1 電泳涂漆工藝原理
電泳涂漆分為陽(yáng)極電泳和陰極電泳，根據(jù)基體材料的種類或涂裝的目的來(lái)選擇使用電泳涂漆的類型。陰極電泳工藝一般是采用聚胺酯涂料對(duì)首飾表面進(jìn)行涂覆處理。陽(yáng)極電泳工藝中，第一代涂料為環(huán)氧樹(shù)脂涂料，現(xiàn)在主要用于汽車底盤的表面處理；第二代為丙烯酸涂料，用于鋁型材的表面處理。丙烯酸分子式為CH2CHCOOH，聚合成的丙烯酸樹(shù)脂為一團(tuán)亂麻，其中最外的羧基有70％被氨基所取代，因其樹(shù)脂中存在—COONHR，使樹(shù)脂具有水溶性，氨基樹(shù)脂在高溫下進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)。涂料分子的均勻性對(duì)工藝操作有很大影響，一般來(lái)說(shuō)，乳化越好，分子越均勻。
鋁合金電泳涂漆工藝的原理是基材表面經(jīng)陽(yáng)極氧化處理后，形成由Al12O3，與A12(SO4)3，所構(gòu)成的多孔性蜂巢式的保護(hù)層。在直流電壓作用下，鋁合金作為陽(yáng)極，電流通過(guò)氧化膜微孔電解水，產(chǎn)生H+和O2，同時(shí)，電泳涂料液在電場(chǎng)作用下，向陽(yáng)極被涂物移動(dòng)，與H’反應(yīng)并沉積于被涂物上。在電場(chǎng)的作用下，膜中的水分子滲透析出，最終膜中水分含量低至2%~5%。經(jīng)過(guò)烘烤產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)硬化。電泳涂漆起到封閉多孔質(zhì)氧化膜的作用。
電泳涂漆一般認(rèn)為有4個(gè)過(guò)程：
?。?）電解：丙烯酸胺R-COONH2→R-COO-+NH2
水H2O→H-+OH-
?。?）電泳：電荷粒子在導(dǎo)電介質(zhì)中受電位影響而移動(dòng)。粒子的移行率與粒子的ZETA電位、電場(chǎng)大小、介質(zhì)的介電系數(shù)成正比，而與漆液的黏度成反比關(guān)系。
?。?）工藝參數(shù)要求：
脫脂：硫酸180g/L~200 g/L，時(shí)間2min~5min
堿冼；氫氧化鈉40 g/L~50 g/L，時(shí)間2min~5min
中和：硫酸180 g/L~200 g/L，時(shí)間2min~5min
氧化：硫酸150 g/L~180 g/L，Al3+<150 g/L，槽溫（20±5）℃，電流密度為150A/m2~180 A/m2。
著色：著色電壓小于氧化電壓，其他參數(shù)按配槽要求進(jìn)行
電泳涂漆：固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%～7%，PH值7.6~8.4,溫度(23±3)℃,電導(dǎo)率25℃時(shí)590us/cm~900 us/cm,涂漆時(shí)間40s~180s，涂漆電壓40v~160v
瀝水：15 min~20min
固化：溫度170℃~180℃，時(shí)間30min
（2） 電泳涂膜的性能指標(biāo)列表1
電沉積：R-COO-+H+→RCOOH↓
3R-COO-+Al+→（RCOO）3→（RCOO）3Al↓
?。?） 電滲透：析出于陽(yáng)極上的涂料膜，構(gòu)造如同無(wú)數(shù)的毛細(xì)管。毛細(xì)管與水的界面存在電氣二重層，水分在電場(chǎng)作用下，透過(guò)涂料膜脫水，而互換相反電荷造成滲透現(xiàn)象，稱為電滲透。
2 鋁型材電泳涂漆工藝過(guò)程
（1）生產(chǎn)流程如圖1所示。
①光澤度：使用人射反射角度為600光澤度儀，標(biāo)板設(shè)為100；
?、谟捕纫蠊纹朴捕葹?H；
③在mt用”(NdOH)I％的水溶液浸泡Ⅺh保護(hù)等級(jí)大于9．5；
④在20~C~”(Hcl)5％的水溶液浸泡20h保護(hù)等級(jí)大于9．5；
⑤在沸水中浸泡8h后檢測(cè)其失光率小于5％。
[pagebreak]3 電泳涂漆工藝裝備
(1)電泳電源：對(duì)于電泳電源的要求主要是紋波因素，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，紋波系數(shù)必須小于6％。因?yàn)殡妷翰环€(wěn)會(huì)產(chǎn)生針孔、橘皮、失光等一系列缺陷。
(2)回收系統(tǒng)：對(duì)水洗槽中的漆液進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)無(wú)污染生產(chǎn)。關(guān)鍵部件有高壓泵、RO膜等，是由電泳槽、電泳副槽、電泳后的兩道水洗槽及回收膜管組成的封閉式回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于進(jìn)入膜管的槽液成分穩(wěn)定，對(duì)膜管有保護(hù)作用，在進(jìn)行漆液回收時(shí)達(dá)到各槽的動(dòng)態(tài)流量平衡，如圖2所示。
RO膜管采用高壓反滲透技術(shù)，不斷地從輸入液中滲透出水，好的膜管產(chǎn)水量大，水質(zhì)清徹。也有廠家采用海水淡化替代，當(dāng)產(chǎn)量大或生產(chǎn)鈦金黃色型材時(shí)，膜管易堵塞，而且出水質(zhì)量差，漆液回收率提不上去。高壓泵應(yīng)選用專業(yè)廠家的產(chǎn)品，穩(wěn)定的進(jìn)水壓力是膜管運(yùn)行正常的必要條件。
(3)電泳精制系統(tǒng)：由陰塔和陽(yáng)塔組成，陽(yáng)樹(shù)脂為大孔弱酸性樹(shù)脂，陰樹(shù)脂為強(qiáng)堿性樹(shù)脂或大孔弱堿性樹(shù)脂、利用樹(shù)脂對(duì)雜質(zhì)陰、陽(yáng)離子進(jìn)行交換生成H＋和OH-，起到凈化漆液的作用。好的樹(shù)脂與生產(chǎn)出好的產(chǎn)品有著密切的關(guān)系，因此要注意樹(shù)脂牌號(hào)的選擇。
(4)循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)：由于生產(chǎn)時(shí)電泳槽產(chǎn)生大量的熱量，必須及時(shí)進(jìn)行熱交換來(lái)保持槽液溫度的恒定，循環(huán)速度應(yīng)能使產(chǎn)生的熱量充分交換。一般來(lái)說(shuō)循環(huán)速度為4次／h~6次／h。同時(shí)循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)具有排除懸浮雜質(zhì)和氣泡的作用。
(5)極罩：消解電解反應(yīng)產(chǎn)生的大量氣泡，減少型材花斑缺陷。并且極罩內(nèi)滲入槽液后可以隔開(kāi)極板與型材，避免產(chǎn)生電擊傷。
4 生產(chǎn)實(shí)踐中的問(wèn)題及對(duì)策
電泳涂漆會(huì)使型材上任何較微小的表面缺陷在亮漆下暴露無(wú)遺，而且無(wú)法利用生產(chǎn)線上的工藝槽進(jìn)行返工。電泳型材的生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，流水作業(yè)連貫性強(qiáng)，往往是同一類缺陷在一個(gè)時(shí)間段所生產(chǎn)的 產(chǎn)品中都存在，每一個(gè)工藝階段產(chǎn)生的缺陷到固化處理后會(huì)有一個(gè)突然的暴露，導(dǎo)致電泳型材的成品率比普通氧化型材的低。生產(chǎn)中常見(jiàn)缺陷的原因及對(duì)策如下：
(1)橘皮和痱泡等比較突出的漆膜缺陷
產(chǎn)生的原因是電沉積不均勻，因此要有針對(duì)性地分析加快電沉積速度的因素，如槽溫、電導(dǎo)率、涂漆電壓等。這些因素加速了帶電粒子的泳動(dòng)，一旦波動(dòng)至臨界值，將加大產(chǎn)生缺陷的幾率，尤其是槽溫 大于25℃時(shí)，產(chǎn)生這類缺陷的幾率是63．7％。因此工藝參數(shù)應(yīng)盡量保持穩(wěn)定。
(2)漆膜表面有夾雜物
不同的原因?qū)е戮奂瘖A雜物的部位不同。如果是一掛型材的上部夾雜物明顯，一般是由于水洗槽中的雜質(zhì)顆粒較多引起的。這是因?yàn)檠趸д姾?，而水中的顆粒帶負(fù)電荷，一旦吸附則不易除去。 如夾雜物在一掛型材的外側(cè)，一般是電泳后的型材暴露在不清潔的空氣中所致。當(dāng)進(jìn)行至電泳后瀝水階段時(shí)，由于漆膜有一定黏度，當(dāng)空氣中粉塵較多，很容易粘附在漆膜上。當(dāng)然使用未清理干凈的烘爐時(shí)，或烘爐的濾網(wǎng)有破損也會(huì)產(chǎn)生這類缺陷。如果從烘爐中出來(lái)的第一批型材漆膜不潔凈，而后又正常了，可以肯定這是因?yàn)楹鏍t清掃工序沒(méi)有保證質(zhì)量。
(3)常出現(xiàn)的花斑缺陷
產(chǎn)生花斑的原因有：型材上架方式不對(duì)，或者在氧化、電解著色、電泳涂漆時(shí)型材表面有氣泡無(wú)法排出。對(duì)策是：上掛時(shí)型材的裝飾面向上向外，無(wú)溝邊的光滑面向下，同時(shí)型材上掛的角度要適宜；型材大角度斜進(jìn)斜出工藝槽，進(jìn)入附加電流的工藝槽后需緩慢晃動(dòng)型材以驅(qū)趕氣泡，并在通電前適當(dāng)?shù)慕荩员銡馀萦刑右莸臅r(shí)間：
[pagebreak](4)成品表面混濁不透徹。
這時(shí)要仔細(xì)觀察混濁面是氧化膜還是漆膜。正常生產(chǎn)工藝條件下，鋁型材的氧化膜是透明的。氧化前的型材表面不清潔或氧化工藝參數(shù)偏向臨界值時(shí)，如Al3廣濃度超過(guò)20g/L，氧化電流密度超過(guò)180
A/m2，型材氧化時(shí)表面溫度等因素，都會(huì)導(dǎo)致氧化膜狀況惡化，造成成品表面混濁。產(chǎn)生漆膜混濁的主要原因是熱水洗工藝，包括溫度不夠、時(shí)間不夠、熱水質(zhì)量發(fā)生問(wèn)題。當(dāng)氧化膜厚度大于20um仍按常規(guī)熱水洗工藝進(jìn)行時(shí)也會(huì)產(chǎn)生漆膜混濁的現(xiàn)象。其原因是氧化膜清洗不徹底，導(dǎo)致氧化膜所含雜質(zhì)參與形成漆膜。
(5)在干燥環(huán)境生產(chǎn)電泳料容易產(chǎn)生干燥痕
對(duì)此類缺陷比較一致的說(shuō)法是進(jìn)入電泳槽前型材表面水膜不均勻造成的。據(jù)悉，日本普遍采取型材表面晾干以后再進(jìn)行電泳工藝，可以杜絕水痕的產(chǎn)生。我們的做法一是將型材熱水洗后充分冷卻， 再進(jìn)人電泳前的純水槽；再是及時(shí)更換一定量的純水，保證純水槽溫與室溫一致；三是將型材快速?gòu)募兯坜D(zhuǎn)移至電泳槽。操作人員動(dòng)作協(xié)調(diào)是可以避免這類缺陷出現(xiàn)的。
(6)成品型材漆膜不夠光澤或發(fā)黏
此時(shí)檢測(cè)其硬度一般也是不夠的，需要檢查烘爐的狀況。如果烘爐電流和電壓沒(méi)有異常變化，而達(dá)到恒溫點(diǎn)的時(shí)間變長(zhǎng)，一般是由于烘爐的熱循環(huán)不均勻造成的，重新調(diào)整各個(gè)通風(fēng)窗口即可。
(7)型材發(fā)生電擊傷
如果擊傷切口有電泳漆，則是氧化工序出的問(wèn)題，或者是由于電泳極板的極罩松落，或者電泳槽底部有落下的型材，以及操作不當(dāng)導(dǎo)致型材與極板接觸操作人員設(shè)置的電泳電壓過(guò)大等因素都可能造成這類缺陷。
(8)導(dǎo)電梁清洗的操作有可能影響產(chǎn)品的質(zhì)量
做電泳料的陽(yáng)極導(dǎo)電梁必須經(jīng)過(guò)清洗，抹干水后進(jìn)入電泳工序，否則會(huì)產(chǎn)生下列問(wèn)題：①水珠落賒覆好的漆膜上，導(dǎo)致局部漆膜發(fā)花；②清洗不徹底，導(dǎo)電梁接觸化學(xué)物質(zhì)后其被腐蝕的表面經(jīng)烘烤產(chǎn)生粉狀物落下，會(huì)污染漆膜。
(9)電泳工藝槽的維護(hù)相當(dāng)重要
掉落人槽中的型材要及時(shí)打撈，否則由于在槽沖浸泡，型材表面的漆膜脫落產(chǎn)生“死漆”。“死漆”常懸浮在槽液體中，由于細(xì)小不易打撈。“死漆”附到型材表面會(huì)形成局部凝塊，常造成整掛型材報(bào)廢。
(10)在下掛和包裝工序漆膜劃傷、擦傷
型材下掛過(guò)程中堆積，導(dǎo)致漆膜相互摩擦造成擦傷；或者擺放時(shí)端頭不齊，相互劃傷。該工序中的任何不規(guī)范動(dòng)作，對(duì)于漆膜的裝飾作用都是有害的。漆膜具有毛細(xì)孔的特性，具有滲透功能，當(dāng)用熱塑包裝由于密封較好，水分不易排出，會(huì)發(fā)生漆膜與基材之間存在水珠的現(xiàn)象，雖然不影響型材的使用，但向客戶解釋時(shí)顯得很勉強(qiáng)，所以最好避免使用熱塑包裝。
?。?nbsp; 生產(chǎn)過(guò)程中的管理
經(jīng)統(tǒng)計(jì)，銀白色電泳涂漆型材的合格率較好水平是96％。其廢品中，基材表面有劃傷等缺陷的約占43．3％，由于氧化膜過(guò)厚及氧化表面混濁的約占12．5％，漆膜有夾雜物的占15．7％，漆面劃傷的約占15．6％，其他缺陷的占12．9％。
以生產(chǎn)難度最小的銀白電泳涂漆型材為例，我們認(rèn)為建立合理的工序控制點(diǎn)是提高電泳合格率的有效途徑。以下為控制點(diǎn)的建立模式：
(1)設(shè)立基材上架工序控制點(diǎn)，目的是檢查基材表面是否有明顯的劃傷等缺陷?？刂埔c(diǎn)：確定基材上架方向與支數(shù)，減少由于基材質(zhì)量問(wèn)題而出現(xiàn)電泳廢品，以及防止花斑的產(chǎn)生。
(2)陽(yáng)極氧化工序控制點(diǎn)，目的是減少型材氧化表面的缺陷。控制要素：①檢查前處理的效果，此時(shí)型材表面必須光潔無(wú)灰；②型材氧化后的氧化膜必須是透明的。
(3)進(jìn)入電泳槽前的處理料表面清潔無(wú)雜質(zhì)，電泳槽液清潔無(wú)絮狀物，生產(chǎn)著色料時(shí)要嚴(yán)格檢查色澤量是否匹配，減少漆面的質(zhì)量缺陷。
(4)槽況工藝控制點(diǎn)：在工藝上強(qiáng)調(diào)槽液狀況穩(wěn)定(包括各成分濃度、槽液溫度)，水洗槽的水質(zhì)合格，生產(chǎn)線—亡無(wú)粉塵和酸堿霧。
6 結(jié)束語(yǔ)
電泳涂漆型材是高檔裝飾材料，它為生產(chǎn)廠家?guī)?lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)其技術(shù)含量和生產(chǎn)難度也大大超過(guò)普通型材的，只有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并客觀地分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，最后落實(shí)到實(shí)際工作中，才能有效地提高電泳型材的合格率。