电泳漆液成分及工艺条件对膜层的影响.docx

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电泳漆液成分及工艺条件对膜层的影响

电泳漆液成分及工艺条件对膜层的影响

一、固体分含量

固体分含量过低时，电解作剧烈，漆膜薄，气泡多，易产生针孔；过高时则膜层比较粗糙，易起桔皮。

因此稳定固体分含量是保证电泳质量的一个关键，对于EC-3000金色电泳漆来说，每电泳15一20M2的零件需补充1L浓缩液。

二、溶剂

电泳漆液刚配制时，其溶剂含量稍高。

但随着漆液使用时间的延长和超滤的使用，溶剂不断挥发和滤出，其含量会逐渐下降，影响漆膜质量。

严重时，漆膜会在烘烤前脱落。

因此，应及时添加调整，一般每滤出100L超滤渗透液，应补充1.2L溶剂。

三、电压

极间电压升高，电场作用加强，漆液中带电粒子泳动，沉积速度加快，使泳透力提高，膜层增厚。

电泳操作时，应根据零件形状与大小，槽液温度高低，所需膜的厚薄，选择最佳电压。

当电泳漆槽刚配制时，其溶剂含量及导电度均高，则电压应适当降低。

四、PH值

由于阳极采用隔膜控制，电泳漆液的PH值较为稳定，当超滤液排出太多或隔膜液漏出进入电泳漆液时，使电泳漆液PH值发生变化，可用有机酸调整。

PH值过低时，漆膜再溶解增加，膜层变薄，且对设备腐蚀严重。

五、电导率

电导率是控制电泳漆膜层质量的关键指标之一。

新配溶液时电导率可能较高，因此需要通地超滤排出渗液以降低电导率。

电导率过高，则膜厚易产生桔皮和表面粗糙等现象。

电导率过低，则容易产生针孔和麻点。

因此当电导率的高低不同时需要采用不同的电压和槽液温度，以便获得良好的膜层。

电导率较高时，可采用较低的电压和温度；反之则要相应提高电压和温度。

六、温度

电泳漆液的温度一般控制在26度左右。

温度过低，必需使用较高的电压以达到电泳的目的；温度过高，则加剧溶剂的挥发，不利于电导率的稳定和控制。

七、电泳时间

电泳时间的长短会影响漆膜外观及膜层的厚薄。

当电泳时间过长时，膜厚色深，透明性变差。

电泳时间过短，则膜层不完整。

因此需要根据漆液的电导率，固体分含量等因素的变化，在确定溶液温度和电压的前提下，选择最佳的电泳时间，以确保膜层的质量。

在电泳过程中，主要以电压的大小来控制膜层厚度。

时间如超过一定数值，厚度不会显著增加，这是因为电泳漆是不导电的，当零件给膜层完全覆盖后，成为绝缘体，时间再长也不会增加漆膜的厚度。

因此如需要较厚漆膜时，尤其在镀凹位较深零件时，应用较高电压和较短时间。

电泳施工中常见漆膜缺陷及防止办法

电泳涂装是大量操作变量的动态平衡，操作人员不时地对电泳涂装工艺的控制参数进行监控和调整，就可以获得良好的外观、膜厚和物理特性。

因此，当检测出漆膜缺陷时，就应对它进行一系列准确、可靠的分析，然后及时提出解决办法。

电泳施工中最常见的漆膜缺陷有涂膜粗糙、缩孔、针孔、花斑、涂膜过薄、涂膜过厚、水痕、工件内表面涂膜过薄等，造成这些缺陷的原因不是单一的因素，下面简单介绍一下漆膜缺陷的原因及防止办法。

（一）漆膜粗糙（肉眼可见小颗粒）

1.产生原因

①槽液颜基比过高。

②进入电泳槽的被涂工件及挂具不干净。

③电泳槽由于过滤不良，使槽液杂质离子过多，电导率偏高。

④槽液中助溶剂含量偏低。

2.防治方法

①与供应商协商，提供低颜基比涂料，以便调整槽液。

②加强前处理液的过滤，降低磷化液的残渣含量，严格控制磷化后冲洗的水质，以及浮在工件表面上的磷化残渣；定时清洗挂具疏松污垢等。

③加强电泳槽液的过滤。

定期清洗、更换过滤装置，严格控制槽液的PH值和碱性物质的带入，防止树脂析出。

④定期检测槽液溶剂的含量，若偏低应及时补加溶剂。

以确保槽液的稳定。

（二）缩孔、陷穴

1.产生原因

①槽液颜基比失调，颜料含量低。

②被涂工件前处理不良或清洗后磷化膜上面落上油污、尘埃等。

③槽液中混入油污、尘埃、油飘浮在槽液面或乳化在槽液中。

④电泳后冲洗液混入油污。

⑤外来油污污染电泳涂膜。

⑥烘干室内不干净、循环风内含油。

2.防止方法

①调整槽液的颜基比，补加色浆提高颜料含量。

②加强被涂工件脱脂工序的管理，确保磷化膜不被二次污染。

③在槽液循环系统安装除油过滤装置，同时检查油污染来源，以便彻底清除油污。

④加强后冲洗液水质的检测，定期清洗更换过滤袋，以确保后冲洗水过滤质量。

⑤保持涂装环境洁净，清除对涂装有害的物质，尤其是含有机硅物质源（如电缆、拉延油、防锈油、防焊渣粘结剂、密封胶等），涂装车间及相关车间的设备及工艺介质所使用的原材料和辅助材料都不能含有酯酮。

⑥按工艺规定，定期清扫烘干室，保持烘干室和循环热风的清洁。

（三）针孔

1.产生的原因

①槽液中杂质离子含量过高，施工电压偏高，电解反应加剧，被涂工件表面产生气体等。

②槽液温度偏低，或搅拌不充分，助溶剂含量偏低。

③电泳涂装后被涂工件出槽清洗不及时，湿涂膜产生再溶解现象。

④工件带电入槽、槽液液面流速低、有气泡堆积，泡沫随着被涂工件表面上形成针孔。

2.防止方法

①加强控制槽液中的杂质离子的浓度，定期检测槽液各种离子浓度，若超过工艺规定值，应排放UF液、补加纯水，降低杂质离子含量，根据槽液的工艺参数调整涂装电压。

②控制槽液温度在工艺规定范围，加强槽液搅拌。

③被涂工件离开槽液应立即用UF液或纯水进行冲洗。

时间最好不超过1min。

④为消除带电入槽易产生针孔，一定要控制好槽液表面流速介于0.2~0.25m/s，以防止泡沫堆积，控制好运输链速度不应低于工艺要求。

（四）花斑

1.产生原因

①工件表面处理不好，磷化膜不均匀。

②磷化后的水质不好，水洗不充分。

③前处理后被涂工件二次污染。

2.防治方法

①查找原因，提高表面预处理质量。

②加强磷化后冲洗设备的检查，开线前检查喷嘴是否堵塞，以确保喷嘴压力在工艺规定范围内。

③保持涂装环境清洁，以防止前处理后的工件二次污染。

（五）涂膜过薄

1.产生原因

①槽液固体分偏低。

②槽液助溶剂含量偏低。

③槽液温度低于工艺规定的范围。

④槽液的PH值太低。

⑤槽液更新时间过长，槽液电导率偏低。

⑥泳涂电压偏低，泳涂时间不足。

2.防治方法

　　①按照工艺要求，保证固体分在工艺规定范围内，补加原漆提高固体分。

②定期检测槽液溶剂含量，尤其是在夏季，适当补加剂，使溶剂含量在工艺规定范围内。

③定期检修热交换装置，温控系统，以确保槽液温度控制在工艺范围内。

④补加低中和度涂料或利用极液的排放，调整PH值，使槽液的PH值在工艺规定值范围内。

⑤加速槽液更新，减少UF液的损失。

⑥适当提高泳涂电压，延长泳涂时间。

（六）涂膜过厚

1.产生原因

①槽液固体分偏高。

②槽液助溶剂含量偏高。

③槽液的温度偏高。

④槽液的电导率高。

⑤工件泳涂时间过长。

（由于停电造成等）。

⑥泳涂电压偏高。

2.防治方法

①为了提高涂膜质量，降低成本，严格控制固体分在工艺规定范围内。

②定期检测溶剂含量，用添加纯水，排放UF液的方法控制槽液的溶剂含量。

③严格控制槽液温度，定期检修制冷设备，以确保槽液温度在工艺规定值内。

④补加纯水、排放UF液。

⑤严格按工艺要求控制链速，尽可能避免停线。

⑥控制电压在工艺要求范围内。

（七）水痕

1.产生原因

①湿电泳涂膜表面强力过大，电渗性差。

②电泳后冲洗后，被涂工件有积液存在。

③最终手工去离子水冲洗不彻底。

④烘干前，被涂工件有水洗液积存。

⑤预烘干时间较短。

2.防治方法

①改善电泳漆涂膜表面张力，来提高湿膜的抗水滴性。

②为解决工件后冲洗积水，采用开工艺孔和吹积水方法较好。

③采用足够量的去离子水冲洗，尤其对复杂工件缝隙手工冲洗要彻底，以避免烘干后流痕严重。

④烘干前采用压缩空气吹掉水滴。

⑤在工艺设计时，要充分考虑到预烘时间、温度，以确保工件进烘干室有充分预烘过程。

（八）工件内表面涂覆过薄（泳透率低）

1.产生原因

①电泳涂料泳透力低。

②槽液的固体分偏低。

③槽液中的杂质离子含量过多，助溶剂含量偏高。

④电泳涂装电压偏低。

2.防治方法

①选用高泳透率电泳漆，严格控制电泳漆和槽液的泳透力，以确保工件内表面的泳涂漆膜厚度。

②按工艺要求，根据检测结果及时补加涂料，以确保固体分在工艺规定的范围。

③采用超滤设备、补加纯水、排放超滤液除去槽液中的杂质离子，减少助溶剂的含量。

④在槽液工艺参数允许的情况下，适当提高泳涂电压。

影响阴极电泳涂装的因素

1、基材的表面性质

    阴极电泳涂装过程中，作为阴极的基材，如低锌、普锌或含锌镍的磷化钢板由于电解作用，沉积的涂层会有缺陷，影响电沉积涂层的防腐性能。

此外，电泳时阴极表面碱性增强（开始电沉积时阴极附近的pH值约12），会使部分磷化膜溶解、基材表面微观结构发生变化，影响整体涂层的性能。

目前，解决的措施是改进磷化工艺，使基材表面覆盖Zn与Mn、Ca、Fe等金属的复合磷酸盐[Zn2M（PO4）2·H2O]（式中M为Fe、Ni、Mn和Ca），以提高磷化膜的耐碱性。

  值得注意的是，在不同基材表面上电沉积的涂层其热性能也有差异。

如在氧气气氛下，未经过磷化处理的钢板上电沉积的环氧涂层在450℃即开始热降解，热降解残余量约25％；表面镀锌-镍合金的钢板在520℃开始热降解直至完全。

这是因为不同基材表面对阴极放氢反应的催化活性不同，导致环氧主链的吸氢反应程度及涂层的多孔性呈现差异，从而影响了热降解速率。

此外，基材对于树脂的固化温度也有影响，比如镀镍表面环氧树脂的固化温度可降低20～30℃。

2、电泳前处理

（1）脱脂

    脱脂的目的是除去金属表面的油污。

目前脱脂普遍采用水溶性碱性脱脂剂，关键在于控制好脱脂温度和脱脂时间。

脱脂温度过高，水解速度加快，工件表面易泛黄；温度过低，不利于脱脂液中表面活性剂的润湿、乳化、增溶等作用，脱脂不干净。

脱脂液除油能力随pH值的提高而提高，但pH值过高可能使铝及铝合金等金属工件被腐蚀。

一般控制脱脂温度60～80℃、脱脂时间10～15min效果较好。

此外，脱脂后应立即清洗干净。

否则金属表面覆盖一层碱性物质，会影响后续除锈和磷化工序，最终使电泳涂层的抗腐蚀性下降。

（2）磷化

    对于阴极电泳涂装，磷化膜必须是轻量极的（膜厚为2～6μm）过厚的磷化膜导致电阻增大，使电沉积的效率降低。

此外，电泳涂装还要求磷化膜致密而均匀，只有在工件的导电能力、电场强度一致的前提下，才能得到均匀的电沉积膜。

我国广泛采用锌系或锌钙系中低温、低渣快速磷化工艺。

低锌磷化与阴极电泳配套性好，可充分发挥阴极电泳涂装的优势，发达国家高档汽车的电泳涂装均采用低锌磷化。

磷化工序的控制重点是磷化液的游离酸和总酸度、促进剂含量，以及磷化温度和时间。

一般低锌磷化采用NO3-促进剂体系（含量＞15g/L），处理温度50～60℃，浸入时间3～5min，总酸度20～27点（滴定10mL磷化液至酚酞终点时所消耗的氢氧化钠溶液的毫升数），游离酸0.7～1.3点（滴定10mL磷化液至甲基橙终点时所消耗的氢氧化钠溶液的毫升数）。

若在锌系或锌钙系磷化液中加入一定量的Ni2+或Mn2+（2～5g/L），可形成颗粒状晶粒致密的磷化膜，增强磷化膜的耐碱性。

从而提高电泳涂层的耐腐蚀性。

此外，磷化后必须彻底洗净磷化膜上残留的可溶性盐，因为在湿热条件下这种可溶性盐容易引起涂层的脱落，且它带入电泳槽会严重污染电泳涂料。

（3）固体分

  阴极电泳槽液的固体分通常控制在18％～25%（质量分数），固体分的高低对涂料电沉积量的影响较大。

涂料的固体分高，槽液导电性好，电沉积量也随之增加，但固体分过高（＞30％），电沉积量增加过多，涂膜变得过厚，烘烤时因流平性不佳而在表面形成桔皮等弊病；固体分过低（＜10％）时，涂料的泳透力低，涂膜的遮盖力差，还会引起电解反应加剧，涂膜易产生针孔，槽液稳定性变差。

实际涂装过程中，由于涂料固体分的