电泳涂膜厚度及均匀性的影响因素

作者:本网编辑 文章来源:弗戈化工网 发布时间:2010-09-09

电泳涂膜厚度及均匀性是涂膜质量的重要指标之一。 该指标的好坏不仅影响产品的外观,还影响涂膜的机械性能和防腐蚀性能,最终影响到产品的使用寿命。因此,在质量管理过程中,常常把确保涂膜厚度及均匀性作为重要的涂膜质量要素来严格要求。

1 影响电泳涂膜厚度及均匀性的因素

影响电泳涂膜厚度及均匀性的因素是多方面的, 归纳起来主要有几方面。

(1) 设计因素:① 阳极工作面积及其与阴极面积之比是否符合工艺要求;② 阳极与阳极、阳极与阴极之间的距离是否适当;③ 电泳槽循环搅拌设施是否完善。

(2) 安装因素:主要是电泳槽倾斜角度及其循环搅 拌相关设施安装时是否符合电泳槽液在流动循环时的 工艺要求。

(3) 电泳涂料产品是否符合质量技术要求。

(4) 工艺参数控制是否得当。

2 确保涂膜厚度及均匀性的措施

2 .1 泳涂线在技术设计时需解决好的问题

2 .1 .1 足够的阳极工作面积及材质的选择

阴极电泳涂装的整个过程是由电解、电泳、电沉 积、电渗4 个反应所构成,为了使整个过程良好进行,最重要的条件是要为电泳系统提供足够的电能。为此,应具备如下条件。

(1) 足够的阳极工作面积

不同涂装产品需要不同涂膜厚度。一般地,阳极面积:阴极面积为1 :4 基本符合要求。同时,为了降低能耗、材耗和涂装成本,阳极面积不能过大。

(2) 阳极结构及选用材料

阳极除了给电泳系统提供电能外,现代技术还赋 予它另外一个功能:将系统在电泳过程中所产生的酸 和阳极在工作时被腐蚀的产物封闭住,以防止其干扰电泳槽液的稳定。为此,工作阳极就做成盒式的或管式的,也就是让仅起到提供电能作用的阳极在一个被封闭的 “盒”内或“管”内工作,这就是复合阳极。复合阳极是电泳系统最为关键的装置。根据复合阳极的主要功能及其辅助功能的要求,复合阳极应由3 个元件构成:阳极、阳极罩、支撑架。为了保证系统电能的供给。提高电能的利用率及提高复合阳极的使用寿命,对复合阳极及元件还提出了如下要求。

·阳极必须选择导电性好又耐腐蚀的材料制作。通常都是采用不锈钢材料,究竟采用何种不锈钢,视所 采用的涂料中和剂的不同而异;

·阳极隔膜 ( 罩 ) 材质的选择对提高电能的利用率也极为重要。制作时应选择膜电阻小、阴离子选择性强、热稳定性和化学稳定性好、机械强度和柔韧性均佳的材料来制作;

·支撑架 ( 保护网 ) 一般采用绝缘的聚乙烯材料制 作。制作时网孔尽可能大些,以提高电能利用率;

·复合阳极的形式亦对电场效率产生一定影响。 复合阳极一般有“盒式”和“管式”2 种,“管式”复合阳 极不仅具有轻便、利于清洗和更换的优点,而且在长度相同的情况下,其电场效率宽度范围要比盒式的大30 % 以上。盒式的通常用于涂装面积比较大的涂件。

2 .1 .2 阳极和阳极、阳极和阴极的间距

电泳系统在工作时,电场的分布特征是:阳极与阴极间距最短处或阳极与阴极的中心部位处,电力线分布密度最大;间距越大或越靠近边缘,电力线密度越小。换言之,阳极与阴极中心部位处电沉积量最大,越靠近边缘电沉积量越小。如何改变阴极 ( 涂件 ) 各处电沉积量不均的情况? 这就得依靠设计好阳极与阳极、 阳极与阴极的间距以及涂件浸入漆液 的深度等来解决。 图1 和表1 为一些 涂装产品在电泳槽 中所处的位置 ( 间 隙 ) ,可以参考选择 表中所列数据。

2 .1 .3 完善电泳槽液的循环搅拌设施

为了保证电泳涂料的充分溶解、均匀混合、温度均匀分布、消除气泡和防止颜填料沉淀,电泳槽内要安置完善的循环搅拌设施。为此,应解决好如下问题:

·足够的动力,以保证槽液循环4 ~6 次/h ;同时,槽底部漆液流速最低为0 .4 m /s ,液面流速也不应小 于0 .2 m /s ;

喷射器一般安装在距槽底70 ~80 mm 处,并设 计好输送管道的合理直径、喷嘴的密度等;

·电泳槽的有效容积、主槽和附槽容积的比例、导向板的设置等均对槽液的良好运行和循环搅拌起到积极作用。中小型泳涂线 (8 ~15 t) 电泳槽更新期为20 ~40 d ;溢流槽 ( 附槽 ) 有效容积一般为主槽的5 % ~10 % 。

2.1.4 安装时应注意的问题

·电泳槽的倾斜角度一般为1 ° 左右;

·喷射器的喷嘴安装角度应妥善解决好,可以先以清水为流体做试验。

总之,2 .1 .3 和2 .1 .4 项的工作目的是要力争做到在电泳槽内不留任何的搅拌死角。

2.2 选购优质的电泳涂料产品

电泳涂料产品质量的评价主要从以下几方面考虑。

·在水中有较好的水溶性、分散性,乳化效果好, 呈均相,故而电泳特性好;

·电沉积后渗水性好;

·湿膜干燥固化时流平性好。

涂料产品质量与制造涂料的各化工材料质量、涂料的配方、结构是否科学、合理,制造工艺是否先进规范等因素有关,这个工作主要依靠制造商来做,用户要有比较科学的选购方法,对市场进行多方考察,对涂料 产品进行系统的检测和试验。

2.3 正确执行工艺规程,严格工艺控制

(1) 按涂料产品种类和涂装产品的技术要求,制定 比较完善、科学的工艺规程。

(2) 将涂装产品的质量管理制度化、规范化、科学化。

(3) 加强工艺管理,严格工艺控制,主要是:①把好前处理质量关,使涂件具有较好的导电性、洁净度的同时,还应具有较高的平整度,从而为获得内在外在质量均佳的涂膜创造良好条件;②涂装生产时,电泳涂料必须首先经过彻底“熟化”。为此,在具备比较完善的配 漆设施的同时,操作人员要正确全面地执行配漆工艺 规程;③定期或不定期地检查复合阳极的工作情况,发现阳极腐蚀严重、工作面积不足或极罩堵塞破漏,要及时地更换或清洗;④每班生产前检查吊钩与涂件接触部位导电是否良好,如有异样,必须将覆盖物 ( 漆膜 ) 及时地清除,以保持其良好的导电性;⑤经常检查电泳槽的循环搅拌设施运行是否正常,非特殊情况 ( 如停电 ) ,不能停止搅拌;⑥控制好电泳槽液如下工艺参数,防止它们在过高或过低的情况下工作:固体含量 ( 颜基比 ) 、助剂含量、电导率、pH 、浴温、施工电压等;⑦电泳时间 一 旦确定,就不要轻易更改。

3 结语

电泳涂膜厚度及均匀性是涂膜质量的重要指标, 它们之间不是孤立的,是互相依托又互相制约的整体。例如:保证了涂膜的整体质量,就保证了涂膜厚度及均匀性,因此,要保证涂膜厚度必须十分重视涂膜质量,避免出现致病因素,涂膜厚度对保证涂膜质量非常 重要。另外,阳极与阳极、阳极与阴极的间距,涂件浸 于漆液中的深度、宽度以及复合阳极的形状等对涂膜 厚度及均匀性都是关键的影响因素。可根据不同的涂 装产品对涂膜质量的不同要求、涂件的尺寸来决定,也 可 以通过一些试验来确定。

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