所謂電泳設備涂裝是將被涂物浸演在水溶性涂料中,與外加直流電源相接作為陽極(或作為陰極),另設一個與其相對應的陰極(或陽極),在兩極間通直流電,依靠電能所產生的電化學反應,使水溶性涂料均勻沉積在被涂物面上。從直觀上講,電泳設備涂裝的過程類似于電鍍。
電泳涂料是包含有高分子樹脂、有機溶劑和顏料懸浮顆粒等多組分混合物。它的電化學過程是很復雜的,有些方面的研究還不夠透徹,就大家公認的看法,一般包括電泳、電解、電沉積和電滲四個同時進行的過程.
電泳 在直流電場的作用下,分散在水中的帶電膠體拉子,向自身所帶電荷電性相反的電極發生定向移動,這種膠體粒子移動現象稱為電泳。水溶性電泳涂料是一個組成復雜的休系,漆液中包含有樹脂、顏料、填料及助劑等。樹脂在泳動時,要夾帶著和吸附著顏料、填料等一起泳動.所以,電泳過程實際上就是正、負離子分別向兩極移動的過程。
電沉積 帶電樹脂粒子在電場作用下,移動到相反電性的電極上時,發生電化學的反應,形成不溶于水的漆膜而沉積在電極表面,這個過程稱為電沉積,它是電泳設備涂裝過程中的主要反應.
電沉積開始時.工件的邊緣部分電場分布較密,涂料的沉積首先在這里開始,隨著時間的推移,沉積涂層逐漸增厚,由干有機涂層具有絕緣性,所以極間電阻隨沉積層厚度的增加而變大,當電阻上升到一定程度后,電沉積幾乎不再繼續在該處進行,電場分布逐漸向內部和平面處移動,電沉積也逐漸向未涂部分移動,達到工件表面各部位電阻相等,在其表面全部搜蓋一層均勻而致密的涂膜。電泳涂裝這一特點與電鍍有著很大的不同,電鍍時,由于表面沉積的是金屬,所以鍍層的電阻不會隨厚度的增加而變大.因此,對于形狀復雜的零件(有內孔、狹縫).電泳涂層可很好地全部均勻覆蓋,而電鍍或其它噴涂方法則不能實現。
電解 當電流通過電泳漆時,水發生電解,在陰極和陽極上分別有氫和氧析出,成為氣泡放出。以可溶性金屬作陽極時,會有少量金屬離子溶出.電解反應在電泳設備涂裝過程中是有害的,但又是不可避免的,須采取措施給予適當的控制,否則將導致漆膜缺陷。實踐證明,電泳時應盡量不用過高電壓,在保證質量前提下,縮短電泳時間,并且維持一定的槽液濃度。同時,嚴防槽液中其它雜質離子含量升高。
電滲 在電場力作用下,初期沉積到金屬表面的漆膜是疏松多孔的,含有相當多的水分,隨著電沉積進行,漆膜內所含的水分逐漸滲出移向槽液中,這個現象叫電滲。電滲的作用是將涂膜脫水,并使涂膜由疏松變致密。
在電沉積過程中,電滲作用的好壞會影響到漆膜外觀,如電滲不好,濕漆膜含水量高,烘干后易出現桔皮、針孔等缺陷。影響電滲作用的主要因素是水溶性樹脂的分子量,樹脂分子量大,電性中和后所形成的分子僧水性強,則電滲好.反之,樹脂分子量小,電性中和后形成的分子親水性強,則電滲差。另外,如果涂料中顏料和填料占的比例愈大,那么電滲作用也愈好。
在電泳設備涂裝工藝中,電泳涂料的制造是重要的前提條件,制漆所選用的樹脂要求具有較強的親水性,以便能很好地溶于水中,同時在成膜后又要具有很好的憎水性。為此,須設法在樹脂上引入親水性官能團,如經基、梭基、胺基、醚基、酞胺基等,但以上這些親水性官能團,仍不能使樹脂完全溶于水中,只有再設法用有機酸或堿中和成鹽后,并在助溶劑的作用下才能很好地溶于水中,成為帶電荷的高分子樹脂離子.根據被涂物在電泳漆槽中的電極極性不同和水性涂料品種不同,電泳設備涂裝又可分為陽極電泳法(即被涂物件作為陽極,水溶性涂料是陰離子型的)和陰極電泳法(即被涂物作為陰極,水溶性涂料是陽離子型的)。
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