電泳涂膜厚度及均勻性的影響因素
莫京輝
( 廣西柳州市鋼圈廠，廣西柳州 545007)
摘要：介紹了電泳涂膜厚度及均勻性對(duì)涂膜質(zhì)量的影響。
關(guān)鍵詞：陰極電泳涂裝；涂膜厚度；均勻性
電泳涂膜厚度及均勻性是涂膜質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。 一 該指標(biāo)的好壞不僅影響產(chǎn)品的外觀，還影響涂膜的機(jī)械性能和防腐蝕性能，最終影響到產(chǎn)品的使用壽命。因此，在質(zhì)量管理過程中，常常把確保涂膜厚度及均勻性作為重要的涂膜質(zhì)量要素來嚴(yán)格要求。
1 影響電泳涂膜厚度及均勻性的因素
影響電泳涂膜厚度及均勻性的因素是多方面的， 歸納起來主要有幾方面。
(1) 設(shè)計(jì)因素：① 陽極工作面積及其與陰極面積之比是否符合工藝要求；② 陽極與陽極、陽極與陰極之間的距離是否適當(dāng)；③ 電泳槽循環(huán)攪拌設(shè)施是否完善。
(2) 安裝因素：主要是電泳槽傾斜角度及其循環(huán)攪 拌相關(guān)設(shè)施安裝時(shí)是否符合電泳槽液在流動(dòng)循環(huán)時(shí)的 工藝要求。
(3) 電泳涂料產(chǎn)品是否符合質(zhì)量技術(shù)要求。
(4) 工藝參數(shù)控制是否得當(dāng)。
2 確保涂膜厚度及均勻性的措施
2 ． 1 泳涂線在技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)需解決好的問題
2 ． 1 ． 1 足夠的陽極工作面積及材質(zhì)的選擇
陰極電泳涂裝的整個(gè)過程是由電解、電泳、電沉 積、電滲 4 個(gè)反應(yīng)所構(gòu)成，為了使整個(gè)過程良好進(jìn)行，最重要的條件是要為電泳系統(tǒng)提供足夠的電能。為此，應(yīng)具備如下條件。
(1) 足夠的陽極工作面積
不同涂裝產(chǎn)品需要不同涂膜厚度。一般地，陽極面積：陰極面積為 1 ： 4 基本符合要求。同時(shí)，為了降低能耗、材耗和涂裝成本，陽極面積不能過大。
(2) 陽極結(jié)構(gòu)及選用材料
陽極除了給電泳系統(tǒng)提供電能外，現(xiàn)代技術(shù)還賦 予它另外一個(gè)功能：將系統(tǒng)在電泳過程中所產(chǎn)生的酸 和陽極在工作時(shí)被腐蝕的產(chǎn)物封閉住，以防止其干擾電泳槽液的穩(wěn)定。為此，工作陽極就做成盒式的或管式的，也就是讓僅起到提供電能作用的陽極在一個(gè)被封閉的“盒”內(nèi)或“管”內(nèi)工作，這就是復(fù)合陽極。復(fù)合陽極是電泳系統(tǒng)最為關(guān)鍵的裝置。根據(jù)復(fù)合陽極的主要功能及其輔助功能的要求，復(fù)合陽極應(yīng)由 3 個(gè)元件構(gòu)成：陽極、陽極罩、支撐架。為了保證系統(tǒng)電能的供給。提高電能的利用率及提高復(fù)合陽極的使用壽命，對(duì)復(fù)合陽極及元件還提出了如下要求。
·陽極必須選擇導(dǎo)電性好又耐腐蝕的材料制作。通常都是采用不銹鋼材料，究竟采用何種不銹鋼，視所 采用的涂料中和劑的不同而異；
·陽極隔膜 ( 罩 ) 材質(zhì)的選擇對(duì)提高電能的利用率也極為重要。制作時(shí)應(yīng)選擇膜電阻小、陰離子選擇性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性均佳的材料來制作；
·支撐架 ( 保護(hù)網(wǎng) ) 一般采用絕緣的聚乙烯材料制 作。制作時(shí)網(wǎng)孔盡可能大些，以提高電能利用率；
·復(fù)合陽極的形式亦對(duì)電場(chǎng)效率產(chǎn)生一定影響。 復(fù)合陽極一般有“盒式”和“管式” 2 種，“管式”復(fù)合陽 極不僅具有輕便、利于清洗和更換的優(yōu)點(diǎn)，而且在長(zhǎng)度相同的情況下，其電場(chǎng)效率寬度范圍要比盒式的大 30 ％ 以上。盒式的通常用于涂裝面積比較大的涂件。
2 ． 1 ． 2 陽極和陽極、陽極和陰極的間距
電泳系統(tǒng)在工作時(shí)，電場(chǎng)的分布特征是：陽極與陰極間距最短處或陽極與陰極的中心部位處，電力線分布密度最大；間距越大或越靠近邊緣，電力線密度越小。換言之，陽極與陰極中心部位處電沉積量最大，越靠近邊緣電沉積量越小。如何改變陰極 ( 涂件 ) 各處電沉積量不均的情況 ? 這就得依靠設(shè)計(jì)好陽極與陽極、 陽極與陰極的間距以及涂件浸入漆液 的深度等來解決。 圖 1 和表 1 為一些 涂裝產(chǎn)品在電泳槽 中所處的位置 ( 間 隙 ) ，可以參考選擇 表中所列數(shù)據(jù)。
圖 1 涂裝產(chǎn)品在電泳槽中所處的位置
表 1 電泳涂裝參數(shù) mm
2 ． 1 ． 3 完善電泳槽液的循環(huán)攪拌設(shè)施
為了保證電泳涂料的充分溶解、均勻混合、溫度均勻分布、消除氣泡和防止顏填料沉淀，電泳槽內(nèi)要安置完善的循環(huán)攪拌設(shè)施。為此，應(yīng)解決好如下問題：
·足夠的動(dòng)力，以保證槽液循環(huán) 4 ～ 6 次／ h ；同時(shí)，槽底部漆液流速最低為 0 ． 4 m ／ s ，液面流速也不應(yīng)小 于 0 ． 2 m ／ s ；
·噴射器一般安裝在距槽底 70 ～ 80 mm 處，并設(shè) 計(jì)好輸送管道的合理直徑、噴嘴的密度等；
·電泳槽的有效容積、主槽和附槽容積的比例、導(dǎo)向板的設(shè)置等均對(duì)槽液的良好運(yùn)行和循環(huán)攪拌起到積極作用。中小型泳涂線 (8 ～ 15 t) 電泳槽更新期為 20 ～ 40 d ；溢流槽 ( 附槽 ) 有效容積一般為主槽的 5 ％ ～ 10 ％ 。
2 ． 1 ． 4 安裝時(shí)應(yīng)注意的問題
·電泳槽的傾斜角度一般為 1 ° 左右；
·噴射器的噴嘴安裝角度應(yīng)妥善解決好，可以先以清水為流體做試驗(yàn)。
總之， 2 ． 1 ． 3 和 2 ． 1 ． 4 項(xiàng)的工作目的是要力爭(zhēng)做到在電泳槽內(nèi)不留任何的攪拌死角。
2 ． 2 選購優(yōu)質(zhì)的電泳涂料產(chǎn)品
電泳涂料產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要從以下幾方面考慮。
·在水中有較好的水溶性、分散性，乳化效果好， 呈均相，故而電泳特性好；
·電沉積后滲水性好；
·濕膜干燥固化時(shí)流平性好。
涂料產(chǎn)品質(zhì)量與制造涂料的各化工材料質(zhì)量、涂料的配方、結(jié)構(gòu)是否科學(xué)、合理，制造工藝是否先進(jìn)規(guī)范等因素有關(guān)，這個(gè)工作主要依靠制造商來做，用戶要有比較科學(xué)的選購方法，對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行多方考察，對(duì)涂料 產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)和試驗(yàn)。
2 ． 3 正確執(zhí)行工藝規(guī)程，嚴(yán)格工藝控制
(1) 按涂料產(chǎn)品種類和涂裝產(chǎn)品的技術(shù)要求，制定 比較完善、科學(xué)的工藝規(guī)程。
(2) 將涂裝產(chǎn)品的質(zhì)量管理制度化、規(guī)范化、科學(xué)化。
(3) 加強(qiáng)工藝管理，嚴(yán)格工藝控制，主要是：①把好前處理質(zhì)量關(guān)，使涂件具有較好的導(dǎo)電性、潔凈度的同時(shí)，還應(yīng)具有較高的平整度，從而為獲得內(nèi)在外在質(zhì)量均佳的涂膜創(chuàng)造良好條件；②涂裝生產(chǎn)時(shí)，電泳涂料必須首先經(jīng)過徹底“熟化”。為此，在具備比較完善的配 漆設(shè)施的同時(shí)，操作人員要正確全面地執(zhí)行配漆工藝 規(guī)程；③定期或不定期地檢查復(fù)合陽極的工作情況，發(fā)現(xiàn)陽極腐蝕嚴(yán)重、工作面積不足或極罩堵塞破漏，要及時(shí)地更換或清洗；④每班生產(chǎn)前檢查吊鉤與涂件接觸部位導(dǎo)電是否良好，如有異樣，必須將覆蓋物 ( 漆膜 ) 及時(shí)地清除，以保持其良好的導(dǎo)電性；⑤經(jīng)常檢查電泳槽的循環(huán)攪拌設(shè)施運(yùn)行是否正常，非特殊情況 ( 如停電 ) ，不能停止攪拌；⑥控制好電泳槽液如下工藝參數(shù)，防止它們?cè)谶^高或過低的情況下工作：固體含量 ( 顏基比 ) 、助劑含量、電導(dǎo)率、 pH 、浴溫、施工電壓等；⑦電泳時(shí)間 一 旦確定，就不要輕易更改。
3 結(jié)語
電泳涂膜厚度及均勻性是涂膜質(zhì)量的重要指標(biāo)， 它們之間不是孤立的，是互相依托又互相制約的整體。例如：保證了涂膜的整體質(zhì)量，就保證了涂膜厚度及均勻性，因此，要保證涂膜厚度必須十分重視涂膜質(zhì)量，避免出現(xiàn)致病因素，涂膜厚度對(duì)保證涂膜質(zhì)量非常 重要。另外，陽極與陽極、陽極與陰極的間距，涂件浸 于漆液中的深度、寬度以及復(fù)合陽極的形狀等對(duì)涂膜 厚度及均勻性都是關(guān)鍵的影響因素。可根據(jù)不同的涂 裝產(chǎn)品對(duì)涂膜質(zhì)量的不同要求、涂件的尺寸來決定，也 可 以通過一些試驗(yàn)來確定。 |
