散熱器的陰極電泳涂料與涂裝(一)

一、電泳涂裝概述
1、電泳涂裝的定義和發(fā)展歷史
電泳涂裝是一種特殊的涂膜形成方法。它是把工件和對(duì)應(yīng)的電極接入水溶性涂料（電泳涂料）中，接上電源后，靠電所產(chǎn)生的物理化學(xué)作用，使涂料在工件上沉積而形成均勻涂膜的一種涂裝方法。電泳涂裝可分為陰極電泳（工件是陰極，涂料是陽(yáng)離子型）和陽(yáng)極電泳（工件是陽(yáng)極，涂料是陰離子型）兩大類。
電泳涂裝技術(shù)研究起于一百多年前，當(dāng)時(shí)人們對(duì)金屬表面防腐防銹要求的不斷提高而相關(guān)表面處理工藝技術(shù)又不能較好地解決這種需求,于是專家們開(kāi)始逐漸研制開(kāi)發(fā)。直到1960年才由英國(guó)卜內(nèi)門(mén)公司和里蘭公司共同研制開(kāi)發(fā)成功陽(yáng)極電泳漆。其最早應(yīng)用于汽車公司的涂裝線是1963年福特公司在PPG公司的幫助下建立的世界上第一條完整的陽(yáng)極電泳涂裝線，1969年美國(guó)在電泳線上成功引入超濾技術(shù)。但隨著陽(yáng)極電泳漆生產(chǎn)使用，日漸暴露其漆膜中包含有金屬離子造成抗蝕性差的缺陷，因而，高抗蝕性的陰極電泳漆于1971年被PPG公司開(kāi)發(fā)成功，被人們認(rèn)可并大力推廣應(yīng)用。
陰極電泳涂料于1977年在福特汽車公司開(kāi)始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)陰極電泳涂料厚度為20um左右。1984年厚膜陰極電泳涂料在汽車廠開(kāi)始使用，涂膜厚度超過(guò)30um以上。后來(lái)，不少汽車廠又從厚膜陰極電泳涂料轉(zhuǎn)到中厚陰極電泳涂料，漆膜厚度在25um左右,具有與厚膜陰極電泳同樣好的抗腐蝕能力。目前，世界汽車生產(chǎn)中有92%使用電泳涂料(ED),其中90%采用陰極電泳涂料（CED）。陰極電泳涂料具有優(yōu)異的滲透性，可均勻覆蓋工作凹陷部位，并有極強(qiáng)的防腐性，耐鹽霧可達(dá)1200h。
目前，新一代高流平性的陰極電泳涂料已經(jīng)在美國(guó)汽車廠使用。其代表產(chǎn)品有PPG的ED11厚膜陰極電泳涂料、ED12中厚膜陰極電泳涂料、杜CormaxTM厚膜或中厚膜陰極電泳涂料。其主要性能改進(jìn)是：使漆膜表面粗糙度值下降，例如CormaxTM中厚膜陰極電泳漆膜表面Ra為0.15~0.20um。
汽車底漆采用CED已成定局，但也有人提出采用粉末涂料作為底漆和中涂，而CED大方向不變。今后工作主要是進(jìn)一步改善性能，如降低固體溫度，提高平整性和耐久性。
電泳技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品品種由環(huán)氧型樹(shù)脂型發(fā)展到丙烯酸型及聚氨脂型。產(chǎn)品的保護(hù)品種也由汽車行業(yè)引申到自行車、摩托車及家電、輕工飾品行業(yè)，如：空調(diào)、彩電、洗衣機(jī)、摩托車、眼鏡、鎖具、燈具及飾品、發(fā)夾、領(lǐng)帶夾及各個(gè)金屬行業(yè)以及鋁材表面防銹行業(yè)。

2、電泳涂料的種類
電泳涂料是一類僅適用于電泳涂裝的水性涂料， 它在水中可離解為可成膜的水溶性成膜物,在直流電場(chǎng)中泳向相反的電極，并在上面沉積下來(lái)形成涂膜。
按照離解的水溶性成膜物的極性不同，可分為陽(yáng)極電泳涂料和陰極電泳涂料兩類。
陰極電泳涂料： 環(huán)氧型陰極電泳涂料 丙烯酸陰極電泳涂料
陽(yáng)極電泳涂料： 環(huán)氧酯陽(yáng)極電泳涂料 氨基丙烯酸陽(yáng)極電泳涂料
但是，陽(yáng)極電泳時(shí)因被涂物是陽(yáng)極,在通電過(guò)程中底材會(huì)溶出,而產(chǎn)生著色情況，特別是溶出的金屬離子積蓄在涂料浴中會(huì)污染涂料浴。從耐腐蝕方面看,氧化鋁膜處理底材自身耐腐蝕性優(yōu)異而不成問(wèn)題,但底材為鋼底材時(shí),例如磷酸鋅處理等化學(xué)處理的鋼底材因這樣的化學(xué)處理膜也能溶出,所以防銹效果下降。 在陰極電泳中因 被涂物是陰極而不會(huì)產(chǎn)生這樣的問(wèn)題,一般耐腐蝕性優(yōu)異。
由于陰極電泳涂料具有比陽(yáng)極電泳涂料更好的涂裝穩(wěn)定性和涂膜的性能，目前被廣泛應(yīng)用于汽車及金屬涂裝領(lǐng)域，這是目前唯一一種能使形狀復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)在涂飾后，具有均勻的涂層和優(yōu)良的防腐性的方法。

電泳涂裝是一個(gè)在電泳槽中發(fā)生的電化學(xué)過(guò)程，可簡(jiǎn)單的分為四個(gè)過(guò)程：
（1）、電解（分解）－在陰極反應(yīng)最初為電解反應(yīng)，生成氫氣及氫氧根離子OH-，此反應(yīng)造成陰極面形成一高堿性邊界層，當(dāng)陽(yáng)離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質(zhì)，涂膜沉積，方程式為：
H2O→OH-+H2
（2）、電泳動(dòng)（泳動(dòng)、遷移）－陽(yáng)離子樹(shù)脂及H+在電場(chǎng)作用下，向陰極移動(dòng)，而陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)過(guò)程。
（3）、電沉積（析出）－在被涂工件表面，陽(yáng)離子樹(shù)脂與陰極表面堿性作用，中和而析出不沉積物，沉積于被涂工件上。
（4）、電滲（脫水）－涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的，具有多數(shù)毛細(xì)孔，水被從陰極涂膜中排滲出來(lái)，在電場(chǎng)作用下，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，而完成整個(gè)電泳過(guò)程。
環(huán)氧聚氨酯型陰極電泳涂料是由陽(yáng)離子型樹(shù)脂、封閉型或部分封閉型多異氰酸酯類交聯(lián)劑，并配合其它成分組成。陽(yáng)離子樹(shù)脂多采用環(huán)氧樹(shù)脂為基料，并在其基體上引入N、P、S等成鹽基團(tuán)，一般采用有機(jī)多元胺類引入成鹽基團(tuán)，再用有機(jī)或無(wú)機(jī)酸中和成鹽，而分散于水中。電泳過(guò)程中，在電場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生電解、電泳、電沉積和電滲等電化學(xué)現(xiàn)象，帶正電荷的樹(shù)脂粒子，向陰極移動(dòng)，同時(shí)在陰極上發(fā)生如下的電化學(xué)過(guò)程：


這樣，呈堿性的R-NH2粒子及其攜帶成分就沉積于陰極上，經(jīng)沖洗后，通過(guò)烘烤固化，形成電泳涂膜。

4、陰極電泳的優(yōu)點(diǎn)
對(duì)散熱器而言,陰極電泳底漆涂裝技術(shù)具有如下顯著優(yōu)點(diǎn):
（1）泳透力高:夾層、焊縫、死角位都能均勻涂裝,徹底解決傳統(tǒng)處理方式不上粉或上粉少而引起的工件銹蝕問(wèn)題,非常適合散熱器噴塑前打底.
（2） 涂層性能優(yōu)良:涂膜附著力好,耐蝕性極好,適合散熱器工作條件.特別是對(duì)使用環(huán)境潮濕的衛(wèi)浴散熱器而言,其外觀使用壽命較傳統(tǒng)處理方式至少提高一倍.
（3）環(huán)保性好:以水為分散介質(zhì),無(wú)毒,污染小,無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn).
（4） 涂膜厚度均勻:可根據(jù)需要調(diào)整指標(biāo)以得到合適的涂膜,大大提高散熱器外表面涂層的光亮度和平整度.
（5）生產(chǎn)效率高:能滿足大批量生產(chǎn)要求.
（6）使用成本低:生產(chǎn)線管理簡(jiǎn)單,槽液利用率高,成本消耗少.

5、陰極電泳涂裝在散熱器行業(yè)的應(yīng)用
目前,大部分散熱器廠均采用兩道噴塑或三道噴塑,其中第一道噴塑打底,但因?yàn)殪o電屏蔽等原因,片頭夾縫、型材背面不能上粉或上粉率低,而有些地方涂膜太厚,產(chǎn)生流掛,增加了打磨的工作量,既造成涂膜厚薄不均影響外觀,同時(shí)有些漏噴的地方時(shí)間長(zhǎng)了必然會(huì)產(chǎn)生銹蝕.為了避免這些缺陷,并提高涂膜耐蝕性,歐洲的大部分散熱器廠家均已采用了陰極電泳處理來(lái)替代第一道噴塑,但目前國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾個(gè)大廠采用了這一先進(jìn)工藝。北京森德散熱器上世紀(jì)成立時(shí)，就從德國(guó)引進(jìn)了一條電泳生產(chǎn)線，從工藝、、設(shè)備、材料方面都是地地道道的“德國(guó)造”，使得森德散熱器的涂裝質(zhì)量一開(kāi)始就高人一籌，長(zhǎng)期壟斷京城高端散熱器市場(chǎng)，成為我國(guó)新型散熱器行業(yè)當(dāng)之無(wú)愧的領(lǐng)航者，可以說(shuō)電泳工藝功不可沒(méi)；一提起努奧羅散熱器，大家首先會(huì)夸獎(jiǎng)他們的外觀噴涂質(zhì)量做得真正好，而努奧羅其實(shí)也是散熱器行業(yè)中較早采用陰極電泳工藝的先行者之一；壓鑄鋁散熱器出口大戶——江蘇昂彼德堡散熱器、公益品牌散熱器的代表——北京恒邦凱捷散熱器等廠家均已使用陰極電泳工藝多年,品牌和產(chǎn)品質(zhì)量都因此得到了大幅提升。
散熱器廠家采用陰極電泳工藝后，將會(huì)使產(chǎn)品檔次得到質(zhì)的提高！目前，已經(jīng)有多家散熱器生產(chǎn)廠正在籌建陰極電泳生產(chǎn)線，我們相信，在不久的將來(lái)，陰極電泳涂裝這一先進(jìn)技術(shù)，一定會(huì)在散熱器行業(yè)遍地開(kāi)花，成為我國(guó)新型散熱器的再度騰飛的助推器！

二、散熱器陰極電泳工藝介紹

1、壓鑄鋁合金散熱器連續(xù)生產(chǎn)前處理-電泳-噴粉工藝
2、鋼制散熱器半自動(dòng)生產(chǎn)前處理-電泳-噴粉工藝
3、鋼制散熱器間歇式前處理-電泳-噴粉工藝
4、鋼制散熱器間歇式簡(jiǎn)易電泳工藝
5、陰極電泳對(duì)前處理的要求

本文來(lái)自：http://www.53442.com.cn/news/1/343.html