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电泳涂装工艺是由电泳涂装(AED或CED)、电泳后清洗、吹干(或除水)和涂膜固化(烘干)等工序组成。各工序的功能、 工艺参数及管理要点等,以工艺最典型、最复杂的汽车身阴极电泳 涂装线为例,列于表3-7。
汽车车身的典型阴极电泳涂装工艺一览表
工序各称 | 处理功能 | 工序处理内容 | 控制管 | 备 注 | ||
方式 | 时间 | 温度 | 理要点 | |||
1.用阴极电泳涂装 | 在前处理过的车体 | 浸(通直 | 3~4 min | 28〜29°C | 槽液固体分 | 电泳涂膜厚度一般为(20±2) |
法涂底漆 | 内、外表面泳涂上一 | 流电) | (NV)、pH 值、 | um;在采用厚膜电泳涂料场合可 | ||
层均匀的、规定厚度 | 温度、电泳电 | 达 35um | ||||
的电泳涂膜 | 压等 | |||||
2.电泳后清洗 | 洗净车体表面的浮 | |||||
a. 0次UF液洗 | 漆,提高涂膜外观质 | a•喷 | 通过 | 室温 | 各工序清洗 | ①UF液逆工序补加最终返到 |
b. 1次UF液洗 | 量,回收电泳涂料。 | b.喷 | 20 〜30s | 室温 | 液的NV或电 | 电泳主槽中。 |
c. 2次UF液洗 | 浸洗消除缝隙部位的 | C.浸 | 全浸没即出 | 室温 | 导率 | ②f工序用RO-UF液替代纯 |
d.新鲜UF液 | 二次流痕。溢流槽上 | d•喷 | 通过 | 室温 | 水,实现全封闭清洗,向d工序补 | |
e.循环纯水洗 | 0次UF液洗,对回收 | e.浸 | 全浸没即出 | 室温 | 加,大大减少电泳污水的排放量 | |
f.新鲜纯水洗 | 电泳涂料和防止表干 | f.喷雾 | 通过 | 室温 | ③出电泳槽至UF液洗时间不 | |
有益 | 能大于1min | |||||
3.除水 | 车体倾斜倒掉积水 | 自动倾斜 | 2〜3 min | 室温 | 检查涂膜表 | 消除电泳涂膜的水斑、二次流 |
(防尘、吹30〜 | 和吹掉车体表面的水 | 和自动或人 | 可吹热风 | 面积水和水珠 | 痕等缺陷。(提高电泳涂膜的外 | |
40°C的热风或预加热 60 〜100°C,10min) | 珠 | 工吹风 | 状况 | 观) | ||
4.烘干 | 使涂膜固化 | 热风或辐 | 30〜40min | 160〜180°C | 烘干温度、 | 测烘干温度-时间曲线 |
射加热 | 涂膜干燥程度 | 用溶剂擦拭法测干燥程度 |
注:1.磷化处理过的车体进人电泳槽液表面全干或全湿(无水珠)均可,半干不干表面易使电泳涂膜发花。
2. 为使汽车车身内表面和缝隙内腔表面完全泳涂上漆膜,一般电泳时间选取3min以上。对于外形、结构较简单的被涂物,泳透力 要求不很高的场合或采用泳透力高的电泳涂料场合,可缩短电泳时间;一般零部件泳涂时间2min左右即可达到工艺要求(内、外表面 的涂膜厚度)。
3. 本表中所列的电泳后清洗工艺是轿车车身电泳工艺,对涂装外观要求较低的被涂物涂装,可仅以回收电泳槽液为主,减少后清洗次数,仅喷洗,不需喷浸结合清洗。
(一)电泳涂装及工艺参数管理
在电泳涂装时需控制的工艺条件(或称工艺参数)包括以下四 个方面,13个参数,都规定有一定的管理值及检测频率。
4. 槽液的组成方面:固体分(NV)、灰分、MEQ值(中和 100g基料固体或树脂所需氢氧化钠或氢氧化钾的摩尔数)和有机 溶剂含量。
5. 槽液特性方面:pH值、电导率。
6. 电泳条件方面:槽液温度、电泳电压、电泳时间。
7. 电泳特性方面:库仑效率、最大电流值、膜厚和泳透力。 它们之间的相互关系和对电泳结果的影响见表3-8〜表3-10。
表3-8槽液组成、特性值及涂装条件相互对应关系
槽液特性值 | 电泳涂装特性 | 现象结果 | ||||||||
参数上升场合 | pH值 | 电导 | 库仑 | 最大 | 泳透 | UF透 | 漆面 | 镀锌钢 | ||
电流 | 膜厚 | 平滑 | 板适应 | |||||||
率 | 效率 | 值 | 力 | 过量 | ||||||
性 | 性 | |||||||||
槽 | 槽液固体分 | \ | / | |||||||
液 | 灰分(颜基比) | \ | \ | \ | \ | \ | \ | |||
组 | MEQ | \ | \ | \ | \ | \ | ||||
成 | 有机溶剂含量 | \ | \ | / | ||||||
电 | 槽液温度 | \ | / | / | ||||||
■UN 条 件 | 电泳电压 电泳时间 | \ | ||||||||
注 | mg/C | 槽液 | 镀锌钢板 | |||||||
或C/g | 温度 | 面针孔 | ||||||||
过高 | ||||||||||
对UF | ||||||||||
不利 |
表3-9槽液温度与膜厚、泳透力的关系
项目 | 测试 | 结果 | 涂装条件 | ||
槽液温度厂 C | 15.5 21.0 27 | 29 | 32 | 35 | |
涂膜厚度 | 6. 5 7. 5 17 | 20 | 35 | 32 | 200V,2min,32°C |
泳透力/cm | 32 | 29. 3 | 29. 4 | 28. 6 | 275V,2min,28. 3°C |
泳涂膜厚、泳透力与泳涂时间的关系
项目 | 测试结果 | 泳涂电压/V | ||
泳涂时间/ min | 1 | 2 | 3 | |
泳透力/cm | 26. 6 | 30. 5 | 33. 5 | 225 |
26. 0 | 32. 7 | 36. 2 | 275 | |
27. 2 | 35. 0 | 39. 0 | 325 | |
涂膜厚度 | 13. 5 | 16. 5 | 20. 0 | 225 |
19. 5 | 24 | 26 | 275 | |
24. 8 | 30. 5 | 33 | 325 |
从表3-8〜表3-10中的数据可以看出,随槽液温度上升,涂膜 厚度增厚,而泳透力下降;随泳涂时间增长,涂膜厚度增厚,泳透 力增髙;随泳涂电压增髙,涂膜厚度也增厚,泳透力也提髙;随槽液的灰分(颜基比)增高,膜厚下降,泳涂电压升高。
除上述表中列的13个工艺参数外,还有槽液的稳定性、更新 期、加热减量、L-效果、杂质离子含量等需要观察、控制、定期检 测、记录的工艺要素。
(二)电泳后清洗工艺
基于电泳涂装过程中的电沉积和电渗作用,使电泳湿涂膜具有 水不溶性,电泳后可用超滤(UF)液和水清洗漆膜表面,这一特 性是其他涂料及涂布方法所不具有的,是电泳涂料和电泳涂装方法的独有特性。电泳后清洗的目的是洗净被涂物表面的浮漆,提髙涂 膜外观质量,回收电泳涂料,提髙电泳涂料的利用率。
电泳后清洗工艺是先用UF液清洗2〜3次,UF液带着浮漆, 逆工序返回到电泳槽中;随后用纯水洗1〜2次(循环纯水洗和新鲜纯水喷雾洗),产生的污水排放到污水处理站。在这场合下电泳 涂料利用率为95%左右。
一般采用喷淋方式清洗,当被涂物的结构较复杂(有缝隙和空 腔结构)时,为防止二次流痕(即在烘干时从缝隙中流出的漆痕) 和使喷淋洗不到的空腔内表面也洗净,采用浸喷相结合的方式(如 表3-7中所列的后清洗工艺)。
电泳后清洗的次数取决于被涂物的结构,涂膜外观的质量要求和随后的涂层状况。如果被涂物外形和结构较简单,涂膜外观质量要求一般,则可减少清洗次数。一般UF液的固体分约为0.5%, 按清洗稀释的规律,用UF液洗1〜2次就可将附着在被涂物漆面上的浮漆NV由20%降到0.5%左右,其工序排布为:0次(用循 环UF液预清洗,洗液流入电泳槽)、循环UF液清洗30s (或浸洗)、新鲜UF液喷雾洗(洗液流入循环清洗液槽中)。如果电泳涂 装后不再涂漆(即为单涂层,电泳涂膜为底、面合一涂层),UF 液清洗后可不再进行纯水洗,或采用自来水洗。
要注意:电泳后清洗工艺,不是清洗的次数越多越好、清洗的 时间越长越好,洗的次数多了、清洗时间长适得其反,因UF液能 使电泳涂膜再溶解,且耗能,增加运行成本。
为适应环保、节省资源和可持续发展的社会要求,进一步提高 电泳涂料的利用率和实现电泳涂装工艺的“零”排放,近年来,电 泳后清洗有大的改进,开发采用UF液进一步净化,用RO透过滤 液替代纯水,使新鲜纯水用量大幅度减少(仅作为电泳涂装及后清 洗系统因蒸发和工件带走的损失水量的补充),RO的浓缩液返回 电泳槽或UF液清洗工艺。电泳后清洗工艺构成闭合式的清洗,使 UF液和ED-RO滤液从纯水清洗工序逆工序返回电泳槽,基本上 实现了电泳涂装工艺的“零”排放。
为确保和提高电泳涂膜的外观质量,在电泳清洗后,进入烘干 室前,应除掉被涂物表面水珠和积水,设置吹水装置,借助高压风 机和可调节方向的风嘴向工件吹风(或热风),吹掉漆面的水珠和 积水。像汽车车身那样结构复杂的被涂物,应专门设能使车身倾斜倒掉积水的装置。
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