王大利（南通市滨海装饰材料有限公司，中国江苏，226236）摘要： 从电泳涂装原理及生产工艺，分析质量缺陷的成因，提出纠正对策措施。关键词：电泳涂装；漆膜；树脂；质量缺陷；对策Causes for the Defects of Electrophoretic Painting on Aluminum Alloy Extrusions and CountermeasuresWANG Da-li（Nantong Binhai Decoration Material CO.,Itd. 226236 ,Jiangsu China）Abstract：According to the principle of electrophoretic painting and its production process,the causes for defects bave been analyzed and countermeasures put forwardKey words：Eleccountermeasure1 电泳的涂装原理1.1 电泳膜的生成电泳膜是经过了电泳、电解、电沉积、电渗四个过程。在铝合金表面形成含水率极低，绝缘性相对高的致密涂膜。1.2 阳极电泳料的特点（1）涂膜均匀，光滑平整，附着力强，在楼角边焊缝、凹槽等不均匀处都能形成均匀的涂层膜。比粉末喷涂膜均匀，防腐蚀性能好；（2）槽液的固体分含量低，槽液粘性小，工件表面带出漆液量少，原料的利用率高，（比粉末涂料，比氟碳漆）；（3）涂料以水作为分散介质，节约资源，降低环境污染，消除了发生火灾的危险性，改善了作业环境；（4）涂料覆盖率高，特别适合大批量流水线作业。1.3 阳极电泳膜的质量，主要取决于以下几个方面（1）电泳涂料性能电泳涂料的稳定性：原漆储存稳定性，槽液存放稳定性以及槽液连续使用稳定性。（2）涂料的泳透力和库仑效率a.涂料的泳透力：是指远离阴极的一些凹槽处，缝隙内等电沉积时，涂料的涂覆能力，泳透力直接影响到这部分的防腐性能；b.库仑效率：是指电泳涂料在电沉积时，消耗单位电量能够沉积析出的涂膜当量，每库仑15-20mg；c.电泳漆膜防腐性能：它受电泳树脂特性和电流特性影响。从以上三个方面以综合判定阳极电泳涂料的优劣。涂料一般用日本产稳定比国产好（漆膜性能好，耗量少，电耗少，同比价格国产的便宜，但进口原料实际成本低，质量好）。1.4 电泳涂料的种类按其树脂的种类不同分为：（1）马来化油、及马来化油改性阳极电泳涂料；（2）醇酸阳极电泳涂料；（3）环氧酚阳极电泳涂料；（4）纯酚醛树脂阳极电泳涂料；（5）聚丁二烯阳极电泳涂料；（6）丙烯酸阳极电泳涂料。　1.5 丙烯酸阳极电泳涂料目前在建筑铝合金型材表面处理上获得很大量的使用，它的主要性能指标：（部分工艺参数指数指标）。1.6 电泳涂装原理电解涂装用水溶性树脂，它是一种高酸价、羧酸胺盐，当溶解于水中后，即在水中发生离解反应：RCOONH4=RCOO--+NH4+在直流电场的作用下，带电离子向相反电性方向的电极移动。带正电的NH4+阳离子向阴极（极板方向）移动并在阴极上吸收电子还原成氨（氨气）。带负电的RCOO--阴离子向被涂工作移动，并与在阳极上电解反映生产的上H＋产生中和反映而沉积于阳极，从而在阳极形成一层均匀的疏水性膜。这个过程相当复杂。主要包括：电泳、电解、电沉积和电渗四个同时进行的过程。（1）电泳四个过程a. 电泳电泳漆是一种胶体在溶液中分散在水介质中形成带电胶体粒子。在直流电场的作用下，向着异种电荷的电极方向移动。由于它的运动受到水介质的阻力，相当于真的溶液（不粘的）在直流电场中，迁移的阻力要大得多。故移动速度较慢，好象人在水中游泳，故称为电泳。b.电解当直流电场施加于含电解质的水溶液时，水在电场中发生反映H2O＝H＋＋OH-在阳极区析出02　在阴极区析出H2在阳极反映：2OH＝O2＋2H＋4T在阴极反映：2H＋＋2T=H2(NH4+ H+ NH3)c.电沉积由于水电解产生的OH-离子，在阳极产生放电反映2OH--4T＝O2＋2H＋反映的结果使被涂工作周围H＋积聚。这时带负电的水溶性颗粒RCOO-在电场的作用下到达被涂件（阳极）上时，H＋立即与RCOO-树脂阴离子产生中全反映。使树脂析出沉积在被涂工作上这一过程称为电沉积。RCOO-＋H＋＝RCOOHd.电渗透分散介质向着电泳粒子泳动相反方向运动的现象叫电渗，在电泳涂装过程中的电渗作用，使其穿透沉积涂层，使沉积涂层中的含水量显著减少。可直接烘烤，而得到结构致密，平整光滑的涂层。（2）电泳膜形成机理a.阳极氧化膜阻挡层的生成反映。b.在氧化膜孔中发生的水的电解反映。c.RCOO-与H＋的中和反映生产的电泳膜RCOOH。d.电泳涂装在电解着色膜上进行，会使着色膜沉积的金属溶解，颜色变浅。总之：电泳反映不是阳极反映，是一种中和反映。2.电泳涂装工艺它与常规的涂装工艺一样，在工件表面沉积一层均匀的无缺陷的电泳涂层。经烘烤后可完成电泳涂装过程。上件→脱脂→二道水洗→酸蚀（碱蚀；抛光）→二道水洗→中和→二道水洗→阳极氧化→二道水洗→电解着色→纯水洗→热纯水洗→纯水洗→电泳涂装→RO1循环水洗→RO2循环水洗→滴干→烘烤→冷却→下件→检查→包装→入库2.1 电泳涂装工艺要求（1）一般热纯水洗之前的工艺划分为电泳涂装预处理，热纯水洗之后为电泳涂装工艺。（2）由于涂膜透明光亮对底材缺陷产放大作用，因此对底材表面处理要求高。（3）电泳涂装工艺需要主要控制的工艺参数。a.热纯水洗：主要使用阳极氧化膜扩张，以利于彻底清洗工作。清洗杂质和SO42-离子，防止污染电泳槽。同时对阳极氧化膜有一定的封闭作用。以提高工作的耐磨性。主要工艺参数：温度：65-750C电导率：＜100us/cmPH：6-7杂质：无时间：5-7minb.纯水洗的目的：继续对工作进行清洗，同时使工件恢复到室温，避免工件高温进入电泳槽使槽老化。主要工艺参数：温度：室温电导率：＜100us/cmPH：6-7杂质：无时间：2-4minc.电泳工序：电泳工艺过程是一个核心，是决定电泳漆膜质量的关键工序。主要工艺参数：温度：19-220C电导率：600-800us/cmPH：7.4-8.2电压：110-140V时间：2-3mind.RO水洗（RO1和RO2水洗）：利用RO（反参透）回收系统，把电泳槽中部分水分离出来，作为电泳后的工件水洗，并通过液位差，使水洗水溢回到电泳槽内，以达到电泳漆回收目的。回收设备透过液参数：固体份：&2%电导率：＜200us/cmPH：8-8.5RO1主要工艺参数：温度：室温固体份：＜2%PH：8-8.5电导率：＜200us/cm时间：2-3min& & & & & & & & & & & & & 　 &&RO2主要工艺参数：温度：室温固体份：＜0.3%PH：8-8.5电导率：＜150us/cm时间：2-3min3 影响电泳涂装质量因素及纠正预防措施（1）固体份：（重要工艺参数）a.固体份少（太少）导致涂层变薄，易产生针孔。b.固体份高，涂层易产生粗糙，桔皮等缺陷，一般丙烯酸电泳液固体份控制在6-8之间。（2）PH值a.PH过低：树脂水溶性差，使槽液变浑蚀，使树脂电泳液中析出，无法电泳或涂层粗糙。b.PH过高：使水的电解加剧析出大量气泡。使泳透力下降，涂层产生再溶解，使涂层变薄，形成针孔等缺陷。（3）电泳温度当电泳温度升高，电泳粒子的运动速度加快，涂层的厚度增加，泳透力降低，加剧水解反映，使气泡量增加，涂层变得粗糙，产生桔皮，甚至流挂。一般槽液温度控制在（190C-220C），槽液的最高温度应不大于240C。（4）电导率取决于固体份、PH值、温度、水纯度及杂质等因素。槽液本身产生NH4+及NH3使槽液的电导率引起电泳液变化，电压下降，引起涂层针孔表面粗糙，严重造成电泳液报废。主要控制杂质及槽液污染，用精制设备去除。（5）电泳电压a.电压随涂层的厚度上升而上升，涂层要经过全部电压，当电压超过涂层的击穿电压时，涂层将会被击穿，引起粗糙，桔皮、针孔。b.当电泳电压降低成膜速度慢，如成膜低于溶解速度，则无法成膜。电压与PH、电导率、温度、固体份、极间距、与氧化膜厚度有关，电解着色有关。（6）电泳时间一般软起动30S左右；电泳时间为120-180s；时间过长漆膜变粗糙；一般电泳时间达到180s电泳膜层已经达到饱和状态。（7）极间距和阴阳极面积比（极比）a.极间距一般控制在500-700mm， 通常采用600mm。b.极比：阴极面积与被涂工作的面积比，一般控制在0.8-1。极比低于0.8后电泳过程的导电性能受到阻碍，影响上漆膜速度，且漆膜的致密度降低，抗腐蚀能力下降，涂层的光泽度降低。（8）基材表面基材表面粗糙度、分色、色差及飞刺也会影响到最后电泳涂装质量，如：色差、颗粒点等。（9）环境的洁净度电泳生产区空气环境不洁净，尘埃存在、酸雾、碱雾存在，电泳漆膜表面会吸附颗粒杂质和腐蚀斑点。（10）冷、热纯水洗冷、热纯水洗PH值偏低，水洗呈酸性（低于5.5以下），型材氧化、着色膜孔中残留的硫酸根离子不能充分排除，电泳槽液呈碱性，酸、碱反应后在电泳漆膜表面形成麻点，直接影响到漆膜表面质量和漆膜的抗蚀性，严重的会造成型材批量报废。总之，以上影响电泳涂装质量的因素是多方面的，首先要从原、辅材料抓起，在生产活动中，各个生产环节要按工艺规范要求加以严格控制，最终电泳涂层产品质量就可以完全达到国家标准要求。本文来源：铝加工本公众号所有内容，凡注明“来源：铝加工”的所有文字、图片和音视频资料，版权均属本公众号所有，任何媒体、网站或个人在转载时请务必注明“稿件来源：铝加工（al-processing）微信公众号”，谢谢合作。扫描或长按二维码，关注铝加工微信广东省有色金属学会铝加工专业委员会，成立于日，组织了国内外的铝加工及其相关行业的企业、科研机构和大专院校的专家、学者、工程师和技术人员，是广东省铝加工行业技术、学术交流的专业性组织。欢迎行业人士入会共同交流！&广东省有色金属学会铝加工专业委员会&联系方式联系人：何伟东、李嘉豪、冯日明&地址：广东省佛山市南海区大沥镇桂和路广东有色金属技术创新中心二楼&电话：86-757-689928&传真：86-757-&邮箱：alpc@&网址：www.&铝博士网&全国服务热线：&总机：0&广告专线：&网址：&微信公众号：albiz_cn铝加工(al-processing)　
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