底面合一陰極電泳探討

底面合一陰極電泳涂裝工藝介紹濟(jì)南輕騎鈴木摩托車有限公司鄒艷芳安慶雷李鴿前言：電泳因其環(huán)保、安全、生產(chǎn)效率高、涂料利用率高、涂膜均勻、少人操作、易于管理等優(yōu)點(diǎn)深受涂裝界的歡迎。陽極電泳由于存在陽極氧化，作為陽極的工件被易溶解腐蝕受損。而陰極電泳以工件作為陰極，避免了陽極氧化的缺陷，被廣泛用于汽車、輕工、農(nóng)機(jī)、家電、儀表、文教用品、軍工、建材等各行業(yè)，且得到了飛躍發(fā)展。傳統(tǒng)的電泳涂料以環(huán)氧樹脂為主體，因其具有優(yōu)良的耐蝕性，而耐候性、豐滿性等性能不佳，一般用作涂裝底層，面漆還是以噴涂丙烯酸樹脂涂料來保證耐候性、豐滿性。本文要探討的底面合一陰極電泳涂裝只采用一次電泳即保證了涂層的耐蝕性、耐候性、豐滿性。底面合一陰極電泳漆以環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂為主體，由于兩種樹脂表面張力的不同，烘烤時表面張力大的環(huán)氧成分沉于下層，表面張力小的丙烯酸成分浮于表層，形成耐蝕性和耐候性均良好的涂層。主要適用于鋼鐵工件，下面以摩托車車架為例說明關(guān)于其施工工藝。一、底面合一電泳涂料底面合一電泳涂料含有環(huán)氧和丙烯酸兩種樹脂，施工一般也為雙組份，一組份為顏料份，一組份為樹脂份；分為雙組份的主要目的是生產(chǎn)過程中能比較容易的調(diào)整涂料的灰分和固體份。二、底面合一陰極電泳涂裝主要工序：前處理f電泳f水洗f預(yù)熱干燥f固化干燥1．前處理工序處理方式一般有噴淋和浸漬，與普通陽極、陰極電泳前處理要求基本一致。主要包括預(yù)脫脂f主脫脂f水洗f表面調(diào)整f磷化f水洗f純水洗。對于工件的除銹，這里專做說明。如果金屬工件表面有銹跡，依銹跡嚴(yán)重程度可以在脫脂后面增加酸洗工序。當(dāng)然，銹跡也可以通過其他方式來去除，如噴砂，但是依砂丸的粒徑大小，噴砂過的工件表面粗糙程度也不一致，電泳后涂膜光滑、豐滿程度會受到不同程度的影響。所以對于外觀要求比較高的工件來說，不建議采取噴砂的方式來除銹。對于摩托車車架的鋼管，一般表面黑色氧化層較厚，無浮銹，這樣的底材可以不進(jìn)行氧化層去除處理，附著力和耐蝕性影響不大。2．電泳工序前處理后的工件一般無需干燥直接進(jìn)入電泳槽。這里需要說明，進(jìn)入電泳槽前的工件表面應(yīng)保證全干或全濕。否則，由于濕表面與干表面的導(dǎo)電性不一樣，入槽后濕表面先附膜，然后干表面再附膜，這樣導(dǎo)致最終結(jié)果是涂膜干燥后在原干濕表面分界處有一條明顯的痕跡，不利于美觀。另外，經(jīng)過底面合一涂料電泳后的工件，一般不再需要面漆噴涂，所以對一次電泳產(chǎn)品外觀要求比較高。這就對該種電泳的防縮孔性提出要求：必須減少前處理帶入電泳槽中的油分。以立邦PTW270電泳漆為例，一般摩托車車架為了保證涂膜厚度在20-25m，設(shè)定常規(guī)參數(shù)如下：槽液溫度：27±1°C涂裝電壓：100-150V陽極電導(dǎo)率：400~700ps/cm槽液電導(dǎo)率：1200±200ps/cm槽液PH:6.1±0.2槽液固體分含量（NV）:14.0±1.0%電泳時間：1.5~2.5min3．水洗工序處理方式一般也有噴淋和浸漬，與普通陽極電泳、陰極電泳要求基本一致。工件從電泳槽出來后，表面會附著較多浮漆，需要通過2-3次的超濾液沖洗及后續(xù)純水和新鮮純水洗來除掉，以保證漆膜光滑、美觀。同時浮漆被回收到槽液中，循環(huán)使用來達(dá)到很高的涂料利用率。當(dāng)然若不考慮成本的話，UF水可再用RO生產(chǎn)出純水，最終的純水洗用此純水，能形成電泳后系統(tǒng)的絕對閉循環(huán)。筆者簡單估算過若使用UF+RO模式電泳涂料的利用率能達(dá)到99%以上。4．預(yù)熱干燥工序在預(yù)熱干燥工序中，電泳形成的濕涂膜接受80Cx15min的烘烤樹脂分層，水分初步揮發(fā)。由于涂膜內(nèi)兩種樹脂的表面張力不一致，通過加熱，樹脂在該工序中分層，環(huán)氧樹脂沉于下層形成高防銹涂膜，丙烯酸樹脂浮于上層高耐候涂膜，使兩種樹脂各行其職，優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮。另外，80Cx15min的預(yù)烘烤使涂膜中溶劑及水分緩慢揮發(fā)，可以有效防止二次流掛。同時，設(shè)置預(yù)烘烤還能防止涂膜因?yàn)楹婵旧郎剡^快而出現(xiàn)外觀光澤差的問題。5．固化干燥工序經(jīng)過預(yù)熱干燥后，工件再進(jìn)入固化干燥工序接受160°Cx10min的烘烤。該工序中，兩層樹脂交聯(lián)固化成膜。經(jīng)過以上工序形成的涂膜，經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)，各項(xiàng)性能如下：促進(jìn)耐候性SWOMSST光澤二菱鉛筆無痕硬度GB耐沖擊800H，光澤保持率〉80%600H，十字劃痕2.0以下60°,88%F50cm最后，再說說焊縫的問題。大部分鋼鐵工件，不可避免會存在焊縫。但由于焊縫表面存在一層絕緣結(jié)晶體物質(zhì)，該處電泳時無法形成漆膜，導(dǎo)致電泳后的工件焊縫全部無漆裸露，嚴(yán)重影響外觀。傳統(tǒng)的電泳只作為底漆的上漆工藝，電泳后再進(jìn)行面漆的噴涂，焊縫處可以被遮蓋，故焊縫在電泳時不上漆的問題也不是問題。但作為本文所述的底面合一的電泳工藝，工件只進(jìn)行一次涂裝，焊縫無法使用面漆遮蓋。為了解決該問題，可以采取兩種方式：1．電泳前工件毛坯噴砂去除焊縫表面的絕緣結(jié)晶體。這種方式能有效解決焊縫不上漆的問題，但由于噴砂也會破壞工件焊縫以外表面，影響電泳后涂膜光澤、平整度等外觀。如果對漆膜光澤、平整度要求不高的可以采取該種方式。2．電泳后對焊縫表面進(jìn)行噴涂補(bǔ)漆。為了不造成色差等問題，還是建議以電泳原漆進(jìn)行局部補(bǔ)漆。補(bǔ)漆工序的設(shè)置一般選擇在預(yù)熱干燥前或預(yù)熱干燥后。但在預(yù)熱干燥前，即使經(jīng)過壓縮空氣的吹水，電泳濕膜依舊會有一層水膜，再噴涂電泳原漆后，兩層濕膜不能很好的結(jié)合，經(jīng)預(yù)熱水分揮發(fā)后，焊縫外區(qū)域后補(bǔ)的漆膜就呈現(xiàn)皺起現(xiàn)象，影響外觀。但在預(yù)熱干燥后，電泳膜表面