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1、电泳涂装技术简介目 录一 概述1电泳涂装的特点2电泳涂装的种类（阴极、阳极电泳驻性能比较）二 电泳涂装基本原理三 电泳涂装工艺及工艺管理1工件涂装前金属表面处理2电泳涂装工艺条件及重点参数管理四 电泳涂装设备五 电泳涂装的漆膜弊病及其防治六 电泳涂料及其涂膜性能的测试方法操作实验电泳涂装技术简介一 概述电泳涂装是将具有导电性的被涂工件，浸渍在装水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阴极（或阳极），在槽中另投置与其相对应的阳极（或阴极），在两极间通一定时间的直流电，通过物理化学作用将漆沉积在被涂工件上，形成、水不溶性膜的一种涂装方法。1阴极电泳涂装的特点：高效从漆前处理到电泳底漆烘干可实现生产线
2、化，可适用于大流水线生产。优质其泳透力好，提高了工件内的防腐蚀性；（其对工件内腔、焊缝、边缘等的防腐能力是其它涂装法所不能比拟的，漆膜耐盐雾试验可达成1000小时）可得到均一的膜厚，外观好。安全属低公害水溶性涂料，溶剂含量少，无火灾危险，尤在采用UF装置后，涂料回收好，大大减少了对水质和大气污染。经济指涂料利用率高，可达95%2电泳涂装的种类：电泳涂装根据涂料树脂所带电荷的种类分阴极电泳和阳极电泳。1） 阳极电泳所用涂料树脂是由带羟基团的聚合物经胺中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带负电荷。常见的有聚丁二烯阳极电泳涂料等。2） 阴极电泳所用涂料树脂是由带胺基的碱性树脂经酸中和成盐再水溶，树脂及颜料
3、粒子带正电荷。常见的有环氧树脂、聚胺脂等阴极电泳涂料。3） 阴极电泳漆比较于阳极电泳漆，具有以下优点：（1） 具有优良的防腐性能，对底材的附着力高，对焊缝、锐边保护更好。根据资料统计，阴极漆膜的抗蚀能力优于阳极漆膜56倍。从成本角度考虑，膜厚为10m的阴极电泳漆漆膜，其耐盐雾试验=400h,而膜厚为20m的阳漆膜，其耐雾试验仅达到240-360h。（2） 阴极电泳涂料的库仑效率为阳极电泳涂料的二倍，可使耗电量减少于30%（3） 阴极电泳的泳透力高，一般为阳极电泳的1.3-1.5倍，更适宜于形状复杂的工件涂装。（4） 阴极电泳漆的利用率高，可达95%。（5） 阴极电泳漆漆漆膜外观必须有足够的膜厚
4、，这对涂料耗用有负面影响。二、电泳涂装基本原理阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并沉积在阴极上，这就是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。电泳涂装是一个很复杂的电化学反应，一般认为至少有电解、电泳、电沉积、电渗这四种作用同时发生。1、 电解任何一种导电液体在通电时产生分解的现象，如水的电解 能力解成H2和C2。2、电泳在导电介质中，带电荷的胶体粒子在电场的作用下向相反电极移动的现象，如阴极电泳中带正电荷的胶体粒子（R3N H）夹带和吸附颜料粒子由电泳过程移向阴极。3、电沉积漆粒子在电极上的沉积
5、现象。电沉积的第一步是H2O的电化学分解，这一反应至使在阴极表面区产生高碱性（OH）界面层，当阳离子（树脂和颜料）与OH反应变成不溶性时，就产生涂膜的沉积。4、电渗刚沉积到被涂物表面的涂膜是半渗透的膜，在电场的持续作用下，涂膜内部所含的水分从涂膜中渗析出来移向槽液，使涂膜脱水，这种现象称电渗。电渗使亲水的涂膜变为涂膜，脱水而使涂膜致密化。三、电泳涂装工艺及其工艺管理电泳涂装工艺一般由涂装前预处理、电泳涂装、电泳后清洗、电泳涂膜的烘干等四道主要工艺组成。1、工件涂装前金属表面处理涂装前工件的表面处理，是电泳涂装的一个重要环节，主要涉及除油、除锈、表调、磷化等工序。其处理好坏，不仅影响膜外观、降低
6、防腐性能，并能破坏漆液的稳定性。因此，对于涂装前工件表面，要求无油污、锈痕，无前处理药品及磷化沉化沉渣等，磷化膜结晶致密均匀。针对前处理各工序，将不不一讨论，仅提出几点注意内容：1）如除油锈不干净，不仅阴碍磷化膜的形成，且影片涂层的结合力、装饰性能和耐蚀性。漆膜易出现缩孔、针孔、“花脸”等弊病。2）磷化：目的提高电泳膜的附着力和防腐能力。其作用如下：（1） 由于物理和化学作用，增强了有机涂膜对基材的附着力。（2） 磷化膜使金属表面由优良体变为不良导体，从而抑制金属表面微电池的形成，有效地阻碍了涂层腐蚀，成倍地提高涂层的耐腐蚀性和耐水性。另外，只有在彻底脱底脱脂的基础上，在一清洁、均匀、无油脂的
7、表面上才能形成令人满意的磷化膜。从这 方面讲，磷化膜本身就是对前处理工艺效果的最直观最可靠的一个自检。3）水洗：前处理各阶段水洗好坏将对整个前处理及漆膜质量产生很大影响。涂装前最后一道去离子水清洗，要确保被涂物的滴水电导率不大于30s/cm。清洗不干净，如工件：（1） 残留余酸、磷化药液，漆液中树脂发生絮凝，稳定性变坏；（2） 残留异物（油污、尘埃），漆膜出现缩孔、颗粒等弊病；（3） 残留电解质、盐类、导致电解反应加剧，产生针孔等弊病。2、电泳涂装工艺条件及重点参数管理 电泳涂装工艺条件包括以下四个方面13个条件（参数）：1）槽液的组成方面：固体份、灰份、MEQ和有机溶剂含量；2）电泳条件方面
8、：槽液温度、泳涂电压、泳涂时间；3）槽液特性方面：PH值、电导率；4）电泳特性方面：库化效率、最大电流值、膜厚和泳透力。其中，泳涂电压和时间、槽液固体份、温度、PH值和电导率是现场控制和管理的主要项目，现重点介绍如下： （1） 槽液的固体份（1820%）指槽液中成膜物质（树脂、颜料、添加剂等）的含量。通常，较高的固体份会使涂膜厚度增加，泳透力提高，但工件附着漆液多，损耗增加；固体份过低，颜料易沉淀，槽液稳定性差；另漆液电阻增加，因电压增加则导致水电解加剧，泳透力下降，漆膜变薄，外观变差，易出现花脸、针孔等弊病。（2） 槽液温度（28+-10C）在电泳过程中，通常会出现槽温升高的现象，这源于以下
9、两个因素：其一，电沉积量大泳透力有下降趋势，但温度过高，溶剂挥发加快树脂分子易产生氧化聚合交联，必影响槽液的稳定性，加速槽液老化，且电解反应加剧，漆膜易出现针孔、桔皮等弊病；温度过低，漆水溶性下降，电沉积量下降，膜薄、粗糙等。（3） 槽液PH值（6.4+-0.3）PH值是控制槽液稳定的最要因素,阴极电泳槽液是酸溶液体系,需适量的酸度才能保持槽液的稳定。随着PH升高，高于规定值，其提供助溶的酸量减少，树脂亲水性下降，体系稳定性下降，严重时产生不溶性颗粒，槽液出现分层、沉淀，涂膜外观差；PH值过低，槽液的可溶性增强，漆膜发生再溶解及出现针孔、麻脸等，且PH值低对设备的腐蚀性增加。（4） 槽液电导率
10、（1300+-300S/cm）槽液电导率可以衡量漆液粒子的移动和通电能力，在指标范围内可确保电子的适当过量和连续成膜。电导率与槽液PH值、液温、固体份、杂离子含量有密切的关系，其微小变化将不会影响涂膜性能，但对膜厚和泳透力有影响。通常，随着槽液电导率增高，膜厚也相对增厚（槽固体份引起）。但由于杂质离子带入而引起电导率异常偏高，将会给漆给漆膜外观性能、槽液温度带来很坏影响。如电导率超出指标上限，可通过排超滤而补加去离子水、助剂等来调整（5）泳涂电压（60180S）泳涂电压对漆膜的影响较大，电压高低的选择与电泳涂料的类型、被涂工件材料的性质、表面积大小和阴阳极间距有关。一般电压高，电沉积速度提高、
11、漆膜增厚。但电压过高，电解反应加剧，气泡增多，电泳漆膜厚且粗糙有针孔，烘干后有桔皮现象；电压过低，电解反应慢，电沉积量少，漆膜薄而均匀。选择电泳压的依据是在保证膜厚及泳透深度的前提下，尽可能采用较低电压进行电沉积。（6）泳涂时间（60180S）泳涂时间指被涂物浸在槽液中通电成膜时间。在一定条件下，泳涂时间增长，电沉积量也增加，泳透深度增大。但当漆膜达一定厚度时，由于电阻影响，电泳时间再延长，也不可能增加膜厚，相反因出现返溶而导致漆膜外观状态变坏。泳涂条件（电压、时间）一旦设定，将不再变动。有关电泳槽液的参数项目、指标、检测频率及漆膜性能指标，详见科德公司产品说明书。四、电泳涂装设备 一般由电泳
12、槽（主、付）、循环过滤系统、超滤（UF）系统、电极和极液循环系统、控温系统、直流电源及相应电装置、纯水及清洗置和烘干装置等组成。涂装生产线设计、制造的好坏，会给涂装质量带来影响，并且是靠管理难以克服的。只有设备供应厂家、漆厂和用户三方结合，各负其职，才能确保电泳设备不出早期故障和涂装质量的稳定。1、电泳槽（主、付槽）电泳槽设计和结构，主要涉及以下两方而考虑：其一，保持槽中槽液运动防止沉淀的技巧；其二，保持槽液清洁的过滤方法。注意事项：槽底和转角都应设计呈流线型，应尽量消除液流的死角；槽体设计在满足各种要求的前提下应尽可能小，以缩短更新期和减少投槽资金；设计付槽的作用是盛接槽表面流带入的泡沫和尘
13、埃，并有消泡功能。 2、循环过滤系统（含控温装置） 电泳槽液自配槽糕后就应连续循环搅拌，其主要功能如下： 保持槽液均匀混合和防止颜料在槽中或被涂物水平面上沉降；槽液循环经过滤器，除去槽液中的尘埃、机械杂质和油污；保持槽液的温度均匀，并通热交换器，交换掉由涂装电能和泵工作的机械能转换成的热量；及时排除在电泳过程中在被涂物表面上产生的气体。设计方面，槽液由付槽通过循环泵从主槽底部的多孔管进入主槽，对于连续式生产，槽液流向应与被涂物前进方向一致，且要求流速为工件移动速度的24倍；对泵的选择，将以全循环每小时46次的槽液量作为依据。3、超滤（UF）系统超滤系统是电泳涂装工艺主要设备之一，其使用好坏，将
14、直接影响电泳涂装质量及生产成本，其主要作用如下：加强对电泳涂料的回收，回收效率达98%以上，同时减少污水处理量及费用；利用对电泳槽的控制，槽液的电导率及质离子含量可通过超滤液的排放而得到有效控制，保证电泳涂膜质量。（另外，也可通过超滤液的排放减少槽液中的小分子含量。） 对于小生产线，一般采用管式和和卷式超滤器，其安装和使用要求：电泳槽液在进超滤器前一定要安置过滤器，否则易堵塞超滤器膜孔，造成清洗周期缩短，缩短使用寿命； 超滤器停止运行时应用干净超滤液将漆液排到电泳槽内，用干净超滤液浸泡超滤膜； 当超滤液通过量下降到额定值的70%时，就应进行清洗。清洗液配制： 1%乙二醇丁醚、2%乙二醇乙醚、4%冰醋酸的去离子水清洗液。4、供电系统直流电源一般采用硅或硒整流器，将交流电源进插进行整行流而得，并经滤波处理，以减少电压脉冲幅度。系统设计时要考虑电流余量以供有发展余地。整流器要具有软启动、软停止功能，输出电压不突变。 经验数据每平方米泳涂面积的电流强度为1020A； 电压控制，应能在020A； 工件数对于自动线，涂装阴极面积计算方法：M=工件表面积2min ；Min 极比控制一般按阴极：阳极 =45：1（指有效面积
