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机械技术

电泳涂装学习资料

时间:2018-03-30 22:00:48   作者:   来源:   阅读:91   评论:0

电泳涂装

 

1、何谓电泳涂装?

    被涂物浸于水性涂料中,被涂物与电极间通电流,在电力的作用下得到涂膜的涂装方法叫做电泳涂装。

2、特点

①形状复杂的被涂物也可得到均一的涂膜(膜厚)。

②防锈性优良。

③泳透性良好。

④易于自动化。

⑤作业线保养容易

    a.补给作业简单,无需特别补给装置。

    b.酸浓度控制、管理容易。 

⑥涂装作业性良好(缺陷:流漆、针孔等涂装异常较少)。

⑦经济实惠

    因具有UF回收装置(方式)涂料回收率极高(90%以上)。

⑧低公害

溶剂含量较少故空气污染少。

⑨因系水性涂料没有火灾顾虑。

电泳涂装的用途

 

1、汽车车体------小汽车、卡车、巴士

 

2、汽车部品------各种汽车零件,操舵部品,驱动部品,水箱,弹璜等

 

3、 机  车------各种机车、零件

 

4、产业机械------耕耘机、油缶车、工程车

 

5、电  机------冷气机、空气压缩机、自动贩卖机、变电机配电盘等

 

6、建设材料------预铸钢架、门窗等


电泳涂料的特征与要点

    电泳(ED)涂装方法是使水性涂料带电荷,将被涂物浸渍其中,被涂物与电极之间通以直流电流,析出(涂装)涂膜的方法,荷电方式有下列二种方法:

电泳(ED)涂装的种类

涂料粒子荷电

被涂物

对极

阳离子型电泳(ED)涂装

阴离子型电泳(AED)涂装

    这种电泳涂装法始於1960年导入工业涂装的领域,汽车、家电、钢制家具、住宅建材、各种零件厂商等,积极采用为底涂或单次涂装之用。现在已成为世界上极高普及率的涂装方法。日本国内汽车业界初期是阴离子型电泳涂,现在已移行至防锈性较高的阳离子型电泳涂装。目前在车体涂装方面几乎100%的生产线都采用阳离子型电泳涂装了。

    电泳涂装的特征(与Spray涂装的比较)

 

长处

短处

经济性

①由于自动化涂装容易省力化。

②涂料的回收容易、损耗少可节省涂料。

 

在平板涂装的(回收)效率

电泳涂装     90%以上

Air  Spray         30~60%

Aitless  Spray      50~80%

静电涂装     60~90%

 

③涂料使用量容易管理。

 

①设备费较其它涂装设备为高

开始的费用亦较高。

如果生产量少时设备费的折旧期间较长。

作业性

①     涂装条件(电压X浴温X时间)之

管理、变更容易。

②     由于电泳涂装可得均匀涂膜

且因高泳透性内板部份也可提高

其防锈力(最适合防锈底漆)。

③     无积存、流积、针孔、透底

流漆、Vapour  wash等现象产生。

 

①     无通电性物体不能涂装。

②     因是浸渍型涂料,换色、换涂

料有困难仅限于上涂或  I  caot

涂装。

安全性

省资源

环  境

①     因系水溶性涂料无火灾顾虑。

②     飞撒溶剂极省适合省资源及环境

保护对策。

①因电泳槽内被涂物与电极之间有高压直流电流通,要防护设施及注意安全。


阳离子电泳涂装的架构

1、电泳架构

    阳离子电泳涂料是盐基性树脂(Amino变成Epoxy树脂)以有机酸中和成水溶性(乳胶化)的涂料,涂料粒子具有正电荷,将被涂物浸渍在这涂料中,被涂物为负极而对极为正,而通直流电流,那么具有正电荷的涂料之粒子被被涂物所吸引而附着。同时涂料粒子在被涂物上得到负电荷而放出酸变成不溶性而涂着经不断重复形成涂膜。此种过程亦可以说,酸性涂料粒子在经电气作用变性碱性的被涂物表面凝集的现象。

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(涂料的溶解) 

                 R1                       R1                R1

         R~N  +  AH → R~N·AH → R~N·H+ + A-

                         R2                                R2                      R2

(阳极反应)                                         (阴极反应)

4OH-  →  O2  +  2H2O  +  4e-          2H2O  +  2e  →  2OH-  +  H2↑

2H2O  →  O2  +  4H+  +  4e-                      R1                   R1

A-  +  H+  →  AN                    R~N·H+  +  2OH-  →  R~N(漆膜形成) +  H2O

                 (一部排出)             R2                            R2

2、烘烤架构

    电泳涂料的树脂中配合含有有所谓封闭型异氰酸酯(Blocked  Isocyanate·Bl)的硬化剂。B1是以溶剂(醇类)将其封闭,在常温之下不会反应,到了所定反应温度时使溶剂脱离回复高反应性的异氰酸酯,这个与树脂中的官能基反应,使树脂结合使分子量增大,此种过程谓之硬化(架桥)反应。

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阳离子电泳涂料·涂膜的组成概念图

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    电泳涂膜的析出、增膜机构

①涂料粒子的移动        ②涂料粒子的析出        ③增膜      ④热融合湿膜形成

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电泳涂装装置与其目的

NO.

设备项目

目的

关连装置

与品质的关连

电泳槽

浸渍被涂物确保目标膜厚、泳透性

·槽内衬里(Lining)

·溢流槽(Overflow  Tank)

·电极

·搅拌

·泳透性

·膜厚与膜厚分布

·置换(Turnover)与涂料稳定性

搅拌

保持槽内涂料均匀

①     防止颜料沉淀

②     被涂物发热之冷却

③     除去电泳时所发生气泡

·循环泵

·配管

·喷嘴

·搅拌机

·膜厚与膜厚的均一化

·涂面状态

·水平面与垂直面的均一化

温调

槽内涂料保持一定温度条件

·冷冻机

·涂料循环装置

·热交换机

·冷温水槽

·膜厚

·涂料稳定性

·泳透性

·涂面状态

过滤

除去槽内涂料中的异物

·精密过滤装置

·涂料循环装置

·金网过滤

·颗粒产生于水平部涂面异常

·UF滤液下降

给电

被涂物与电极间供给直流电流、电泳之

·整流机    

·槽内电极     

·接地线

·分叉

·集电子

·涂膜状态异常

·UF滤液下降

陋膜方式

除去电泳时所产生的中和剂控制中和剂浓度

·隔膜箱

·极液管理装置

·极液循环装置

·隔膜

·电极

·涂面状态

·泳透性

·涂膜状态

·涂料稳定性

·膜厚

补给

补给在电泳涂装中所消耗的成分,保持一定的浴组成

·储存槽

·自动补给装置

·溶解装置(因涂料而异)

·涂面状态

·泳透性

·涂膜状态

·涂料稳定性

·膜厚

UF装置

经UF装置滤液多阶段回收

水洗作涂料回收

经排出滤液精制涂料

·UF装置

·滤液槽

·涂料循环槽

·涂面状态

·涂膜状态

 

水洗

清洗电泳涂膜上所附着的涂料

·水洗Booth

·滤液槽

·涂料循环槽

·涂面状态

·二次流漆

·回收效率


阳离子电泳线的涂装工程

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    酸浓度(MEQ)管理方式

1、隔膜液(极液)循环方式

    中和电泳涂料的酸是经电泳涂膜的析出,残留在涂料中,将此种酸导入隔膜室排出系外,籍以抵制因酸的积蓄所造成的涂膜下降,这就是以隔膜方管理浓度的方式。

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※ 酸酸浓度是以隔膜槽内的电导度来测定,如果电导度(酸浓度)升高则是会自动地投入纯水,因此隔膜液槽的电导度经常保持一定范围的方式。

※ 隔膜液循环方式系配合电泳量将适当的中和酸量和负离子,自动地同时排出系外。

 

2、关于槽内电极

    电极务必使用耐酸腐蚀的材质(主要SUS)

    同时电极的形态分为隔膜电极与裸体电极(无使用隔膜的电极)

    通常与隔膜电极以一定比例并用

    利用阳离子滤液回收涂料方式

    UF(限外过滤)系在电泳涂半线上的水洗工程,回收涂料固成分为目的所使用的,从槽内涂料中分离几乎没有固成分的滤液,而利用其滤液顺次水洗被涂物的方式。

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    UF方式是:以后工程的低固成分液体来洗脱前工程的高固成分的附着液此种方式乃系闭回

路(单行道)所以涂膜以外被带出来的涂料固成分,附着於被涂物成为第三水洗的纯固成分如此可将涂料利用率提高90%以上。

文本框: 降低涂装成本

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UF(Ultra-Filtration)的原理

    所谓UF(限外过滤)系从含有高分子物质或胶状物质的溶液中加以压力经半透膜无数的微细孔穴压出水、离子低分子物质等的维持一定浓度浴液的技术。

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在阳离子电泳涂半的管理项目

    为了要保持电泳涂料的安定状态经常得利正常涂膜,有必要管理几个特性值,以下就一般管理项目说明。

(1)加热残分(NV)------通常18~20%

    涂料以105℃ X 3小时烘烤干燥后之残留重量,对涂料重量的百分率(%)来表示形成涂膜的成分(固成分)来表示浓度最基本的特性值。要提高加热残分则补给涂料(F-1、F-2),要降低则加入纯水。因为电泳涂装是唯固成分才涂着被涂物所以涂装越多槽内涂料的加热残分(固成分)越降低。如果加热残分极度降低时就会影响涂料稳定性与膜厚成品外观等。

 

(2)灰分(Ash)------通常Grav 16~20%    Blak  12~16%

    涂料的加热残分(固成分)以600℃ X 1小时烘烤所残留无机物重量对加热残分重量以百分比所表示涂料固成分中的颜料比例的特性值,要提高灰分则补给涂料F-1增量,如要降低时则补给F-2增量,如果F-1/F-2补给比例一定时,应可维持灰分在一定范围内但有时因设备的异常补给比例有所变动或发生异常会脱离管理值这时候会影响涂膜 成品外观所以要注意。

 

(3)pH值------通常 6.0~7.0

    氢离子浓度即酸性度的指数主要与后述的酸浓度连动并非如加热残分一样能操作的,是要了解涂料状态的必要特性值。pH值在后述的酸浓度上升时则降低,酸浓度下降则会上升。一般来说除此以外变动要因很小才是普通。涂装数量极端降低而新涂料之置换率下降时pH就会下降,导致设备的腐蚀会加快。

 

(4)酸浓度(MEO)------通常 22~30

    酸浓度系以中和的固成分的酸之当量值以加热残分所除出来的数值。表示涂料固成分的水溶化度与pH或电导度直接连动的最重要的特性值之一,酸浓度的上升则投入添加剂A即可。阳离子电泳涂料系盐基性树脂以有机酸中和变为水溶化(乳化)的东西。酸浓度降低时水溶性就会降低以致容易凝结,相反地如上升则膜厚难予附着的情形发生,同时因电着(涂膜的析出)所中和的酸被放出蓄积在涂料中,要将此排除抑制酸浓度的上升,所以利用隔膜方式。

 

(5)电导充------通常 1000~20000μS/cm

    是电气抵抗值的逆数,表示电泳涂料之通电容易难易程度,不像加热残人能以操作者,而是了解涂料状态所必要的特性值。电导度与加热残分及酸浓度有连动关系。普通加热残人或酸浓度的上升亦随着上升,当然有时候会因带入杂离子而增大,此种情况容易引起针孔或肌粗等异常故要


阳离子电泳涂装管理

(1)槽内涂料之管理项目与内容

    所谓槽内涂料的管理,以电泳槽为中心,物质收支维持平衡,管理项目是指变换种种测定对象来检测槽内涂料液的内容所必要的项目。

    下图示阳离子电泳槽内涂料液的范例。下表表示槽内涂料的管理项目。

阳离子电泳槽内涂料液的模型

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阳离子电泳槽内涂料管理项目与内容

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