13358055285
13328046118
昆山电泳色工艺技术
一、项目简介
1)工艺流程：
(1)电泳清漆、基材前处理→镀金、镀银、镀仿金、镀彩色层或黄铜抛光→清洗→去离子水洗→阴极电泳清漆→去离子水洗→清洗→固化。
(2)彩色清漆：基材前处理→光亮镀镍或抛光铝等→清洗→去离子水洗→阴极电泳→去离子水洗→染色→清洗→固化。(也有直接电泳成彩色清漆工艺)
(3)色漆：基材前处理(包括磷化)→清洗→去离子洗→阴极电泳→去离子水洗→清洗→固化。
2、漆膜质量：
1)漆膜硬度：1H～3H(中华牌铅笔)
2)盐雾试验：漆膜厚度10μm时大于300小时。
3)结合力与韧性：在0.5mm钢板和0.2mm铝板上直接电泳6～8μm漆膜，固化后经90°弯曲，未见漆膜裂纹。当基材断裂时，未见漆膜剥离。
3、阴极电泳漆的回收
阴极电泳漆以水为溶剂，因此阴极电泳工艺生产环境大为改善。经过电泳后，由零件及挂具带出的漆液，如直接排放，不仅造成浪费，同时将造成一定的污染。如采用超滤器处理，不仅可净化漆液，回收漆液，同时超滤后的水，还可作为清洗水使用，因此阴极电泳涂装工艺，实际可做到无排放和几乎无污染。
二、应用范围
由于电泳漆的施工安全性、漆膜均匀以及优良的抗蚀性而受到涂装工业的重视。电泳漆分阳极电泳漆和阴极电泳漆。前者于六十年代首先在美国通用汽车公司和福特汽车公司应用。随后发展起来的阴极电泳漆，由于漆液的稳定性和漆膜的抗蚀性远优于阳极电泳漆，因此很快成为国内外发展的主要方向。
我国铝型材业经过20年的发展，已形成一个完整的工业体系，成为国民经济的支柱产业之一。原铝产量已达到250万吨以上，占世界第三位，拥有铝加工企业1000多家，生产能力已达到350万吨/年，铝型材产量已达100万吨/年。目前已进入高档发展时期，铝型材的表面处理技术发展迅速，由单一的古铜料发展到拥有粉末涂装、喷涂氟碳涂料、有机和无机染色、电泳涂装、机械和化学抛光等工艺手段，新一代的木纹化处理技术，三段电解多色着色以及微弧氧化着色技术也在试产中，铝型材的外观有钛金、金黄、香槟、仿不锈钢及各种色彩，还有显示镜面、沙石、亚光、珠光等特殊效果的。在众多的表面处理技术中，电泳涂装是具有发展方向的适用技术。铝型材经阳极化和电解着色后再进行电泳涂装，有双层保护。具有高透明，高度金属质感，高耐蚀及高耐候性，比喷漆、粉末喷涂更具装饰性，深受用户喜爱，已广泛进入家庭装修，潜在市场极大。其二，工艺容易实施，只要在原生产线上增加几个槽与铝氧化着色形成流水线生产，水溶性电泳涂装安全，可以实现闭路循环，有利于环保。其三，更重要的是电泳型材更具魅力，是高档、豪华型材的典范。拥有电泳涂装线成为铝型材厂综合技术水平的重要标志。
一铝型材的电泳涂装（昆山阴极电泳涂装工艺及铝型材电泳涂装工艺）
1电泳涂装的原理
以阳极电泳为例，图2-4-1说明了阳极电泳的过程，此时工件为铝型材作阳极。
涂料状态(乳化状态)：含羧基的丙烯酸树脂，中和剂为氢氧化钾，或有机胺，固化剂为三聚氰胺甲醛树脂。
pH值：7.8～8.5之间。
电沉积：在pH值下降时析出
电极反应：阳极(铝型材)
2H2O→4H++4e-+O2↑
R-COO-+H+→R-COOH
水溶性水不溶(涂膜)
Me→Men++ne-
RCOO-+Men+→(R-COO)nMe(析出)
阴极(极板)
2H2O+2e→2OH-+H2↑
电泳时在工件表面涂膜沉积，阳极有氧气产生，可以促进成膜，但氧气产生过多会造成涂膜外观光亮度差，因此电泳过程中要对电导率进行控制，另外要控制液的pH值，它与涂膜的沉积密切相关，阳极电泳时有金属离子溶出，它参与成膜，铝型材电泳时的金属离子溶出和钢铁件不同，对颜色的影响甚微。
3铝型材用阳极电泳涂料的特性
3.1阳极电泳涂料的品种
由于丙烯酸树脂具有优异的耐候性，耐磨性；树脂无色透明，可通过配方调节涂料性能，具有优异的装饰性和性能可调性，且这类树脂主链由碳-碳键组成，抗化学性高，配成碱性的大量含水的电泳漆也不会分解，具有良好的稳定性，因此丙烯酸类型的阳极电泳涂料占据了铝型材电泳涂料的主流。
目前还有一类为有色的聚氨酯电泳漆，性能较好，工艺简单，因为采用有色聚氨酯电泳漆，则可取消阳极氧化、着色、封闭工艺。有利于节约成本。此外为满足各种产品的不同需求，功能性的抗菌、绝缘、自润滑电泳涂料，及装饰性的亚光、消光、珠光电泳涂料也已经得到应用。
3.2电泳涂料的制造
阳极电泳涂料是指将铝型材工件作为阳极，故阳极电泳涂料是阴离子型树脂，最常用的是水可稀释的带羧基的丙烯酸树脂，用三聚氨胺甲醛树脂作为交联剂固化，引入丙烯酸单体越多，则树脂水溶性越好。
阴极电泳漆目前较为流行的有丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨脂等。所有阴极电泳漆都有清漆和色漆两类。清漆由有机树脂、稳定剂、乳化剂等组成。色漆除上述组成外，还加入固体颜料研磨而成。根据产品的不同要求，可选用清漆或色漆涂装。
清漆：可涂装在镀银、仿金层及黄铜抛光件的表面上。漆膜特点：透明性好，漆膜薄而均匀，防护装饰效果好。
彩色清漆：适用于底层为光亮镀镍、抛光铝等表面，经电泳后再染色、固化，可获得古铜色、金色、红、绿、兰等透明彩色膜。漆膜特性：彩色透明、金属观强、防护装饰效果好。如灯具、眼镜架及工艺品等。
色漆：适用于所有金属表面。现有发光黑色、亚光黑色、灰色、奶白色、红色、绿色漆等。漆膜特性：漆膜丰满、色彩鲜丽、漆膜较厚，但漆膜不透明。可用于自行车车把、仪表机壳、金属家具以及抗蚀性要求高的汽车底漆。
2、阴极电泳的涂装工艺：
1)主要设备：电泳槽可用聚氯乙烯板制成。分阳极室和阴极室，两室之间用渗析膜隔开。电泳槽同时装有超滤设备和热交换器，工作时还需用泵循环搅拌。电源为0～100V可调的直流电源，电流容量约30～50A。另有烘箱或烘道(根据零件大小及量而定)。
2)电泳工艺参数：
漆液组成：有机树脂、稳定剂、乳化剂等；
PH值：不同漆有不同的要求；
导电率：(微西门子/厘米)1000±400
施工电压：30～100V；
漆液温度：25～32℃；
电泳时间：0.5～2分钟；
固化条件：120℃～170℃、30分钟。
电泳涂装的特点
自20世纪30年代电泳涂料在福特汽车公司车轮涂装线上使用以来，其应用得到了飞速发展。透明的、具耐候性的丙烯酸类和聚氨酯类电泳涂料自70年代开始已成功用于金属表面的装饰和保护，如铜字招牌保护，不锈钢及电镀制品的装饰和保护，作为最终保护装饰层的具有代表性的就是建筑铝型材的电泳涂装。
铝材型材传统的表面处理工艺是氧化、着色及封闭处理，这种铝材的转化膜在户外长期使用时，特别是在酸雨或海洋环境中时，容易腐蚀，耐久性差，因此自70年代开始，人们尝试用涂料涂装的方法来提高建筑用铝型材的装饰性能及使用年限，目前，已工业化成功使用的有电泳涂漆、粉末涂装和氟碳喷涂。由于电泳涂料是水性涂料，铝材经前处理水洗后可直接电泳，电泳涂层透明度高，既具有高装饰性又可突出铝型材本身的金属光泽，因此在建筑铝型材上已越来越多地使用电泳涂装。
电泳涂装法和其它涂装方法相比有以下优点：
⑴易实现自动化生产。由于电泳涂装在水性电泳槽中进行，与阳极氧化、电解着色工艺类似，处理时间短，容易实现整个工艺的流水线作业。
⑵涂膜均匀致密。由于电泳涂料的高泳透力，可使复杂形状的型材亦获得均匀的涂膜，同时通过调整电量可控制膜厚。
⑶涂料的利用率高。由于粘度低，工件带出较少，而且电泳工件可用水洗，回收装置的利用使电泳涂装的涂料利用率高达95%以上。
⑷安全性和环保性。由于电泳涂料的水稀释，固体份低，溶剂含量少是环保型涂料，且免除了火灾的危险，工人健康也有保障。
⑸涂膜质量好。丙烯酸树脂用氨基树脂固化，保证了涂膜的高装饰及高耐腐蚀性，同时由于树脂高度透明，有效地突出了金属质感，根据需要还可得到亚光、沙面、珠光等装饰效果。（常熟电泳涂装，苏州电泳）
⑹和通常的电解着色封孔工艺相比，具有省时，节省人力的特点，电泳涂膜无需封孔，避免了由于封孔不好带来的裂纹等毛病。
⑺可自由控制涂膜的厚度，国内外通常控制7μm和12μm两档。
⑻由于电泳层透明光亮，因此要求铝铸锭质量高，挤压材表面平滑，机械缺陷少，对氧化着色工艺要求管理严格，因为任何微小的缺陷和沾污都会在透明漆下暴露无遗。
⑼对电泳工艺管理要求高，以提高成品率。
昆山瑞正金属制品有限公司电泳技术部收集整理
