电泳涂装工序及其工艺参数

电泳涂装工序及其工艺参数

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.

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)

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

   

效率

过量

         

槽液固体分

           

\

 

/

灰分(颜基比)

 

\

 

\

\

 

\

\

\

MEQ

\

 

\

 

\

\

   

\

有机溶剂含量

         

\

\

 

/

槽液温度

         

\

 

/

/

■UN

电泳电压 电泳时间

               

\

 

   

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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