铝型材电泳涂漆质量管理与常见缺陷分析

铝型材电泳涂漆质量管理与常见缺陷分析

潘大维

（天津艾隆化工科技有限公司，天津300171）

1前言

电泳涂漆铝合金建筑型材以其优异的耐蚀性，不怕水泥、灰浆、酸碱雾等介质的腐蚀，在环境恶劣，有酸雨的工业城市，尤其是沿海地区的使用越来越为人们所关注，并得到充分肯定。随着电泳漆质量的不断提高，以及电泳涂漆技术的日趋完善，近十年来，铝型材电泳涂漆技术在我国得到了迅速发展。

尽管我国在铝型材加工业上取得了长足的进步，在铝型材电泳涂漆技术上有了明显提高。随着电泳涂漆铝型材走进千家万户，消费者对其识别能力越来越高，对电泳铝型材的表面有着很高的品质要求。本文结合我公司多年的实践经验，对电泳涂漆铝型材生产的工艺管理和常见缺陷分析提出自己的一点看法，供同行参考。

2电泳涂漆机理简介

铝型材阳极电泳用的水溶性树脂是一种高酸价羧酸盐，在水中溶解以后以分子和离子平衡状态存在于水中。在直流电场的作用下，由于两极的电位差，带电粒子定向移动，阴离子沉积在阳极表面，而阳离子在阴极表面获得电子还原成胺。它是一个化学反应。整个电泳涂装过程包括电泳、电沉积、电解和电渗四个同时进行的过程：

（1）电泳。在直流电场的作用下，分散在介质中的带电胶体粒子向与其所带电荷相反的方向移动。

（2）电沉积。由于电泳作用而移动到阳极附近的阴离子树脂放出电子沉积在阳极表面，呈不溶状态析出的现象，叫做电沉积。在此过程中，阳极释放出氧气，阴极释放出氢气。

（3）电渗透。即电泳的逆过程。当阳离子树脂在阳极上，吸附在阳极上的介质在内渗力的作用下，从阳极穿过沉积的漆膜进入漆液。

（4）电解。电流通过漆液时，水发生水解，阴极产生氢气，阳极放出氧气，此过程即为电解。

电极反应如下：

阳极：2H2O→4H+O2+4e

A l→A l+3e

R C O O+H→R C O O H

3R C O O+A l→(R C O O)3A l

阴极：A H→A+H

2H→H2

A+H2O→A H+O H

3主要工艺参数及控制

3.1固含量

每一个漆生产厂家都会提供其相应的固含量控制范围，一般均在6%～10％的范围内。假设所提供的范围为8％±1％，则控制范围最好在8％±0.5％，这样即能确保电泳漆膜厚度均匀，又能节约电泳漆，降低生产成本。

3.2电压

电压是型材电泳涂漆生产中的一个重要参数。电压的高低，决定了涂膜质量的好坏。电压提高，极间电场作用加强，带电粒子泳动速度加快，成膜能力提高。电压降低，成膜能力降低。电压降低到一定程度，会出现电沉积困难的现象。电压过高，电解反应剧烈，型材表面析出的气体增加，涂膜表面粗糙，呈桔皮状，严重时可见小针孔。选择合适的电压，电泳出来的涂膜外观光亮、平整，有一种丰满的感觉。

生产过程中，有时会出现电压不变的情况下，成膜能力降低，此时不应去调整电压，而应从其他方面去查找原因，否则会影响涂膜的表面质量。

3.3时间

要得到厚度均衡的涂膜，必须摸索、选择合适的电泳时间，一般2-4分钟。电泳时间长，涂膜会出现再溶解现象，造成表面粗糙；另一方面，电泳时间长，涂膜太厚，成本提高。但电泳时间太短容易出现漆膜低于标准要求而报废。对漆膜厚度的有效控制，可以把理论和实践结合起来，总结出料挂面积－漆膜厚度－电泳时间三者之间的关系，对挂料面积不同的料挂，通过调整电泳时间来有效控制漆膜厚度。

3.4温度

电泳过程中部分电能转化为热能，加上槽液循环系统的机械摩擦发热，会导致槽液温度上升。漆液温度高，则粘度降低，涂料粒子泳动速度加快，电阻下降，电流密度上升，电沉积量也随之上升。此时，漆膜容易出现针孔、桔皮等缺陷。

秋冬季节，尤其是北方，槽液温度容易出现偏低。在槽液温度过低的情况下进行电泳，漆膜虽然致密，但沉积量少，涂膜浅薄，且凹陷处表面不易上漆。因此，在生产过程中，需采取恒温措施控制槽液温度。一般控制在20±2℃，有条件的厂，最好能控制在20±0.5℃。

3.5p H值

由于电泳的不断进行，阳离子的胺化合物在漆液中蓄集，p H值会缓慢升高。p H值升高，电沉积量下降，漆膜厚度下降，且易产生气泡附着，使涂膜表面质量下降。同时，随着p H值升高，漆膜在槽中溶解的量也增加，漆膜会随之减薄。

p H值偏低，电沉积速度加快，使涂层变厚、变粗糙，附着力降低，也容易产生桔皮等其他一些缺陷。若p H值过低，容易出现翻槽，即整槽漆全部沉淀的现象，因此必须严格控制p H值。

3.6胺值

胺值又叫胺价(M E Q)。胺值是电泳涂漆工艺中的一个重要指标。因为电泳过程中会放出胺，使胺值上升，槽液电阻值下降，电解反应加剧，造成针孔、漆膜变粗糙、泛黄和槽液温升快等不良现象。胺值偏高时，必需进行通液处理。

3.7电导度

槽液的电导度会随着胺含量、液温、杂离子含量的变化而变化，日常变化主要是由于胺值变化而引起的。通常，胺值的变化与电导度之间有一定的对应关系。如果胺值等相关的参数无太大变化，而出现电导度异常升高时，槽液被杂质离子污染的可能性相当大，需及时通液处理。

3.8溶剂含量

铝型材用阳极电泳漆的主溶剂是水。有机溶剂作为溶解助剂，其目的是改善丙烯酸树脂的水溶性。一般采用醇类、醇醚类、醇醚酯等等，如异丙醇、乙二醇丁醚、正丁醇、三乙醇胺等，间歇性生产或夏季溶剂会挥发，当出现涂膜表面暗淡无光时，溶剂含量偏低的可能性非常大，可适当添加溶剂。但过高的溶剂含量会加速沉积层的溶解速度。

溶剂含量除了会影响漆膜厚度、光泽度外，也会给涂装电压和库仑效率产生很大的影响。同时通过控制其含量，也可以抑制槽液中微小气泡的产生。所以，有必要定期测定其含量，并严格控制。根据生产需要，一般半个月或一个月测定一次。

3.9固化温度

固化温度的控制至关重要。一般控制在180±20℃，时间30m i n。不同的漆固化温度会略有差别，取决于漆的品种和漆的分子量。固化温度过高，漆膜发脆、泛黄；温度低，漆膜交联不够，漆膜发暗失光，发粘，硬度偏低，易出现腐蚀、涂层脱落等质量问题。

4电泳设备的合理配置

除了正常阳极氧化的设备外，铝型材电泳涂漆生产线主要设备有电泳电源、电泳槽、电泳溢流槽及电泳漆假药桶循环系统、R O回收系统，