本實(shí)用新型屬于UV輻射固化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆的裝置。

背景技術(shù)：

目前，紫外光(UV)固化與傳統(tǒng)熱固化相比具有低溫、高效、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于印刷、通信、電子、醫(yī)療、木器、家具、汽車等行業(yè)，主要涉及油墨、涂料和膠粘劑三大領(lǐng)域，其中在涂料方面的應(yīng)用主要是粉末涂料、木材和家具涂料，而作為水性涂料的電泳漆領(lǐng)域，紫外光(UV)固化技術(shù)也作為一種新技術(shù)得到了成功的應(yīng)用和推廣。紫外光是可見紫色光以外波段的電磁輻射，波長10～400nm，UV固化廣泛應(yīng)用波段是長波紫外光，波段為315～420nm，365nm是我們常用的應(yīng)用于固化的波長。目前常用的UV輻射固化傳統(tǒng)光源是管狀高壓汞燈、金屬鹵素?zé)艉兔?xì)管汞燈，它們可以輻射強(qiáng)烈的310nm、365nm、410nm等波長的紫外光、可見光及紅外光，通過反射器將光源產(chǎn)生的能量定向聚焦，高效輻照固化產(chǎn)品，因傳統(tǒng)紫外光源會(huì)放出大量的熱，需配備風(fēng)冷或水冷設(shè)備。隨著紫外光固化越來越多地應(yīng)用于工業(yè)民用生產(chǎn)中，這些傳統(tǒng)的紫外光源也日益暴露出它們的一些應(yīng)用缺點(diǎn)：①汞燈普遍采用高壓驅(qū)動(dòng)，耗電高，電源功率大，開機(jī)后需要預(yù)熱，使用壽命不長；②汞燈波長范圍大，放熱量比較大，真正用于有效固化的只是其中一小部分能量，固化效率低，大部分能量發(fā)熱輻射，容易使熱敏性工件受熱變形、電泳漆、噴漆等表面發(fā)黃，對(duì)相關(guān)設(shè)備使用造成影響；③汞燈光源需要冷卻設(shè)備，這種設(shè)備往往體積大，致使輔助設(shè)備多，操作復(fù)雜，運(yùn)行成本提高，而且直接影響固化效果；④汞燈燈管不能均勻發(fā)光，對(duì)平面物體不能均勻照射，影響固化效果；⑤可調(diào)性差，針對(duì)不同曲面輻照要求無法調(diào)到適合的強(qiáng)度；⑥汞燈需用到金屬汞(水銀)，對(duì)環(huán)境造成污染；⑦光譜100～280nm波段輻射有臭氧產(chǎn)生，需設(shè)抽氣裝置從管道排出。大功率LED(發(fā)光二極管)可以輻射紫外光，光譜范圍窄，能量集中在紫外光波長365nm波段，并且輻照均勻穩(wěn)定，電流控制靈活可調(diào)，與汞燈相比具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電低、啟動(dòng)時(shí)間短、固化速度快生產(chǎn)效率高、波長范圍窄、放熱量小無需冷卻設(shè)備、不含汞、無臭氧產(chǎn)生、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，使得LED替代汞燈作為UV輻射固化光源成為現(xiàn)實(shí)可能。

LED-UV固化裝置現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于印刷油墨、噴漆涂料、膠粘劑的生產(chǎn)、科研領(lǐng)域，應(yīng)用技術(shù)也比較成熟，但在作為綠色環(huán)保型水性涂料的電泳漆方面，UV固化裝置采用的仍是傳統(tǒng)汞燈源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為解決傳統(tǒng)汞燈源UV固化裝置耗電高、使用壽命短、發(fā)熱量大溫度高需設(shè)冷卻裝置、啟動(dòng)需預(yù)熱、能量不穩(wěn)定、調(diào)節(jié)不靈活、固化效率低、容易產(chǎn)生黃變、開裂、不適用熱敏性基材以及不環(huán)保的技術(shù)問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、提高工作效率的LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆的裝置。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型的LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆的裝置，設(shè)置有陰極電泳槽、去離子水清洗槽、脫水清洗槽、預(yù)烘爐、LED-UV固化爐；所述LED-UV固化爐的爐內(nèi)頂部裝有至少一個(gè)LED-UV固化燈，所述LED-UV固化燈的晶體管設(shè)置有水冷降溫裝置。

進(jìn)一步，所述陰極電泳槽設(shè)有溢流槽，用不銹鋼做陽極。

進(jìn)一步，所述預(yù)烘爐設(shè)置有紅外石英加熱管和抽氣裝置。

進(jìn)一步，所述陰極電泳槽采用UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：由于本實(shí)用新型用LED-UV固化裝置替代傳統(tǒng)UV固化，克服了傳統(tǒng)汞燈源使用存在的固有缺點(diǎn)，成為電泳漆生產(chǎn)、科研中的一個(gè)亮點(diǎn)。本實(shí)用新型提供一種陽離子型丙烯酸陰極電泳漆連續(xù)生產(chǎn)LED-UV固化的裝置，取代了傳統(tǒng)的UV固化裝置，不僅固化生產(chǎn)效率提高，電泳漆膜層質(zhì)量也得到改進(jìn)，不容易發(fā)生黃變、開裂，LED-UV燈12耗電少、使用壽命長，成本大大降低，而且沒有環(huán)境污染，真正實(shí)現(xiàn)了電泳漆生產(chǎn)的高效、節(jié)能和環(huán)保；電泳漆LED-UV輻射固化與傳統(tǒng)汞燈UV光源輻射固化相比，固化速度更快、更均勻，更完全，固化溫度低，一般不超過50℃，不對(duì)光敏性基材產(chǎn)生形變，漆膜不容易發(fā)黃，使用的光引發(fā)劑量也可以減少，耗電量也大大減少，節(jié)電可達(dá)60％以上，由于LED-UV固化采用的是固體光源，晶體管采用水冷卻，發(fā)熱量少，功率低，UV燈珠使用壽命也大大延長，可以達(dá)到20000小時(shí)以上，而高壓汞燈有時(shí)用了不到1000小時(shí)就要更換燈管，不僅固化成本大大降低，質(zhì)量也更加穩(wěn)定，即使形狀復(fù)雜、膜層超厚(30um以上)的工件也很少出現(xiàn)固化不完全的現(xiàn)象，另外固化電流參數(shù)調(diào)節(jié)靈活，輻射固化操作也很方便，也沒有汞、臭氧對(duì)環(huán)境的污染，環(huán)保特性好。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、陰極電泳槽；2、去離子水清洗槽；3、脫水清洗槽；4、預(yù)烘爐；5、LED-UV固化爐。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆的裝置包括陰極電泳槽1、去離子水清洗槽2、脫水清洗槽3、預(yù)烘爐4和LED-UV固化爐5。陰極電泳槽設(shè)有溢流槽，用不銹鋼做陽極，有循環(huán)過濾、超濾、降溫裝置，配有0～150v可調(diào)直流電源。工件吊掛在陰極掛架上，掛架固定在生產(chǎn)輸送線鏈條上，鏈條通過滑輪在固定軌道上可以上下、前行。去離子清洗槽2采用去離子水清洗，清洗干凈電泳漆膜層表面粘附的漆液，去離子水要求電導(dǎo)率＜5us/cm,槽邊設(shè)溢流裝置。脫水清洗槽3采用脫水清洗劑清洗，清洗后可直接進(jìn)行烘干固化而沒有水痕。預(yù)烘爐4采用紅外石英加熱管11加熱，溫度自動(dòng)控制在70～85℃，預(yù)烘爐設(shè)有抽氣裝置21。LED-UV固化爐5爐內(nèi)頂部裝有LED-UV固化燈12，固化燈晶體管有水冷降溫裝置22，輻射照度可達(dá)3～4W/cm²,爐內(nèi)能量可達(dá)3500～5000mj/cm²。電泳槽液采用UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆，這種電泳漆的特點(diǎn)就是流平性好，泳透率高，膜層透明光亮，硬度高，結(jié)合力好，耐磨性、耐水性、耐溶劑性好，對(duì)底層基材的遮蓋力強(qiáng)，防腐性能良好，非常適合作為金屬裝飾性表面處理的電泳底層或面層，這種電泳漆樹脂中加入了特殊配制的紫外光光引發(fā)劑，固化溫度低，70～85℃，紫外光輻照時(shí)間短，40～60s就可以固化完全。LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆合成樹脂基礎(chǔ)配方為：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-羥乙酯和15％～30％的丙烯酸丁酯；LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆由40％～60％丙烯酸合成樹脂、15％～20％固化劑、15％～20％助溶劑、2％～6％光引發(fā)劑、2％～7％的中和劑、0.01％～1％的流平劑以及10％～15％去離子水組成，所述固化劑為異佛爾酮二異氰酸酯，助溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯，光引發(fā)劑采用1173和184復(fù)配，中和劑為乳酸或冰醋酸，流平劑為聚丙酸酯類或改性磷酸酯類；陰極電泳漆采用的固含量為8％～12％，pH值為4.0～5.0(25℃)，槽液電導(dǎo)率300～900us/cm，槽液溫度26～30℃，施工電壓30～80v，電泳時(shí)間30～60s。金屬工件經(jīng)陰極電泳、去離子水清洗、脫水工序后先預(yù)烘，預(yù)烘溫度70～85℃，時(shí)間10～20min，然后進(jìn)入LED-UV固化輻照室進(jìn)行快速輻射固化，輻射強(qiáng)度3500～5000mj/cm²，時(shí)間40～60s。電泳漆LED-UV輻射固化與傳統(tǒng)汞燈UV光源輻射固化相比，固化速度更快、更均勻，更完全，固化溫度低，一般不超過50℃，不對(duì)光敏性基材產(chǎn)生形變，漆膜不容易發(fā)黃，使用的光引發(fā)劑量也可以減少，耗電量也大大減少，節(jié)電可達(dá)60％以上，由于LED-UV固化采用的是固體光源，晶體管采用水冷卻，發(fā)熱量少，功率低，UV燈珠使用壽命也大大延長，可以達(dá)到20000小時(shí)以上，而高壓汞燈有時(shí)用了不到1000小時(shí)就要更換燈管，不僅固化成本大大降低，質(zhì)量也更加穩(wěn)定，即使形狀復(fù)雜、膜層超厚(30um以上)的工件也很少出現(xiàn)固化不完全的現(xiàn)象，另外固化電流參數(shù)調(diào)節(jié)靈活，輻射固化操作也很方便，也沒有汞、臭氧對(duì)環(huán)境的污染，環(huán)保特性好。

下面結(jié)合本實(shí)用新型的應(yīng)用對(duì)應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

1、具體工藝流程

金屬工件→前處理→去離子水清洗→陰極電泳→清洗→去離子水清洗→脫水→預(yù)烘→LED-UV固化→成品(或作為底層再進(jìn)行金屬表面處理其它工序)

2、詳細(xì)工藝步驟

(1)陰極電泳

LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳采用的電泳漆合成樹脂基礎(chǔ)配方為：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-羥乙酯和15％～30％的丙烯酸丁酯；電泳漆配制主要成分為：40％～60％丙烯酸合成樹脂、15％～20％固化劑、15％～20％助溶劑、2％～6％光引發(fā)劑、2％～7％的中和劑、0.01％～1％的流平劑以及10％～15％去離子水。按以上組分可以配制出固含量50％～70％的LED-UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳漆。按電泳漆與去離子水1:5～6的比率先將電泳漆加入陰極電泳槽1中，再緩慢加入去離子水，充分?jǐn)嚢枋旎?2小時(shí)以上即可試制產(chǎn)品，工藝參數(shù)及工作條件為：固含量8％～12％，pH值4.0～5.0(25℃)，電導(dǎo)率300～600us/cm，槽液溫度26～30℃，電泳電壓30～80v，電泳時(shí)間30～60s。

(2)去離子水清洗

工件經(jīng)電泳后清洗，再進(jìn)入去離子水清洗槽2清洗，溫度：室溫，時(shí)間：15～25s，去離子水電導(dǎo)率＜5us/cm。

(3)脫水

工件清洗后進(jìn)脫水清洗槽3清洗，溫度：室溫，時(shí)間：15～25s。

(4)預(yù)烘

工件經(jīng)脫水滴干后進(jìn)入預(yù)烘爐4預(yù)烘干，溫度控制在70～85℃，開啟抽風(fēng)裝置21，時(shí)間為10～20min。

(5)LED-UV固化

工件預(yù)烘干后進(jìn)入LED-UV固化爐5固化，開啟LED-UV固化燈12和水冷降溫裝置22，輻射照度控制在3～4W/cm²，輻射能量3500～5000mj/cm²，輻照時(shí)間：40～60s，輻照高度10～30cm。

工件經(jīng)LED-UV固化后可得到流平性好、外觀光亮的電泳漆膜層，該電泳漆膜層和基材結(jié)合力好，耐磨性、防腐性能強(qiáng)，既可作為金屬工件的面層，也可以作為底層再進(jìn)行其它表面處理。

以上所述僅是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。