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电泳涂装法比其它涂装方法更具有的长处

发布时间:2018-7-1     来源:电子散热器    站点:http://www.js-hongtu.com
 
    电泳涂装法和其它涂装方法对比下来的长处主要有:易实现自动化生产、涂膜均匀致密、涂料的利用率高、安全性和环保性、涂膜质量好、省时省力、成品率质量高。
  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。
 
  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,它与黑色型材散热器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。
  铝型材用阳极电泳涂料的特性
  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.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,有时退火炉称共溶剂,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。
  电泳的工艺及设备
  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.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
 
  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。
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