CN206122114U

CN206122114U - 一种led‑uv固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置

Info

Publication number: CN206122114U
Application number: CN201621140243.6U
Authority: CN
Inventors: 谢辉
Original assignee: Dongguan City Lin Hui Metal Surface Treatment Materials Co Ltd; Hunan Linhui High-Tech Material Technology Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN LINWAY SURFACE FINISHING MATERIALS Co.,Ltd.
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2026-10-19

Abstract

本实用新型涉及一种LED‑UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置，设置有阴极电泳槽、去离子水清洗槽、脱水清洗槽、预烘炉、LED‑UV固化炉；所述LED‑UV固化炉的炉内顶部装有LED‑UV固化灯，所述LED‑UV固化灯的晶体管设置有水冷降温装置。本实用新型提供取代了传统的UV固化装置，不仅固化生产效率提高，电泳漆膜层质量也得到改进，不容易发生黄变、开裂，LED‑UV灯12耗电少、使用寿命长，成本大大降低，而且没有环境污染，真正实现了电泳漆生产的高效、节能和环保。

Description

一种LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置

技术领域

本实用新型属于UV辐射固化技术领域，尤其涉及一种LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置。

背景技术

目前，紫外光(UV)固化与传统热固化相比具有低温、高效、节能、环保的优点，广泛应用于印刷、通信、电子、医疗、木器、家具、汽车等行业，主要涉及油墨、涂料和胶粘剂三大领域，其中在涂料方面的应用主要是粉末涂料、木材和家具涂料，而作为水性涂料的电泳漆领域，紫外光(UV)固化技术也作为一种新技术得到了成功的应用和推广。紫外光是可见紫色光以外波段的电磁辐射，波长10～400nm，UV固化广泛应用波段是长波紫外光，波段为315～420nm，365nm是我们常用的应用于固化的波长。目前常用的UV辐射固化传统光源是管状高压汞灯、金属卤素灯和毛细管汞灯，它们可以辐射强烈的310nm、365nm、410nm等波长的紫外光、可见光及红外光，通过反射器将光源产生的能量定向聚焦，高效辐照固化产品，因传统紫外光源会放出大量的热，需配备风冷或水冷设备。随着紫外光固化越来越多地应用于工业民用生产中，这些传统的紫外光源也日益暴露出它们的一些应用缺点：①汞灯普遍采用高压驱动，耗电高，电源功率大，开机后需要预热，使用寿命不长；②汞灯波长范围大，放热量比较大，真正用于有效固化的只是其中一小部分能量，固化效率低，大部分能量发热辐射，容易使热敏性工件受热变形、电泳漆、喷漆等表面发黄，对相关设备使用造成影响；③汞灯光源需要冷却设备，这种设备往往体积大，致使辅助设备多，操作复杂，运行成本提高，而且直接影响固化效果；④汞灯灯管不能均匀发光，对平面物体不能均匀照射，影响固化效果；⑤可调性差，针对不同曲面辐照要求无法调到适合的强度；⑥汞灯需用到金属汞(水银)，对环境造成污染；⑦光谱100～280nm波段辐射有臭氧产生，需设抽气装置从管道排出。大功率LED(发光二极管)可以辐射紫外光，光谱范围窄，能量集中在紫外光波长365nm波段，并且辐照均匀稳定，电流控制灵活可调，与汞灯相比具有结构简单、耗电低、启动时间短、固化速度快生产效率高、波长范围窄、放热量小无需冷却设备、不含汞、无臭氧产生、使用寿命长等优点，使得LED替代汞灯作为UV辐射固化光源成为现实可能。

LED-UV固化装置现在已广泛应用于印刷油墨、喷漆涂料、胶粘剂的生产、科研领域，应用技术也比较成熟，但在作为绿色环保型水性涂料的电泳漆方面，UV固化装置采用的仍是传统汞灯源。

发明内容

本实用新型为解决传统汞灯源UV固化装置耗电高、使用寿命短、发热量大温度高需设冷却装置、启动需预热、能量不稳定、调节不灵活、固化效率低、容易产生黄变、开裂、不适用热敏性基材以及不环保的技术问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本实用新型的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置，设置有阴极电泳槽、去离子水清洗槽、脱水清洗槽、预烘炉、LED-UV固化炉；所述LED-UV固化炉的炉内顶部装有至少一个LED-UV固化灯，所述LED-UV固化灯的晶体管设置有水冷降温装置。

进一步，所述阴极电泳槽设有溢流槽，用不锈钢做阳极。

进一步，所述预烘炉设置有红外石英加热管和抽气装置。

进一步，所述阴极电泳槽采用UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型用LED-UV固化装置替代传统UV固化，克服了传统汞灯源使用存在的固有缺点，成为电泳漆生产、科研中的一个亮点。本实用新型提供一种阳离子型丙烯酸阴极电泳漆连续生产LED-UV固化的装置，取代了传统的UV固化装置，不仅固化生产效率提高，电泳漆膜层质量也得到改进，不容易发生黄变、开裂，LED-UV灯12耗电少、使用寿命长，成本大大降低，而且没有环境污染，真正实现了电泳漆生产的高效、节能和环保；电泳漆LED-UV辐射固化与传统汞灯UV光源辐射固化相比，固化速度更快、更均匀，更完全，固化温度低，一般不超过50℃，不对光敏性基材产生形变，漆膜不容易发黄，使用的光引发剂量也可以减少，耗电量也大大减少，节电可达60％以上，由于LED-UV固化采用的是固体光源，晶体管采用水冷却，发热量少，功率低，UV灯珠使用寿命也大大延长，可以达到20000小时以上，而高压汞灯有时用了不到1000小时就要更换灯管，不仅固化成本大大降低，质量也更加稳定，即使形状复杂、膜层超厚(30um以上)的工件也很少出现固化不完全的现象，另外固化电流参数调节灵活，辐射固化操作也很方便，也没有汞、臭氧对环境的污染，环保特性好。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置结构示意图；

图中：1、阴极电泳槽；2、去离子水清洗槽；3、脱水清洗槽；4、预烘炉；5、LED-UV固化炉。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置包括阴极电泳槽1、去离子水清洗槽2、脱水清洗槽3、预烘炉4和LED-UV固化炉5。阴极电泳槽设有溢流槽，用不锈钢做阳极，有循环过滤、超滤、降温装置，配有0～150v可调直流电源。工件吊挂在阴极挂架上，挂架固定在生产输送线链条上，链条通过滑轮在固定轨道上可以上下、前行。去离子清洗槽2采用去离子水清洗，清洗干净电泳漆膜层表面粘附的漆液，去离子水要求电导率＜5us/cm,槽边设溢流装置。脱水清洗槽3采用脱水清洗剂清洗，清洗后可直接进行烘干固化而没有水痕。预烘炉4采用红外石英加热管11加热，温度自动控制在70～85℃，预烘炉设有抽气装置21。LED-UV固化炉5炉内顶部装有LED-UV固化灯12，固化灯晶体管有水冷降温装置22，辐射照度可达3～4W/cm²,炉内能量可达3500～5000mj/cm²。电泳槽液采用UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆，这种电泳漆的特点就是流平性好，泳透率高，膜层透明光亮，硬度高，结合力好，耐磨性、耐水性、耐溶剂性好，对底层基材的遮盖力强，防腐性能良好，非常适合作为金属装饰性表面处理的电泳底层或面层，这种电泳漆树脂中加入了特殊配制的紫外光光引发剂，固化温度低，70～85℃，紫外光辐照时间短，40～60s就可以固化完全。LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆合成树脂基础配方为：10％～20％的N-甲基二乙醇胺、20％～30％的季戊四醇三丙烯酸酯、15％～25％的甲基丙烯酸-β-羟乙酯和15％～30％的丙烯酸丁酯；LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆由40％～60％丙烯酸合成树脂、15％～20％固化剂、15％～20％助溶剂、2％～6％光引发剂、2％～7％的中和剂、0.01％～1％的流平剂以及10％～15％去离子水组成，所述固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯，助溶剂为乙酸乙酯或乙酸丁酯，光引发剂采用1173和184复配，中和剂为乳酸或冰醋酸，流平剂为聚丙酸酯类或改性磷酸酯类；阴极电泳漆采用的固含量为8％～12％，pH值为4.0～5.0(25℃)，槽液电导率300～900us/cm，槽液温度26～30℃，施工电压30～80v，电泳时间30～60s。金属工件经阴极电泳、去离子水清洗、脱水工序后先预烘，预烘温度70～85℃，时间10～20min，然后进入LED-UV固化辐照室进行快速辐射固化，辐射强度3500～5000mj/cm²，时间40～60s。电泳漆LED-UV辐射固化与传统汞灯UV光源辐射固化相比，固化速度更快、更均匀，更完全，固化温度低，一般不超过50℃，不对光敏性基材产生形变，漆膜不容易发黄，使用的光引发剂量也可以减少，耗电量也大大减少，节电可达60％以上，由于LED-UV固化采用的是固体光源，晶体管采用水冷却，发热量少，功率低，UV灯珠使用寿命也大大延长，可以达到20000小时以上，而高压汞灯有时用了不到1000小时就要更换灯管，不仅固化成本大大降低，质量也更加稳定，即使形状复杂、膜层超厚(30um以上)的工件也很少出现固化不完全的现象，另外固化电流参数调节灵活，辐射固化操作也很方便，也没有汞、臭氧对环境的污染，环保特性好。

下面结合本实用新型的应用对应用原理作详细的描述。

1、具体工艺流程

金属工件→前处理→去离子水清洗→阴极电泳→清洗→去离子水清洗→脱水→预烘→LED-UV固化→成品(或作为底层再进行金属表面处理其它工序)

2、详细工艺步骤

(1)阴极电泳

LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳采用的电泳漆合成树脂基础配方为：0％～20％的N-甲基二乙醇胺、20％～30％的季戊四醇三丙烯酸酯、15％～25％的甲基丙烯酸-β-羟乙酯和15％～30％的丙烯酸丁酯；电泳漆配制主要成分为：40％～60％丙烯酸合成树脂、15％～20％固化剂、15％～20％助溶剂、2％～6％光引发剂、2％～7％的中和剂、0.01％～1％的流平剂以及10％～15％去离子水。按以上组分可以配制出固含量50％～70％的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆。按电泳漆与去离子水1:5～6的比率先将电泳漆加入阴极电泳槽1中，再缓慢加入去离子水，充分搅拌熟化12小时以上即可试制产品，工艺参数及工作条件为：固含量8％～12％，pH值4.0～5.0(25℃)，电导率300～600us/cm，槽液温度26～30℃，电泳电压30～80v，电泳时间30～60s。

(2)去离子水清洗

工件经电泳后清洗，再进入去离子水清洗槽2清洗，温度：室温，时间：15～25s，去离子水电导率＜5us/cm。

(3)脱水

工件清洗后进脱水清洗槽3清洗，温度：室温，时间：15～25s。

(4)预烘

工件经脱水滴干后进入预烘炉4预烘干，温度控制在70～85℃，开启抽风装置21，时间为10～20min。

(5)LED-UV固化

工件预烘干后进入LED-UV固化炉5固化，开启LED-UV固化灯12和水冷降温装置22，辐射照度控制在3～4W/cm²，辐射能量3500～5000mj/cm²，辐照时间：40～60s，辐照高度10～30cm。

工件经LED-UV固化后可得到流平性好、外观光亮的电泳漆膜层，该电泳漆膜层和基材结合力好，耐磨性、防腐性能强，既可作为金属工件的面层，也可以作为底层再进行其它表面处理。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置，设置有阴极电泳槽、去离子水清洗槽、脱水清洗槽、预烘炉、LED-UV固化炉；其特征在于；

LED-UV固化炉的炉内顶部装有至少一个LED-UV固化灯；

LED-UV固化灯的晶体管设置有水冷降温装置。

2.如权利要求1所述的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置，其特征在于，所述阴极电泳槽设有溢流槽，用不锈钢做阳极。

3.如权利要求1所述的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置，其特征在于，所述预烘炉设置有红外石英加热管和抽气装置。

4.如权利要求1所述的LED-UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆的装置，其特征在于，所述阴极电泳槽采用UV固化阳离子型丙烯酸阴极电泳漆。