影響陰極電泳涂裝的因素

影響陰極電泳涂裝的因素有哪些？湖北電泳漆生產(chǎn)廠(chǎng)家就給大家說(shuō)說(shuō)下：

1、基材的表面性質(zhì)

陰極電泳涂裝過(guò)程中，作為陰極的基材，如低鋅、普鋅或含鋅鎳的磷化鋼板由于電解作用，沉積的涂層會(huì )有缺陷，影響電沉積涂層的防腐性能。此外，電泳時(shí)陰極表面堿性增強（開(kāi)始電沉積時(shí)陰極附近的pH值約12），會(huì )使部分磷化膜溶解、基材表面微觀(guān)結構發(fā)生變化，影響整體涂層的性能。目前，解決的措施是改進(jìn)磷化工藝，使基材表面覆蓋Zn與Mn、Ca、Fe等金屬的復合磷酸鹽[Zn2M(PO4)2·H2O](式中M為Fe、Ni、Mn和Ca)，以提高磷化膜的耐堿性。

值得注意的是，在不同基材表面上電沉積的涂層其熱性能也有差異。如在氧氣氣氛下，未經(jīng)過(guò)磷化處理的鋼板上電沉積的環(huán)氧涂層在450℃開(kāi)始熱降解，熱降解殘余量約25％；表面鍍鋅-鎳合金的鋼板在520℃開(kāi)始熱降解直至。這是因為不同基材表面對陰極放氫反應的催化活性不同，導致環(huán)氧主鏈的吸氫反應程度及涂層的多孔性呈現差異，從而影響了熱降解速率。此外，基材對于樹(shù)脂的固化溫度也有影響，比如鍍鎳表面環(huán)氧樹(shù)脂的固化溫度可降低20～30℃。

2、電泳前處理

(1)脫脂

脫脂的目的是除去金屬表面的油污。目前脫脂普遍采用水溶性堿性脫脂劑，關(guān)鍵在于控制好脫脂溫度和脫脂時(shí)間。脫脂溫度過(guò)高，水解速度加快，工件表面易泛黃；溫度過(guò)低，不利于脫脂液中表面活性劑的潤濕、乳化、增溶等作用，脫脂不干凈。脫脂液除油能力隨pH值的提高而提高，但pH值過(guò)高可能使鋁及鋁合金等金屬工件被腐蝕。一般控制脫脂溫度60～80℃、脫脂時(shí)間10～15min效果較好。此外，脫脂后應立清洗干凈。否則金屬表面覆蓋一層堿性物質(zhì)，會(huì )影響后續除銹和磷化工序，終使電泳涂層的抗腐蝕性下降。

(2)磷化

對于陰極電泳涂裝，磷化膜是輕量極的（膜厚為2～6μm）過(guò)厚的磷化膜導致電阻增大，使電沉積的效率降低。此外，電泳涂裝還要求磷化膜致密而均勻，只有在工件的導電能力、電場(chǎng)強度一致的前提下，才能得到均勻的電沉積膜。我國采用鋅系或鋅鈣系中低溫、低渣快速磷化工藝。低鋅磷化與陰極電泳配套性好，可充分發(fā)揮陰極電泳涂裝的優(yōu)勢，發(fā)達國家汽車(chē)的電泳涂裝均采用低鋅磷化。磷化工序的控制重點(diǎn)是磷化液的游離酸和總酸度、促進(jìn)劑含量，以及磷化溫度和時(shí)間。一般低鋅磷化采用NO3-促進(jìn)劑體系（含量＞15g/L），處理溫度50～60℃，浸入時(shí)間3～5min，總酸度20～27點(diǎn)（滴定10mL磷化液至酚酞終點(diǎn)時(shí)所消耗的氫氧化鈉溶液的毫升數），游離酸0.7～1.3點(diǎn)（滴定10mL磷化液至甲基橙終點(diǎn)時(shí)所消耗的氫氧化鈉溶液的毫升數）。若在鋅系或鋅鈣系磷化液中加入量的Ni2+或Mn2+（2～5g/L），可形成顆粒狀晶粒致密的磷化膜，增強磷化膜的耐堿性。從而提高電泳涂層的耐腐蝕性。此外，磷化后洗凈磷化膜上殘留的可溶性鹽，因為在濕熱條件下這種可溶性鹽容易引起涂層的脫落，且它帶入電泳槽會(huì )嚴重污染電泳涂料。

(3)固體分

陰極電泳槽液的固體分通?？刂圃?8％～25%（質(zhì)量分數），固體分的高低對涂料電沉積量的影響較大。涂料的固體分高，槽液導電性好，電沉積量也隨之增加，但固體分過(guò)高（＞30％），電沉積量增加過(guò)多，涂膜變得過(guò)厚，烘烤時(shí)因流平性不佳而在表面形成桔皮等弊??；固體分過(guò)低（＜10％）時(shí)，涂料的泳透力低，涂膜的遮蓋力差，還會(huì )引起電解反應加劇，涂膜易產(chǎn)生針孔，槽液穩定性變差。實(shí)際涂裝過(guò)程中，由于涂料固體分的下降，需要定期檢測固體分的下降值，通過(guò)計算向槽液中補加新鮮電泳涂料。

(4)顏基比

對以顏料為著(zhù)色物質(zhì)的陰極電泳漆，顏基比失調會(huì )導致涂膜的外觀(guān)和抗腐蝕能力變差。顏基比過(guò)高，涂膜粗糙無(wú)光澤，顏料發(fā)生沉淀；顏基比過(guò)低，涂膜易產(chǎn)生針孔，抗腐蝕能力降低。陰極電泳過(guò)程中，一般通過(guò)向槽液中補加高顏基比的顏料漿的方法，以維持顏基比恒定在0.24～0.3。

(5)助溶劑

助溶劑是陰極電泳涂料的重要組成部分，一方面有利于保持涂料的穩定，另一方面影響涂膜的質(zhì)量。助溶劑含量太低，降低了樹(shù)脂的水溶性，導致電沉積量和泳透力降低；助溶劑含量太高，涂膜變厚，與此同時(shí)，泳透力和涂膜的擊穿電壓下降，槽液不易控制。通常，陰極電泳涂料中助溶劑含量為20％～40%；在中和及用水稀釋之后，槽液中有機溶劑一般控制在2%～5%。若選擇的助溶劑是低沸點(diǎn)的醇類(lèi)溶劑，生產(chǎn)中還需注意定期補加其損失量。

(6)槽液的pH值

電泳過(guò)程中，槽液的pH值是控制電泳涂料穩定性的重要因素。通常情況下，陰極電泳涂裝需嚴格控制pH在5.90～6.15。槽液的pH值太高，電泳涂料變得不穩定，嚴重時(shí)導致沉淀析出；槽液的pH值也不應過(guò)低，雖然pH值降低時(shí)電泳電流增大，電沉積量增加，有利于涂膜形成，但漆膜的再溶解程度也隨之加大。

連續電泳時(shí)，由于樹(shù)脂不斷沉積，中和劑不斷積累，使得槽液pH值漸漸降低、電導率增大，導致泳透力降低。為嚴重的是已沉積在工件上的漆膜重新溶解的趨勢加大，使沉積膜變薄，失光露底。一般通過(guò)極罩法、補加低中和度涂料和換濾液的方法來(lái)調整pH值，使之穩定在規定的范圍之內。

(7)槽液電導率

陰極電泳涂料槽液的電導率通常在1200～1600μS/cm，維持槽液的導電能力，保證涂層的質(zhì)量。在電泳過(guò)程中，由于雜質(zhì)離子的混入，以及游離出的中和劑的濃度增加的緣故，電導率會(huì )逐漸增大。電導率過(guò)高既增加耗電量，降低了泳透力，又使槽液升溫過(guò)快，涂膜光澤降低，顏料顆粒析出、漆膜抗腐蝕能力下降。

(8)槽液溫度

槽液溫度對陰極電泳涂裝及涂膜性能的影響是的。在其他工藝條件不變的情況下，升高溫度，槽液粘度降低，電極反應加快，同時(shí)涂膜的電阻值也下降，有利于電沉積，使膜厚增加。但槽液溫度過(guò)高（＞35℃），涂膜變得粗糙，烘干后產(chǎn)生波浪狀的堆積，且槽液中的助溶劑易揮發(fā)，導致槽液變質(zhì)，穩定性變差。溫度過(guò)低（＜15℃），沉積量小，涂膜薄，光澤度和遮蓋力都差，且槽液粘度大，電沉積過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡難以消除，漆膜易出現針孔。一般陰極電泳槽液溫度控制在28～34℃，實(shí)際操作中需采取恒溫措施。以防止槽液溫度出此范圍。

(9)電泳電壓

陰極電泳涂裝的電壓主要取決于涂料的品種，操作時(shí)還應該綜合考慮極間距、極比、槽液溫度等因素，以確定佳電壓范圍。電壓的高低對電泳涂膜的質(zhì)量影響大。通常電泳時(shí)間是固定的，通過(guò)提高或降低電壓來(lái)調節涂膜厚度。極間電壓越高，電場(chǎng)強度越強，電沉積量亦隨之增加，工件內表面及半封閉面的涂膜厚度增大。但電壓過(guò)高，工件入槽瞬間的沖擊電流太大，涂膜沉積速度過(guò)快，易造成涂膜外觀(guān)和性能變差。電壓高到過(guò)電泳膜的擊穿電壓時(shí)，沉積涂膜被擊穿，電解反應加劇，電極表面產(chǎn)生大量氣體，涂膜表面產(chǎn)生大量氣泡。電泳電壓過(guò)低，涂料泳透力差，沉積速度慢，效率低，涂膜變薄。一般在保證涂膜外觀(guān)質(zhì)量前提下，盡可能采用較高的電壓進(jìn)行陰極電泳涂裝。電壓控制在150～340V為宜。據文獻報道，陰極電泳涂裝時(shí)采用不同的供電方式對涂膜的外觀(guān)影響較大。線(xiàn)性升高電壓既可獲得較高的泳透力，又可限制峰值電流，防止涂膜弊病的產(chǎn)生。

(10)電泳時(shí)間

一般情況下，電泳時(shí)間長(cháng)，膜厚及泳透力會(huì )增加，涂膜電阻值也隨之增大，約2～3min后，涂膜達到厚度，厚度就不再增加。電泳時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )導致涂膜缺陷產(chǎn)生，外觀(guān)變差。因此，在保證涂層質(zhì)量前提下，應盡量縮短電泳時(shí)間，電泳結束后，被涂物應盡快從槽中取出，以免涂膜發(fā)生再溶解而變薄。

(11)極間距與極比

陰極電泳時(shí)陽(yáng)極與陰極（被涂物）之間的距離（極間距）和面積比值（極比)對電沉積效率有影響。極間距過(guò)遠，極間電阻增大，電沉積效率降低，沉積量減小，涂膜不均勻，局部電泳不上；反之則會(huì )產(chǎn)生局部電流大和過(guò)量電沉積，影響膜厚均勻度。一般合適的極間距為50～400mm。對于較大的工件，時(shí)可設置輔助陽(yáng)極，以達到合理的極間距范圍。陽(yáng)極面積過(guò)大，被涂物表面易產(chǎn)生異常電沉積，沉積出的涂膜厚且粗糙，附著(zhù)力也降低；陽(yáng)極面積過(guò)小，電沉積效率降低，涂膜變薄，泳透力也低。一般合適的極比（陽(yáng)極面積／陰極面積）為1/4～1/6。

(12)烘烤溫度和時(shí)間

烘烤溫度和時(shí)間對涂膜的耐腐蝕性、耐沖擊性均有大的影響。高溫長(cháng)時(shí)間烘烤可能導致涂膜泛黃、變脆等；烘烤溫度太低，樹(shù)脂沒(méi)有充分交聯(lián)，耐腐蝕性變差。一般烘烤溫度為165～180℃，烘烤時(shí)間20～30min。