CN110983416A - 一种电泳漆涂漆工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电泳漆涂漆工艺，该工艺包括以下步骤：步骤一、将待涂漆的工件依次进行打磨、封孔、均化、除油；步骤二、将步骤一处理后的工件放入除锈剂中进行除锈；步骤三、将步骤二处理后的工件进行磷化处理，步骤四、将步骤三处理后的工件电泳涂漆，电泳漆采用环氧树脂电泳漆，电泳漆的固体含量为18wt％、pH值为6、电导率为800‑1200μS/cm，电泳涂漆参数为：电泳电压150‑250V、电泳漆液温度26‑30℃、电泳时间为2‑3min、固化条件为180℃‑30min。本发明的有益效果为：本发明的一种电泳漆涂漆工艺制备的漆面可以很好地应用于永磁体，漆面均匀光滑并且具有优异的耐蚀性。

Description

一种电泳漆涂漆工艺
技术领域
本发明涉及腐蚀防护领域，尤其涉及一种电泳漆涂漆工艺。
背景技术
电泳是涂装金属工件最有效的方法之一。电泳涂装是将具有导电性的被涂物浸在装满水稀释的浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极(或阴极)，在槽中另设置与其对应的阴极(或阳极)，在两极间接通直流电一段时间后，在被涂物表面沉积出均匀细密、不被水溶解涂膜的一种特殊的涂装方法。电泳涂料及涂装法在20世纪60年代后获得工业应用，采用电泳涂料可以进行全封闭循环***运行，涂料利用率可达95％左右。电泳涂料以水溶性或水分散性离子型聚合物为成膜物，被涂工件可以是阳极也可以作为阴极。电泳涂料按被涂工件电极可分为阳极电泳涂料和阴极电泳涂料；按成膜物在水中存在的离子形态可分为阴离子电泳涂料和阳离子电泳涂料。阴极电泳涂料按水分散状态可分为单组份电泳涂料和双组份电泳涂料；还可按膜厚度分为薄膜型、中厚膜和厚膜型阴极电泳涂料。阴极电泳漆又可分为：环氧电泳漆、丙烯酸电泳漆和聚氨酯电泳漆。环氧电泳漆：有超强的盐雾性能、及深孔泳透力，在磷化底材上盐雾性能可达1000小时以上、主要较成熟的产品以亮黑、哑黑、深灰、浅灰为主。红色、绿色、及一些彩色也有应用，环氧电泳漆是一种可以遮盖底材的涂料，主要用于底漆防腐、也可以做为一般要求的五金工件面漆。
永磁体是指在开路状态下能长期保留较高剩磁的磁体。如天然的磁石(磁铁矿)和人造磁体(铝镍钴合金)等。磁体中除永久磁体外，也有需通电才有磁性的电磁体。永磁体也叫硬磁体，不易失磁，也不易被磁化。但若永久磁体加热超过居里温度，或位于反向高磁场强度的环境下中，其磁性也会减少或消失。有些磁体具有脆性，在高温下可能会破裂。铝镍钴磁体的最高使用温度超过540℃(1000F)，钐钴磁体及铁氧体约为300℃(570F)，钕磁体及软性磁体约为140℃(280F)。NdFeB永磁体因其磁性能好被之泛应用在要求磁性能高和体积小型化的各种磁路中。但由于NdFeB中的富Nd相在空气中特别是在潮湿的空气中极易氧化会造成磁体粉化引起磁性能下降而影响器件正常工作所以解决NdFeB磁体的耐腐蚀问题是其应用的关键问题之一。目前通常采用表面涂层的方法来提高其耐蚀性，其涂层种类主要包括金属涂层、无机盐涂层、和有机涂层。环氧树脂的涂层工艺多种多样，包括刷涂喷涂静电粉末涂及电泳等，其中刷涂和空气喷涂为了保证涂层的均布性树脂必须以有机溶剂为稀释剂，一方面造成环境污染，另一方面很难保证涂层的均匀性，在边角部位难免会造成局部的堆积，从而影响磁体的尺寸公差。静电粉末涂其过程是以树脂的大颗粒粉末沉积在工件表面，为了达到消除涂层中的孔隙而满足防腐蚀的要求，必须保证涂层达50微米以上，这样应用于NdFeB磁体则会造成磁性能的“屏蔽”。因此，需要设计一种适用于NdFeB永磁体表面的电泳漆涂漆工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，本发明提供一种电泳漆涂漆工艺。
本发明通过下述方案实现：
一种电泳漆涂漆工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、将待涂漆的工件依次进行打磨、封孔、均化、除油；
步骤二、将步骤一处理后的工件放入除锈剂中进行除锈；
步骤三、将步骤二处理后的工件进行磷化处理，所述磷化处理的磷化液的总游离酸为3-4、总酸为120-125，磷化处理的时间为20分钟，温度为30℃，在磷化处理过程中全程进行超声波辅助；
步骤四、将步骤三处理后的工件电泳涂漆，电泳漆采用环氧树脂电泳漆，电泳漆的固体含量为18wt％、pH值为6、电导率为800-1200μS/cm，电泳涂漆参数为：电泳电压150-250V、电泳漆液温度26-30℃、电泳时间为2-3min、固化条件为180℃-30min。
在步骤一中；
采用不同目数的砂纸将待涂漆的工件打磨至表面光亮、平滑为止；
所述封孔是将打磨后的工件浸入到140℃熔融状态下的硬脂酸锌中30分钟；
所述均化是用5g/L草酸配成溶液，然后将工件试片浸泡1分钟；
所述除油采用烘烤除油，将工件放置于240℃的烤箱中烘烤1小时。
在步骤二中，所述除锈剂包括40mL/L的硝酸、0.5g/L的硫脲，用氨水调节pH值至4，将待除锈工件放置于除锈剂中直至工件表面的锈迹被除尽为止。
在步骤三中，所述超声波辅助的超声波频率为30～35kHz，超声波声能密度为0.1-0.2W/cm2。
在步骤三中，所述磷化液包括磷酸2g/L、磷酸二氢锌60g/L、硝酸锌80g/L、亚硝酸钠1g/L、硝酸镍4g/L、氟化钠2g/L、酒石酸1g/L。
本发明的有益效果为：本发明的一种电泳漆涂漆工艺制备的漆面可以很好地应用于永磁体，漆面均匀光滑并且具有优异的耐蚀性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
一种电泳漆涂漆工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、将待涂漆的工件依次进行打磨、封孔、均化、除油；采用不同目数的砂纸将待涂漆的工件打磨至表面光亮、平滑为止；所述封孔是将打磨后的工件浸入到140℃熔融状态下的硬脂酸锌中30分钟；所述均化是用5g/L草酸配成溶液，然后将工件试片浸泡1分钟；所述除油采用烘烤除油，将工件放置于240℃的烤箱中烘烤1小时。
封孔可以在孔隙内形成耐热、耐化学腐蚀的聚合物或无机材料，有效的填充其间隙，同时降低了磁体的孔隙率，从而防止前处理液进入基材孔隙，提高耐烛性能。均化可以调整永磁体表面的化学活性，为后续磷化层外延生长提供了平台。除油使得其中的油脂碳化为灰烬，从而除去磁体材料孔隙中的油脂，减小电泳时对涂层造成影响。
步骤二、将步骤一处理后的工件放入除锈剂中进行除锈；在步骤二中，所述除锈剂包括40mL/L的硝酸、0.5g/L的硫脲，用氨水调节pH值至4，将待除锈工件放置于除锈剂中直至工件表面的锈迹被除尽为止。
除锈剂选择硝酸作为主除锈成分，可以工件表面进行均匀侵蚀，无选择性腐蚀，选用氨水进行pH值，氨水还与钕进行络合反应，可以在一定程度上防止钕的氧化和氢化，硫脲主要作为缓蚀剂，避免在除锈过程中出现过度腐蚀现象。
步骤三、将步骤二处理后的工件进行磷化处理，所述磷化处理的磷化液的总游离酸为3-4、总酸为120-125，磷化处理的时间为20分钟，温度为30℃，在磷化处理过程中全程进行超声波辅助；所述超声波辅助的超声波频率为30～35kHz，超声波声能密度为0.1-0.2W/cm2。所述磷化液包括磷酸2g/L、磷酸二氢锌60g/L、硝酸锌80g/L、亚硝酸钠1g/L、硝酸镍4g/L、氟化钠2g/L、酒石酸1g/L。
采用超声波辅助磷化可有效地提高基体耐蚀性，因超声波具有搅拌作用，随着磷化反应的不断进行将有氢气产生，若金属表面形成的氢气泡不能及时脱附，不但会降低磷化速度，还会影响膜性能和外观。施加超声波有利于气泡的脱附速度加快和提高金属表面形成的晶胞活性中心数目。这样本申请制备的磷化膜的膜重、膜厚、耐蚀性等都比常规磷化有较大的提高，膜层组织结构更加致密均匀，有利于后续电泳涂漆的进行。
一般地说，酸比越高，磷化膜越细、越薄，但酸比过高，不易成膜，磷化沉渣也多，酸比过小，磷化膜结晶粗大、疏松。酸比较小的磷化槽液，游离酸度高，磷化速度慢，磷化温度需要的也高。本申请的酸比控制在35-45之间，磷化膜的耐烛性较好。
步骤四、将步骤三处理后的工件电泳涂漆，电泳漆的固体含量为18wt％、pH值为6、电导率为800-1200μS/cm，电泳涂漆参数为：电泳电压150-250V、电泳漆液温度26-30℃、电泳时间为2-3min、固化条件为180℃-30min。
在本实施例中，还对涂漆后的漆面进行烘烤，采用阶梯烘烤：先80℃烘烤30min，然后180℃下烘烤30min。阶梯烘烤一方面有利于漆膜水分的均匀释放，防止漆膜气泡的产生；另一方面在低温下漆膜未固化，流动性较，可以改善夹具对漆膜带来的缺陷和电沉积时漆膜针孔弊病，同时可以改善了漆膜的边角效应。
本申请的电泳漆采用外购的环氧树脂电泳漆，阴极环氧树脂电泳漆一般带有碱性基因，用有机酸中和后在水中发生电离，离解后的树脂阳离子(树脂及所包裹的颜料粒子)带正电荷在外加直流电的作用下发生电解电泳电沉积电渗四个电化学过程，上述四个电化学反应过程是同时进行并互相制约的，当漆膜达到一定厚度时，由于漆膜的电阻达到一定值，反应过程停止，此时的漆膜呈无光泽均匀的海绵状由于已经脱水，所以即使漆膜用水喷洗，也不会脱落经过烘烤固化后得到光滑的漆膜。
电泳漆的固体含量为18wt％，永磁体工件的形状相对简单，固体含量偏下限可得到良好的漆膜这样可以保证带出的漆液损失少，如果固体含量过低可能由于漆膜薄使漆膜外观的一致性受到影响同时形成针孔缺陷的机会大增。
漆液的pH值为6，漆液的pH值对漆膜影响很大，它是确保电泳漆树脂水溶性的重要参数，如果pH值过高会造成电泳漆液变为乳浊状，甚至发生树脂的沉淀，导致泳透力下降而使漆膜疏松，产生针孔缺陷，影响外观和耐蚀性。如果pH值过低，则电沉积性能变坏，导致漆膜粗糙，甚至会发生漆膜的重新溶解，造成漆膜外观上的诸多缺陷，所以用电离度很小的有机酸作为中和剂对电泳时阳极产生的氢离子能起一定的缓冲作用。
电泳电压150-250V，最佳的工作电压还与漆液的固体份、温度、电导率和极间距相关，本申请中随着电压增高漆膜加厚。
电泳漆液温度26-30℃，温度升高，漆液粘度下降，电泳漆树脂离子，的运动加快，沉积速度加快，有利于涂膜增厚。但是温度过高也可能导致由于氢离子及杂质离子传递过快，水解反应加剧使漆膜出现针孔、桔皮等缺陷。电泳过程一般伴随着放热，漆液温度会不断升高，因此必须进行冷却。
对本申请制备的工件漆面进行了检测，外观光滑平整无针孔缺陷，漆膜厚度为20-25微米，硬度经铅笔硬度法检测达5H，附着力很好，经过充磁过程的剧烈冲击，漆膜附着完好。在温度为85℃，相对湿度为85％的条件下进行172h的耐湿热试验，永磁体表面漆膜完好。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种电泳漆涂漆工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
步骤一、将待涂漆的工件依次进行打磨、封孔、均化、除油；
步骤二、将步骤一处理后的工件放入除锈剂中进行除锈；
步骤三、将步骤二处理后的工件进行磷化处理，所述磷化处理的磷化液的总游离酸为3-4、总酸为120-125，磷化处理的时间为20分钟，温度为30℃，在磷化处理过程中全程进行超声波辅助；
步骤四、将步骤三处理后的工件电泳涂漆，电泳漆采用环氧树脂电泳漆，电泳漆的固体含量为18wt％、pH值为6、电导率为800-1200μS/cm，电泳涂漆参数为：电泳电压150-250V、电泳漆液温度26-30℃、电泳时间为2-3min、固化条件为180℃-30min。
2.根据权利要求1所述的一种电泳漆涂漆工艺，其特征在于：在步骤一中；
采用不同目数的砂纸将待涂漆的工件打磨至表面光亮、平滑为止；
所述封孔是将打磨后的工件浸入到140℃熔融状态下的硬脂酸锌中30分钟；
所述均化是用5g/L草酸配成溶液，然后将工件试片浸泡1分钟；
所述除油采用烘烤除油，将工件放置于240℃的烤箱中烘烤1小时。
3.根据权利要求1所述的一种电泳漆涂漆工艺，其特征在于：在步骤二中，所述除锈剂包括40mL/L的硝酸、0.5g/L的硫脲，用氨水调节pH值至4，将待除锈工件放置于除锈剂中直至工件表面的锈迹被除尽为止。
4.根据权利要求1所述的一种电泳漆涂漆工艺，其特征在于：在步骤三中，所述超声波辅助的超声波频率为30～35kHz，超声波声能密度为0.1-0.2W/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种电泳漆涂漆工艺，其特征在于：在步骤三中，所述磷化液包括磷酸2g/L、磷酸二氢锌60g/L、硝酸锌80g/L、亚硝酸钠1g/L、硝酸镍4g/L、氟化钠2g/L、酒石酸1g/L。
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