【中國(guó)幕墻網(wǎng)】
鋁型材電泳涂裝(electro-coating)是利用外加電場(chǎng)使懸浮于
電泳液中的顏料和
樹(shù)脂等微粒定向遷移并沉積于電極之一的基底表面的涂裝方法。
電泳涂裝的原理發(fā)明于是20世紀(jì)30年代末，但開(kāi)發(fā)這一技術(shù)并獲得工業(yè)應(yīng)用是在1963年以后，電泳涂裝是近30年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種特殊
涂膜形成方法，是對(duì)水性
涂料最具有實(shí)際意義的施工工藝。具有水溶性、無(wú)毒、易于自動(dòng)化控制等特點(diǎn)，迅速在汽車(chē)、
建材、
五金、家電等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
電泳涂裝是把工件和對(duì)應(yīng)的電極放入水溶性涂料中，接上電源后，依靠電場(chǎng)所產(chǎn)生的物理化學(xué)作用，使涂料中的樹(shù)脂、顏
填料在以被涂物為電極的表面上均勻析出沉積形成不溶于水的
漆膜的一種涂裝方法。電泳涂裝是一個(gè)極為復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其中至少包括電泳、電沉積、電滲、電解四個(gè)過(guò)程。電泳涂裝按沉積性能可分為陽(yáng)極電泳（工件是陽(yáng)極，涂料是陰離子型）和
陰極電泳（工件是
陰極，涂料是陽(yáng)離子型）；按電源可分為直流電泳和交流電泳；按工藝方法又有定電壓和定電流法。目前在工業(yè)上較為廣泛采用的是直流電源定電壓法的陽(yáng)極電泳。
1-經(jīng)
表面處理后的工件；2-電源；3-工件；4-噴水沖洗；5-槽液過(guò)濾；6-沉積槽；7-循環(huán)泵電泳涂裝與其他涂裝方法相比較，具有下述特點(diǎn)：
（1）采用水溶性涂料，以水為溶解介質(zhì)，節(jié)省了大量
有機(jī)溶劑，大大降低了大氣污染和環(huán)境危害，安全衛(wèi)生，同時(shí)避免了火災(zāi)的隱患；
（2）涂裝效率高，涂料損失小，涂料的利用率可達(dá)90%～95%；
（3）涂膜厚度均勻，
附著力強(qiáng)，涂裝質(zhì)量好，工件各個(gè)部位如內(nèi)層、凹陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜，解決了其他涂裝方法對(duì)復(fù)雜形狀工件的涂裝難題；
（4）生產(chǎn)效率高，施工可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，大大提高勞動(dòng)效率；
（5）
設(shè)備復(fù)雜，投資費(fèi)用高，耗電量大，其烘干
固化要求的溫度較高，涂料、涂裝的管理復(fù)雜，施工條件嚴(yán)格，并需進(jìn)行廢水處理；
（6）只能采用水溶性涂料，在涂裝過(guò)程中不能改變顏色，涂料貯存過(guò)久
穩(wěn)定性不易控制。
一、電泳涂裝的設(shè)備
電泳涂裝的設(shè)備是由電泳槽、攪拌裝置、涂料過(guò)濾裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置、涂料管理裝置、直流電源裝置、電泳涂裝后的水洗裝置、超濾裝置、
烘烤裝置、備用罐等組成。
電泳槽槽體的大小及形狀需根據(jù)工件大小、形狀和施工工藝確定。在保證一定的極間距離條件下，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)小些。槽內(nèi)裝有過(guò)濾裝置及溫度調(diào)節(jié)裝置，以保證漆液一定的溫度和除去循環(huán)漆液中的雜質(zhì)和
氣泡。攪拌裝置可使工作漆液保持均勻一致，多采用循環(huán)泵，漆液的循環(huán)一般每小時(shí)4～6次，當(dāng)循環(huán)泵開(kāi)動(dòng)時(shí)，槽內(nèi)漆液液面應(yīng)均勻翻動(dòng)。涂料管理裝置的作用在于補(bǔ)充調(diào)整涂料成分，控制槽液的PH值，用隔膜電極除去中和劑和用超濾裝置排除低分子量成分等。電泳電源的選擇，一般采用直流電源。整流設(shè)備可采用硅整流器或可控硅。電流的大小與涂料的性質(zhì)、溫度、
工作面積、通電方式等有關(guān)，一般為30～50A/m2。水洗裝置用于電泳涂裝前后工件的沖洗，一般用去
離子水，但需加壓設(shè)備，常用的是一種帶螺旋體的淋洗噴嘴。烘烤裝置用來(lái)促進(jìn)
電泳涂料的
干燥成膜，可采用
電阻爐、感應(yīng)電熱爐和紅外線烘烤設(shè)備。烘房設(shè)計(jì)要有
預(yù)熱、
加熱和后熱三段，應(yīng)根據(jù)涂料的品種和工件的情況制訂。
二、影響電泳涂裝的主要工藝參數(shù)
1、電壓
電泳涂裝采用的是定電壓法，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，易于控制。電壓對(duì)漆膜的影響很大；電壓越高，
電泳漆膜越厚，對(duì)于難以涂裝的部位可相應(yīng)提高涂裝能力，縮短施工時(shí)間。但電壓過(guò)高，會(huì)引起漆膜表面粗糙，烘干后易產(chǎn)生“橘皮”現(xiàn)象。電壓過(guò)低，電解反應(yīng)慢，漆膜薄而均勻，泳透力差。電壓的選擇由涂料種類(lèi)和施工要求等確定。一般情況下，電壓與涂料的固體分及漆溫成反比，與兩極間距成正比。鋼鐵表面為40～70V，
鋁和
鋁合金表面可采用60～100V，
鍍鋅件采用70～85V。
2、電泳時(shí)間
漆膜厚度隨著電泳時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但當(dāng)漆膜達(dá)到一定厚度時(shí)，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，也不能增加厚度，反而會(huì)加劇副反應(yīng)；反之，電泳時(shí)間過(guò)短，涂層過(guò)薄。電泳時(shí)間應(yīng)根據(jù)所用的電壓，在保證涂層質(zhì)量的條件下，越短越好。一般工件電泳時(shí)間為1至3分鐘，大型工件為3至4分鐘。如果被涂物件表面幾何形狀復(fù)雜，可適當(dāng)提高電壓和延長(zhǎng)時(shí)間。
3、涂料溫度
涂料溫度高，成膜速率快，但漆膜外觀粗糙，還會(huì)引起涂料變質(zhì)；溫度低，電沉積量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工過(guò)程中，由于電沉積時(shí)部分電能轉(zhuǎn)化成熱能，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械摩擦產(chǎn)生熱量，將導(dǎo)致涂料溫度上升。一般漆液溫度控制在某些方面15～30℃。
4、涂料的固體分和顏基比
市售的電泳涂料的固體分一般為50%左右，施工時(shí)，需用蒸餾水將涂料固體分控制在10%～15%。固體含量太低，漆膜的遮蓋力不好，顏料易沉淀，涂料的穩(wěn)定性差。固體分過(guò)高，
粘度提高，會(huì)造成漆膜粗糙疏松，附著力差。一般顏基比為1比2左右，高光澤電泳涂料的顏基比可控制在1比4。由于實(shí)際操作中，涂料的顏料量會(huì)逐漸下降，必須隨時(shí)添加顏料分高的涂料來(lái)調(diào)節(jié)。
5、涂料的PH值
電泳涂料的PH值直接影響槽液的穩(wěn)定性。PH值過(guò)高，新沉積的涂膜會(huì)再溶解，漆膜變薄，電泳后沖洗會(huì)
脫膜。PH值過(guò)低，工件表面光澤不一致，漆液的穩(wěn)定性不好，已溶解的樹(shù)脂會(huì)析出，漆膜表面粗糙，附著力降低。一般要求施工過(guò)程中，PH值控制在7.5～8.5之間。在施工工程中，由于連續(xù)進(jìn)行電泳，陽(yáng)離子的銨化合物在涂料中積蓄，導(dǎo)致PH值的上升。可采用補(bǔ)加低PH值的原液，更換陰極罩蒸餾水，用離子交換樹(shù)脂除去銨離子，采用陽(yáng)極罩等方法降低PH值。若PH值過(guò)低時(shí)，可加入乙醇銨來(lái)調(diào)節(jié)。
6、涂料電阻
被涂物件從前一道工序帶入電泳槽的雜質(zhì)離子等引起涂料電阻值的下降，從而導(dǎo)致漆膜出現(xiàn)粗糙不均和針孔等弊病。在涂裝施工中，需對(duì)涂料進(jìn)行凈化處理。為了得到高質(zhì)量涂膜，可采用陰極罩設(shè)備，以除去銨及鈣、鎂等雜質(zhì)正離子。
7、工件與陰極間距離
距離近，沉積效率高。但距離過(guò)近，會(huì)使漆膜太厚而產(chǎn)生流掛、橘皮等弊病。一般距離不低于20cm。對(duì)大型而形狀復(fù)雜的工件，當(dāng)出現(xiàn)外部已沉積很厚涂膜，而內(nèi)部涂膜仍較薄時(shí)，應(yīng)在距離陰極較遠(yuǎn)的部位，增加輔助陰極。
三、電泳涂裝的方法及技巧
（1）一般
金屬表面的電泳涂裝，其工藝流程為：
預(yù)清理→上線→除油→水洗→除銹→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→
鈍化→電泳涂裝→槽上清洗→超濾水洗→烘干→下線。
（2）被涂物的底材及前處理對(duì)電泳涂膜有極大影響。
鑄件一般采用
噴砂或噴丸進(jìn)行除銹，用棉紗清除工件表面的浮塵，用80#～120#
砂紙清除表面殘留的鋼丸等雜物。鋼鐵表面采用除油和除銹處理，對(duì)表面要求過(guò)高時(shí)，進(jìn)行磷化和鈍化表面處理。黑色金屬工件在陽(yáng)極電泳前必須進(jìn)行磷化處理，否則漆膜的
耐腐蝕性能較差。磷化處理時(shí)，一般選用鋅鹽
磷化膜，厚度約1～2μm，要求磷化膜結(jié)晶細(xì)而均勻。
（3）在過(guò)濾系統(tǒng)中，一般采用一級(jí)過(guò)濾，過(guò)濾器為網(wǎng)袋式結(jié)構(gòu)，孔徑為25～75μm。電泳涂料通過(guò)立式泵輸送到過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。從綜合更換周期和漆膜質(zhì)量等因素考慮，孔徑50μm的過(guò)濾袋最佳，它不但能滿足漆膜的質(zhì)量要求，而且解決了過(guò)濾袋的堵塞問(wèn)題。
（4）電泳涂裝的循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)量的大小，直接影響著槽液的穩(wěn)定性和漆膜的質(zhì)量。加大循環(huán)量，槽液的沉淀和氣泡減少；但槽液
老化加快，能源消耗增加，槽液的穩(wěn)定性變差。將槽液的循環(huán)次
數(shù)控制6～8次/h較為理想，不但保證漆膜質(zhì)量，而且確保槽液的穩(wěn)定運(yùn)行。
（5）隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，陽(yáng)極隔膜的阻抗會(huì)增加，有效的工作電壓下降。因此，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)電壓的損失情況，逐步調(diào)高電源的工作電壓，以補(bǔ)償陽(yáng)極隔膜的電壓降。
（6）超濾系統(tǒng)控制工件帶入的雜質(zhì)離子的濃度，保證涂裝質(zhì)量。在此系統(tǒng)的運(yùn)行中應(yīng)注意，系統(tǒng)一經(jīng)運(yùn)行后應(yīng)連續(xù)運(yùn)行，嚴(yán)禁間斷運(yùn)行，以防
超濾膜干枯。干枯后的樹(shù)脂和顏料附著在超濾膜上，無(wú)法徹底清洗，將嚴(yán)重影響超濾膜的透水率和使用壽命。超濾膜的出水率隨運(yùn)行時(shí)間而呈下降趨勢(shì)，連續(xù)工作30～40天應(yīng)清洗一次，以保證超濾浸洗和沖洗所需的超濾水。
（7）電泳涂裝法適用于大量流水線的生產(chǎn)工藝。電泳槽液的更新周期應(yīng)在3個(gè)月以內(nèi)。以一個(gè)年產(chǎn)30萬(wàn)份鋼圈的電泳
生產(chǎn)線為例，對(duì)槽液的科學(xué)管理極為重要，對(duì)槽液的各種參數(shù)定期進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)槽液進(jìn)行調(diào)整和更換。一般按如下頻率測(cè)量槽液的參數(shù)：電泳液、超濾液及超濾清洗液、陰（陽(yáng)）極液、循環(huán)洗液、去離子清洗液的PH值、固體含量和
電導(dǎo)率 每天一次；顏基比、有機(jī)
溶劑含量、試驗(yàn)室小槽試驗(yàn) 每周2次。
（8）對(duì)漆膜質(zhì)量的管理，應(yīng)經(jīng)常檢查涂膜的均一性和膜厚，外觀不應(yīng)有針孔、流掛、橘皮、皺紋等現(xiàn)象，定期檢查涂膜的附著力、耐
腐蝕性能等物理化學(xué)指標(biāo)。檢驗(yàn)周期按生產(chǎn)廠家的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，一般每個(gè)批次都需檢測(cè)。
