铝型材的电泳涂装工艺
- 格式:doc
- 大小:26.50 KB
- 文档页数:3
铝型材电泳工艺电泳涂漆分为阳极电泳和阴极电泳,根据基体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,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-CO ONH2→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,而与漆液的黏度成反比关系。
(1)工艺参数要求:脱脂:硫酸180g/L~200 g/L,时间2min~5min碱冼;氢氧化钠40 g/L~50 g/L,时间2min~5min中和:硫酸180 g/L~200 g/L,时间2min~5min氧化:硫酸150 g/L~180 g/L,Al3+<150 g/L,槽温(20±5)℃,电流密度为150A/m2~180 A/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~900 us/cm,涂漆时间40s~180s,涂漆电压40v~160v沥水:15 min~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。
铝材电泳涂漆的原理及应用1. 原理铝材电泳涂漆是一种常用的表面涂装技术,其原理是利用静电吸引力将涂料粒子沉积在铝材表面,形成整齐平坦、均匀致密的漆膜。
具体的原理如下:•电解质溶液:在电泳涂漆过程中,准备一个含有涂料颗粒和电解质的溶液。
涂料颗粒带有正电荷,而电解质则会在溶液中形成负电离子,形成带负电荷的涂料颗粒溶液。
•电极反应:在电泳涂漆过程中,铝材作为阳极放置于电泳槽中,而阴极则连接到负极,形成电场。
当电极反应开始时,阳极表面通常会生成氧化膜,这有助于增强涂层附着力。
•静电吸引:在电泳涂漆过程中,铝材表面带有阳极电荷,在电场的作用下,带负电荷的涂料颗粒会受到吸引并沉积在铝材表面。
这种静电吸引力使得涂料能够均匀地覆盖整个表面,形成一层致密的涂层。
•硬化和固化:在铝电泳涂漆完成后,通常需要进行硬化和固化过程。
这可以通过加热涂层来实现,使其达到之前预定的硬度和耐久性。
2. 应用铝材电泳涂漆具有广泛的应用领域,特别适用于铝制品的美观、防护和耐腐蚀性要求较高的场景。
以下是一些常见的应用领域:•建筑领域:铝材电泳涂漆广泛应用于建筑领域,如铝合金门窗、幕墙、阳台等。
通过电泳涂漆,可以使铝材具有抗紫外线、耐久性强、色彩丰富等特点,提高产品的质感和寿命。
•汽车工业:铝材电泳涂漆在汽车工业中也得到了广泛应用。
例如,汽车的车身、车门、行李架等都可以采用电泳涂漆技术,以提供优异的外部表面保护和装饰效果。
•电子业:铝材电泳涂漆在电子业中也有重要的应用。
铝制电路板、外壳和散热器等产品经过电泳涂漆后,能够提高电路板的绝缘性能、电子器件的散热效果,并且外观更加美观。
•家具与家居:铝材电泳涂漆在家具与家居领域也有广泛的应用。
铝制家具、窗帘轨道、衣柜等产品可以通过电泳涂漆来实现表面保护和装饰。
•工业设备:铝材电泳涂漆在工业设备领域也得到了应用。
例如,工业制造中的机械零部件、输送机、流水线等都可以通过电泳涂漆来实现外部保护和提高装饰性。
铝合金电泳工艺流程
《铝合金电泳工艺流程》
铝合金电泳工艺是一种常见的表面处理技术,可以用于提高铝合金制品的耐腐蚀性和外观质量。
该工艺流程包括预处理、电泳涂装、干燥和固化四个主要步骤。
首先是预处理阶段,这一步骤主要是对铝合金材料进行清洁和表面处理,以保证电泳涂装后的涂层能够更好地附着在铝合金表面。
常见的预处理方法包括碱洗、酸洗和磷化处理。
接下来是电泳涂装步骤,铝合金制品通过悬挂在槽中并与电源连接,将带有颜料和树脂的电泳漆通过直流电场均匀地沉积在铝合金表面上。
这种方式能够使涂层均匀、致密、耐腐蚀和具有一定的机械性能。
同时还能够根据所需颜色的涂料粒子的大小进行选择。
在涂装完成后,铝合金制品需要进行干燥,这一步骤主要是将残留在涂层表面的水分蒸发掉,以便接下来的固化过程。
最后是固化阶段,通过加热使电泳漆的树脂在150℃-200℃左
右固化,这样能确保涂层的硬度和耐腐蚀性。
在固化的过程中,也可能添加光亮剂以增加涂层的光泽度。
铝合金电泳工艺流程的完成,表明铝合金制品已经具备了优异的耐腐蚀性和外观质量,因此得到了广泛应用。
铝型材的电泳涂装工艺我国铝型材业经过20年的发展,已形成一个完整的工业体系,成为国民经济的支柱产业之一。
原铝产量已达到250万吨以上,占世界第三位,拥有铝加工企业1000多家,生产能力已达到350万吨/年,铝型材产量已达100万吨/年。
目前已进入高档发展时期,铝型材的表面处理技术发展迅速,由单一的古铜料发展到拥有粉末涂装、喷涂氟碳涂料、有机和无机染色、电泳涂装、机械和化学抛光等工艺手段,新一代的木纹化处理技术,三段电解多色着色以及微弧氧化着色技术也在试产中,铝型材的外观有钛金、金黄、香槟、仿不锈钢及各种色彩,还有显示镜面、沙石、亚光、珠光等特殊效果的。
在众多的表面处理技术中,电泳涂装是最具发展方向的适用技术。
铝型材经阳极化和电解着色后再进行电泳涂装,有双层保护。
具有高透明,高度金属质感,高耐蚀及高耐候性,比喷漆、粉末喷涂更具装饰性,深受用户喜爱,已广泛进入家庭装修,潜在市场极大。
其二,工艺容易实施,只要在原生产线上增加几个槽与铝氧化着色形成流水线生产,水溶性电泳涂装安全,可以实现闭路循环,有利于环保。
其三,更重要的是电泳型材更具魅力,是高档、豪华型材的典范。
拥有电泳涂装线成为铝型材厂综合技术水平的重要标志。
2.4.2铝型材的电泳涂装2.4.2.1电泳涂装的特点自20世纪30年代电泳涂料在福特汽车公司车轮涂装线上使用以来,其应用得到了飞速发展。
透明的、具耐候性的丙烯酸类和聚氨酯类电泳涂料自70年代开始已成功用于金属表面的装饰和保护,如铜字招牌保护,不锈钢及电镀制品的装饰和保护,作为最终保护装饰层的最具代表性的就是建筑铝型材的电泳涂装。
铝材型材传统的表面处理工艺是氧化、着色及封闭处理,这种铝材的转化膜在户外长期使用时,特别是在酸雨或海洋环境中时,容易腐蚀,耐久性差,因此自70年代开始,人们尝试用涂料涂装的方法来提高建筑用铝型材的装饰性能及使用年限,目前,已工业化成功使用的有电泳涂漆、粉末涂装和氟碳喷涂。
电泳的工艺流程--铝合金电泳首先: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。
电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。
具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。
电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。
电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。
目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。
1-经表面处理后的工件;2-电源;3-工件;4-喷水冲洗;5-槽液过滤;6-沉积槽;7-循环泵电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点:(1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患;(2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%;(3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;(4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率;(5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理;(6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。
铝合金电泳工艺流程
铝合金电泳工艺流程是一种将铝合金制品进行表面处理的方法,通过电泳工艺,可以使铝合金制品具有更好的耐腐蚀性和美观度。
下面将介绍一下铝合金电泳工艺流程。
首先,在进行电泳工艺之前,需要对铝合金制品进行预处理。
预处理步骤包括清洗、除油和除氧化等。
清洗的目的是去除铝合金表面的污垢和杂质,保证电泳涂层的附着力。
除油是将表面的油脂和污染物去除,以便涂层的充分附着。
除氧化是消除铝合金表面的氧化膜,获得较好的涂层表面。
接下来是电泳涂装。
首先,将经过预处理的铝合金制品浸入含有活性阴极复合物的电泳漆槽中,形成电泳液。
电泳液中的活性阴极复合物可以为铝合金表面提供触媒,使得附着在铝合金上的电泳漆能够充分固化。
然后,施加电流,使涂有电泳漆的铝合金制品成为阴极,在电泳液中的活性阳离子聚集到铝合金表面。
电泳液中活性阳离子的聚集过程是一个吸附、碳酸化、成膜的过程,形成均匀而致密的电泳涂层。
最后,经过一定时间的电泳,将电泳涂层固化和干燥。
在电泳固化和干燥之后,还需要进行后处理。
后处理包括上光、检查和包装等。
上光是为了提高电泳涂层的光亮度和光洁度,使之更具美观度。
检查是为了确保电泳涂层质量符合要求,没有瑕疵和缺陷。
包装是为了保护电泳涂层,防止在运输和使用过程中受到损坏。
总结起来,铝合金电泳工艺流程包括预处理、电泳涂装和后处
理。
通过这一流程,可以得到具有较好耐腐蚀性和美观度的铝合金制品。
铝合金电泳工艺在建筑、汽车等行业得到广泛应用,成为一种理想的表面处理方法。
铝型材表面处理,通常有四种形式:电泳、静电粉末喷涂、氟碳喷涂、木纹转印。
首先介绍一下电泳(一) 电泳原理:电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下,带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。
(二)四个过程:(1)电解(分解)在阴极反应最初为电解反应,生成氢气及氢氧根离子 OH ,此反应造成阴极面形成一高碱性边界层,当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质,涂膜沉积,方程式为:H2O→OH+H(2)电泳动(泳动、迁移)阳离子树脂及 H+ 在电场作用下,向阴极移动,而阴离子向阳极移动过程。
(3)电沉积(析出)在被涂工件表面,阳离子树脂与阴极表面碱性作用,中和而析出不沉积物,沉积于被涂工件上。
(4)电渗(脱水)涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的,具有多数毛细孔,水被从阴极涂膜中排渗出来,在电场作用下,引起涂膜脱水,而涂膜则吸附于工件表面,而完成整个电泳过程。
(三) 电泳表面处理工艺的优缺点:电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
其最大的缺陷在于,电泳的颜色比较单一,只有几种颜色(银白、香槟、金黄、黑色、仿不锈钢色)。
其次,电泳色容易产生色差。
下面介绍一下静电粉末喷涂(一)静电喷涂工艺原理:用静电喷粉设备把粉末涂料喷涂到工件的表面,在静电作用下,粉末会均匀的吸附于工件表面,形成粉状的涂层;粉状涂层经过高温烘烤流平固化,变成效果各异的最终涂层;喷涂效果在机械强度、附着力、耐腐蚀、耐老化等方面优于喷漆工艺。
(二)静电粉末喷涂的基本过程(1)表面预处理:对于板金冲压件可采用化学前处理法。
即:去油→去锈→清洗→磷化(或纯化)等。
大部份锈蚀或者表面较厚的工件,采用喷砂,抛丸等机械方法去锈,但机械除锈后应确保工件表面清洁,无法垢。
(2)喷涂:工件通过输送链进入喷粉房的喷枪位置准备喷涂作业。
静电发生器通过喷枪枪口的电极针向工件方向的空间释放高压静电(负极),该高压静电使从.喷枪口喷出的粉末和压缩空气的混合物以及电极周围空气电离(带负电荷)。
铝型材电泳过程一、引言铝型材电泳是一种常见的表面处理工艺,通过电解作用将涂料均匀地附着在铝型材表面,形成一层保护膜。
本文将介绍铝型材电泳的工艺流程、优势以及应用领域。
二、工艺流程铝型材电泳的工艺流程主要包括前处理、电泳涂装、水洗和固化四个步骤。
1. 前处理前处理是铝型材电泳的关键步骤,它包括除油、清洗和酸洗等过程。
首先,将铝型材浸泡在去油剂中,去除表面的油污和杂质。
然后,经过清洗工序,将去油剂残留物洗净,保证表面洁净。
最后,进行酸洗,利用酸性溶液去除铝型材表面的氧化层,增加涂层的附着力。
2. 电泳涂装电泳涂装是铝型材电泳的核心步骤,它利用电解作用将涂料均匀地沉积在铝型材表面。
首先,将铝型材悬挂在电泳槽中,作为阳极。
然后,在电泳槽中加入涂料溶液,涂料颗粒带有正电荷,会被电场吸引向铝型材表面沉积。
在涂料沉积过程中,还可以通过调节电场强度和时间来控制涂层的厚度和均匀度。
3. 水洗电泳涂装后,铝型材表面会残留一些未固化的涂料,因此需要进行水洗。
水洗的目的是清洗掉未固化的涂料,保证涂层的质量。
水洗过程中,通常使用清水或去离子水进行反复冲洗,直到洗净为止。
4. 固化固化是铝型材电泳的最后一步,通过加热使涂料固化,形成坚硬、耐腐蚀的保护层。
固化温度和时间根据涂料的种类和厂家提供的要求进行控制。
固化完成后,铝型材电泳过程就结束了。
三、优势铝型材电泳具有以下优势:1. 均匀涂布:电泳涂装能够实现铝型材表面的均匀涂布,涂层厚度可控。
这样可以提高铝型材的耐腐蚀性和耐候性。
2. 环境友好:电泳涂装过程中无有机溶剂挥发,不会产生有害气体和废水。
相比传统喷涂工艺,更符合环保要求。
3. 良好的附着力:铝型材经过电泳涂装后,涂层与铝型材表面形成了化学键,具有良好的附着力,不易脱落。
4. 处理效率高:电泳涂装是自动化程度较高的表面处理工艺,能够快速高效地完成大批量铝型材的涂装。
四、应用领域铝型材电泳广泛应用于建筑、交通运输、家居装饰等领域。
铝型材电泳涂漆工艺及常见问题分析铝工程师制作目录第一部分:电泳涂漆工艺第一:工艺规程及工艺要点1、电泳工艺2、固化工艺3、固化炉灰处理4、重加工工艺第二:槽液管理1、槽液调整2、槽液补给3、离子交换处理4、回收第三:槽液的控制和品质分析1、现场检验管理2、槽液检测的控制3、槽液检测化验方法第四:生产现场管理1、装料上架管理2、电泳前的检查3、电泳槽液管理4、电泳漆烘烤管理第二部分:电泳涂漆的缺陷分析与对策1、起泡2、电泳无漆3、异常电解4、凹坑5、胶着6、表面粗糙7、酸痕8、针孔或缩孔9、漆斑及漆流痕 10、低光泽 11、乳白12、漆膜薄 13、漆膜薄厚 14、漆膜不均匀15、滴形水滴16、皮膜裂纹 17、条纹 18、漆料迹 19、接触痕20、颗粒状异常 21、桔皮 22、粗糙失光 23、灰尘附着24、成品表面混浊不透彻 25、漆膜表面有夹杂物26、水斑(水点、水印) 27、漆膜黄变、 28、雾斑第一部分电泳涂漆工艺第一:工艺规程及工艺要点1、电泳工艺1.1主要工艺参数:1.1.3ED槽1.2操作要求:1.2.1电泳前必须经过一道低纯水,二道热纯水,三道高冷纯水的洗涤,充分洗尽型材表面、内孔和膜孔中的酸水和污物。
A)低纯水洗:为高纯水洗的溢流水;B)热纯水洗:热纯水洗的主要作用是使铝合金阳极氧化膜扩张以利于彻底清洗工件,避免前处理工序中杂质离子尤其是硫酸根离子污染电泳槽液,同时对阳极氧化膜有一定的封闭作用,以提高工件的耐腐蚀性能。
由于硫酸阳极氧化膜的多孔结构,热水清洗不彻底,吸附于氧化膜孔内的硫酸电解液带入电泳槽,与电泳槽中的电泳漆发生反应,局部产生凝胶,也会产生浮漆。
因此,在电泳涂装前,需进行热纯水洗涤。
热水洗效果与水温和水质有关,通常温热纯水温度应达到70℃以上,最好控制在70-80℃之间,电导率小于550µs/cm,浸泡时间为3-5分钟。
要使型材达到半封孔状态。
从效果来看,温度高比水质好更重要。
铝型材的电泳涂装工艺
我国铝型材业经过20年的发展,已形成一个完整的工业体系,成为国民经济的支柱产业之一。
原铝产量已达到250万吨以上,占世界第三位,拥有铝加工企业1000多家,生产能力已达到350万吨/年,铝型材产量已达100万吨/年。
目前已进入高档发展时期,铝型材的表面处理技术发展迅速,由单一的古铜料发展到拥有粉末涂装、喷涂氟碳涂料、有机和无机染色、电泳涂装、机械和化学抛光等工艺手段,新一代的木纹化处理技术,三段电解多色着色以及微弧氧化着色技术也在试产中,铝型材的外观有钛金、金黄、香槟、仿不锈钢及各种色彩,还有显示镜面、沙石、亚光、珠光等特殊效果的。
在众多的表面处理技术中,电泳涂装是最具发展方向的适用技术。
铝型材经阳极化和电解着色后再进行电泳涂装,有双层保护。
具有高透明,高度金属质感,高耐蚀及高耐候性,比喷漆、粉末喷涂更具装饰性,深受用户喜爱,已广泛进入家庭装修,潜在市场极大。
其二,工艺容易实施,只要在原生产线上增加几个槽与铝氧化着色形成流水线生产,水溶性电泳涂装安全,可以实现闭路循环,有利于环保。
其三,更重要的是电泳型材更具魅力,是高档、豪华型材的典范。
拥有电泳涂装线成为铝型材厂综合技术水平的重要标志。
2.4.2铝型材的电泳涂装
2.4.2.1电泳涂装的特点
自20世纪30年代电泳涂料在福特汽车公司车轮涂装线上使用以来,其应用得到了飞速发展。
透明的、具耐候性的丙烯酸类和聚氨酯类电泳涂料自70年代开始已成功用于金属表面的装饰和保护,如铜字招牌保护,不锈钢及电镀制品的装饰和保护,作为最终保护装饰层的最具代表性的就是建筑铝型材的电泳涂装。
铝材型材传统的表面处理工艺是氧化、着色及封闭处理,这种铝材的转化膜在户外长期使用时,特别是在酸雨或海洋环境中时,容易腐蚀,耐久性差,因此自70年代开始,人们尝试用涂料涂装的方法来提高建筑用铝型材的装饰性能及使用年限,目前,已工业化成功使用的有电泳涂漆、粉末涂装和氟碳喷涂。
由于电泳涂料是水性涂料,铝材经前处理水洗后可直接电泳,电泳涂层透明度高,既具有高装饰性又可突出铝型材本身的金属光泽,因此在建筑铝型材上已越来越多地使用电泳涂装。
电泳涂装法和其它涂装方法相比有以下优点:
⑴易实现自动化生产。
由于电泳涂装在水性电泳槽中进行,与阳极氧化、电解着色工艺类似,处理时间短,容易实现整个工艺的流水线作业。
⑵涂膜均匀致密。
由于电泳涂料的高泳透力,可使复杂形状的型材亦获得均匀的涂膜,同时通过调整电量可控制膜厚。
⑶涂料的利用率高。
由于粘度低,工件带出较少,而且电泳工件可用水洗,回收装置的利用使电泳涂装的涂料利用率高达95%以上。
⑷安全性和环保性。
由于电泳涂料的水稀释,固体份低,溶剂含量少是环保型涂料,且免除了火灾的危险,工人健康也有保障。
⑸涂膜质量好。
丙烯酸树脂用氨基树脂固化,保证了涂膜的高装饰及高耐腐蚀性,同时由于树脂高度透明,有效地突出了金属质感,根据需要还可得到亚光、沙面、珠光等装饰效果。
⑹和通常的电解着色封孔工艺相比,具有省时,节省人力的特点,电泳涂膜无需封孔,避免了由于封孔不好带来的裂纹等毛病。
⑺可自由控制涂膜的厚度,国内外通常控制7μm和12μm两档。
⑻由于电泳层透明光亮,因此要求铝铸锭质量高,挤压材表面平滑,机械缺陷少,对氧化着色工艺要求管理严格,因为任何微小的缺陷和沾污都会在透明漆下暴露无遗。
⑼对电泳工艺管理要求高,以提高成品率。
2.4.2.2电泳涂装的原理
以阳极电泳为例,图2-4-1说明了阳极电泳的过程,此时工件为铝型材作阳极。
涂料状态(乳化状态):含羧基的丙烯酸树脂,中和剂为氢氧化钾,或有机胺,固化剂为三聚氰胺甲醛树脂。
pH值:7.8~8.5之间。
电沉积:在pH值下降时析出
电极反应:阳极(铝型材)
2H2O→4H++4e-+O2↑
R-COO-+H+→R-COOH
水溶性水不溶(涂膜)
Me→Men++ne
RCOO-+Men+→(R-COO)nMe(析出)
阴极(极板)
2H2O+2e→2OH-+H2↑
电泳时在工件表面涂膜沉积,阳极有氧气产生,可以促进成膜,但氧气产生过多会造成涂膜外观光亮度差,因此电泳过程中要对电导率进行控制,另外要控制液的pH值,它与涂膜的沉积密切相关,阳极电泳时有金属离子溶出,它参与成膜,铝型材电泳时的金属离子溶出和钢铁件不同,对颜色的影响甚微。
2.4.2.3铝型材用阳极电泳涂料的特性
2.4.2.3.1阳极电泳涂料的品种
由于丙烯酸树脂具有优异的耐候性,耐磨性;树脂无色透明,可通过配方调节涂料性能,具有优异的装饰性和性能可调性,且这类树脂主链由碳-碳键组成,抗化学性高,配成碱性的大量含水的电泳漆也不会分解,具有良好的稳定性,因此丙烯酸类型的阳极电泳涂料占据了铝型材电泳涂料的主流。
目前还有一类为有色的聚氨酯电泳漆,性能较好,工艺简单,因为采用有色聚氨酯电泳漆,则可取消阳极氧化、着色、封闭工艺。
有利于节约成本。
此外为满足各种产品的不同需求,功能性的抗菌、绝缘、自润滑电泳涂料,及装饰性的亚光、消光、珠光电泳涂料也已经得到应用。
2.4.2.3.2电泳涂料的制造
阳极电泳涂料是指将铝型材工件作为阳极,故阳极电泳涂料是阴离子型树脂,最常用的是水可稀释的带羧基的丙烯酸树脂,用三聚氨胺甲醛树脂作为交联剂固化,引入丙烯酸单体越多,则树脂水溶性越好。
如配方:
MMA:BA:HEMA:AA=45:38:10:7
其中MMA为甲基丙烯酸甲酯是硬单体,聚合物的主体;BA是丙烯酸丁酯,是软单体,用来调节玻璃化温度,提供链的柔性;HEMA是甲基丙烯酸β-羟乙酯,它提供自由的羟基,与氨基树脂起交联反应,同时还增强树脂的亲水性,AA是丙烯酸提供羧基,基含量越高,亲水性愈好,一般电泳涂料中用5%~10%,聚合在共溶剂丙二醇丁醚中进行,浓度为70%左右,引发剂可用过氧化苯甲酯(BPO),但以偶氧二异丁腈为好。
反应温度为100℃左右,聚合完成后,用二甲基乙醇胺中和,然后用水稀释,固体含量一般为60%左右,pH值为7.5~8.5,在水性涂料中要用到溶剂,有时称共溶剂,多为亲水性醇类,如丙醇、丁醇、
乙二醇(或丙二醇)的单醚,主要依据挥发性能、毒性、价格来选择,中和剂作用在于中和丙烯酸树脂链上的羧基,保护树脂水溶性,多为有机胺或氢氧化钠,用有机胺,如三乙胺,二甲基乙醇胺,特别是三级胺有益于树脂稳定。
2.4.3电泳的工艺及设备
2.4.3.1电泳的工艺流程
以阳极电泳为例,通常按如下工艺进行
脱脂→水洗→水洗→中和→水洗→阳极氧化→水洗→电解着色→热水洗→水洗→电泳→水洗→干燥
2.4.3.2电泳的工艺条件
⑴电泳槽液的条件
固体份:7%~9%
温度:20~25℃
pH:8.0~8.8
电阻率/Ω·cm(20℃):1500~2500
⑵电泳的工艺参数
电压:80~250V(DC)
电泳时间:1~3min
电流密度:15~50A/㎡
具体工艺规范依产品的要求进行。
涂膜厚度:7~12μm
2.4.3.3铝型材电泳工艺所需设备
⑴电泳槽。
铝型材电泳槽多设计为长方形矩形槽,基内部大小取决于装挂吊的尺寸,槽体用4~6mm,钢板内衬用聚丙烯或环氧玻璃钢,需设置溢流槽。
⑵电源。
直流要求0~250A任意可调,电流大小根据50A/㎡计算,约2000A/槽。
电源的波纹因素一定要小于6%,其值愈大,电泳涂膜产生孔隙的几率愈大。
⑶电极。
在阳极电泳时,铝型材作为阳极,阴极板采用不锈钢板或铝板,阴极面积为工件总面积的1倍。
板隔膜采用聚丙烯纤维布。
⑷热交换系统。
可保证槽液温度稳定。
⑸预配槽及自动添加系统。
预配槽可完成电泳槽液的配制,以保证达到正常参数;自动添加系统,可保证补充每槽铝型材所消耗的电泳漆的量,保证电泳槽固体份在工艺范围之内,以确保膜厚的均一。
⑹离子交换处理(IR)系统。
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。
【业裕铝合金表面处理】。