂布温度高,成膜速度快,但涂膜外观粗糙,涂料可能变质;温度低,电沉积量小,成膜缓慢,薄膜薄而致密。在构造过程中,由于在电沉积过程中电能部分转换成热能,循环系统中的机械摩擦产生热量,这将导致涂层温度升高。通常,涂料液体的温度在某些方面控制在15至30℃。

4,涂层的固体分数和颜料基比

可商购的电泳涂层通常具有约50%的固含量。在施工期间,用蒸馏水将涂料固体控制在10%至15%。固体含量太低,漆膜的遮盖力不好,颜料容易沉淀,涂料的稳定性差。当固体含量太高并且粘度增加时,漆膜粗糙且松散,并且粘附性差。通常,颜料与碱的比例约为1比2.高光泽电泳涂料的颜料基料比例可控制在1至4之间。由于实际操作,涂料中颜料的量会逐渐减少,并且有必要随时调整颜料含量高的涂料。

5,涂料的PH值

电泳涂层的pH直接影响浴的稳定性。如果pH值太高,新沉积的涂膜将再溶解,漆膜变薄,洗涤后膜将被除去。如果PH值太低,则工件的表面光泽不一致,涂料液的稳定性不好,溶解的树脂会沉淀,漆膜表面粗糙,粘附性降低。通常,在构建过程中,pH值控制在7.5和8.5之间。在构建过程中,阳离子铵化合物由于连续电泳而在涂料中累积,导致pH增加。可以添加具有低pH值的原料溶液,可以更换阴极盖蒸馏水,可以通过离子交换树脂除去铵离子,并且可以通过阳极盖等降低pH值。如果pH值太低,可以加入乙醇铵进行调节。

6,耐油漆

从先前工艺到待电泳槽的待涂物体的杂质离子导致涂料的电阻值降低,导致漆膜和针孔的粗糙不均匀等。在涂层结构中,涂料需要净化。为了获得高质量的涂膜,可以使用阴极覆盖装置去除铵和钙,镁和其他杂质的正离子。

7,工件与阴极之间的距离

距离很近,沉积效率高。但是,如果距离太近,漆膜会太厚并导致下垂,橘皮等。一般距离不小于20厘米。对于大而复杂形状的工件,当厚涂膜已经沉积在外面并且内涂膜仍然很薄时,应该在远离阴极的位置添加辅助阴极。

第三,电泳涂覆的方法和技巧

(1)一般金属表面的电泳涂层,工艺流程为:

预清洗→在线→脱脂→洗涤→除锈→洗涤→中和→洗涤→磷化→洗涤→钝化→电泳涂布→槽清洗→超滤洗涤→干燥→离线。

(2)基材和涂层物体的预处理对电泳涂膜有很大影响。铸件通常通过喷砂或喷丸喷砂处理,并且棉尘用于去除工件表面上的灰尘。

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砂纸除去残留在表面上的碎屑,例如钢丸。钢表面脱脂并除锈,当表面过高时,进行磷化和钝化表面处理。在阳极电泳前必须对黑色金属工件进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性差。在磷化处理中,通常使用锌盐磷化膜,并且厚度为约1至2μm,并且磷化膜需要精细且均匀。

(3)在过滤系统中,一般采用一次过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25至75μm。电泳涂层通过立式泵输送到过滤器进行过滤。考虑到综合更换周期和漆膜质量等因素,孔径为50μm的滤袋效果良好,不仅满足漆膜的质量要求,而且解决了漆膜堵塞的问题。滤袋。

(4)电泳涂料循环系统的循环量直接影响浴液的稳定性和漆膜的质量。增加循环量,浴液沉淀和减少气泡;但是浴的老化加速,能量消耗增加,并且浴的稳定性恶化。控制浴槽循环次数6~8次/h是理想的,不仅保证了漆膜的质量,而且保证了浴槽的稳定运行。

(5)随着生产时间的增加,阳极隔膜的阻抗增加,有效工作电压降低。因此,在生产中应根据电压的损失,逐渐增加电源的工作电压,以补偿阳极膜片的电压降。

(6)超滤系统控制工件中携带的杂质离子浓度,以确保涂层质量。在该系统的运行中,应注意系统应在运行后连续运行,严禁间歇运行以防止超滤膜变干。干燥的树脂和颜料附着在超滤膜上,不能彻底清洗,严重影响超滤膜的透水性和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间的延长而减少,连续操作应清洗30~40天,以确保超滤浸渍和漂洗所需的超滤水。

(7)电泳涂覆法适用于大量管道的生产过程。电泳槽的更新周期应在3个月内。以年产30万钢圈电泳生产线为例,对浴液的科学管理至关重要。定期测试浴液的各种参数,并根据测试结果调节和更换浴液。通常,浴的参数根据以下频率测量:电泳液,超滤液和超滤清洗液,负(阳)液,循环洗涤液,去离子清洗液PH值,固体含量和导电率,每天一次;基本比例,有机溶剂含量和实验室小罐测试每周进行两次。 (8)为了控制漆膜质量,应经常检查漆膜的均匀性和膜厚。外观不应有针孔,凹陷,橘皮,皱纹等。定期检查薄膜的附着力和耐腐蚀性。和其他理化指标。检查周期基于制造商的检验标准,通常需要检查每批。

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