電鍍電泳設(shè)備工藝管理和技術(shù)特點(diǎn)分析

1、電鍍電泳設(shè)備工藝管理及技術(shù)特點(diǎn)分析一、概述電泳涂裝是將具有導(dǎo)電性的被涂工件，浸漬在裝水稀釋的、 濃度比較低的電泳涂料槽中作為陰極 （或陽極），在槽中使電鍍電 泳設(shè)備和其相對應(yīng)的陽極（或陰極），在兩極間通一定時(shí)間的直流 電，通過物理化學(xué)作用將漆沉淀在被涂工件上，形成均一、水不 溶性涂膜的一種涂裝方法。1、陰極電泳涂裝的特點(diǎn)：高效一從漆前處理到電泳底漆烘干可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線化，可適用于大流水線生產(chǎn)。優(yōu)質(zhì)一其泳透力好，提高了工件內(nèi)腔的防腐蝕性;（其對工件 內(nèi)腔、焊縫、邊緣等的防腐能力是其他的涂裝法所不能比擬的漆 膜耐鹽試驗(yàn)可達(dá)1000小時(shí)）可得到均一的膜厚，外觀好。安全一屬低公害水溶性涂料，溶劑含量少，無

2、火災(zāi)危險(xiǎn)，尤其采用uf裝置后，涂料回收好，大大減少了對水質(zhì)和大氣污染。經(jīng)濟(jì)一指涂料利用率較高，可達(dá) 95%2、電泳涂裝的種類電泳涂裝根據(jù)涂料樹脂所帶電荷的種類分陰極電泳和陽極 電泳。1) 陽極電泳一所用涂料樹脂是有帶羚基團(tuán)的聚合物經(jīng)胺中和成鹽再水溶，樹脂及顏料粒子帶負(fù)電荷。常見的有聚丁二烯陽極電泳涂料等。2) 陰極電泳一所用涂料樹脂是由帶胺基的堿性樹脂經(jīng)酸中 和成鹽再水溶，樹脂及顏料粒子帶正電荷。常見的有環(huán)氧樹脂、 聚氨脂等陰極電泳涂料。3) 陰極電泳漆比較于陽極電泳漆，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 具有優(yōu)良的防腐性能，對底材的附著力高，對焊縫、銳 邊保護(hù)更好。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，陰極漆膜的抗蝕能力優(yōu)于陽極

3、漆膜的5-6倍從成本角度考慮，膜厚為10u m的陰極電泳漆漆膜，其耐鹽霧試 驗(yàn)400h,而膜厚為20um的陽極膜，其耐鹽霧試驗(yàn)僅達(dá)240-360h(2) 陰極電泳涂料的庫侖效率為陽極電泳涂料的二倍，可使 耗電量減少30%(3) 陰極電泳的泳透力高，一般為陽極電泳的倍， 更適宜于形狀復(fù)雜的工件涂裝。 陰極電泳的利用率高，可達(dá) 95%(5)陰極電泳漆漆膜外觀好于陽極電泳膜。因陽極漆細(xì)度較大(< 40um要保證有良好的外觀則必須有足夠的膜厚，這對涂料耗用有負(fù)面影響。二、泳涂裝基本原理陰極電泳涂料所含的樹脂帶有堿性基團(tuán)，經(jīng)酸中和后成鹽而溶于水。通直流電后，酸根負(fù)離子向陽極移動(dòng)，樹脂離子及其包 裹

4、的顏料粒子帶正電荷向陰極移動(dòng)，并沉積在陰極上，這就是電泳涂裝的基本原理(俗稱鍍漆)。1. 電解一任何一種導(dǎo)電液體在通電時(shí)產(chǎn)生分解的現(xiàn)象，如水的電解能分解成H2和022. 電泳一在導(dǎo)電介質(zhì)中，帶電荷的膠體粒子在電場的作用下 相反電極移動(dòng)的現(xiàn)象。如 陰極電泳涂料中帶正電荷的膠體粒 子(R3NH)夾帶和吸附顏料粒子由電泳過程移向陰極。3. 電沉積一漆粒子在電極上的沉積現(xiàn)象。電沉積的第一步是H20的化學(xué)分解，這一反應(yīng)變成不溶性時(shí)，就產(chǎn)生涂膜的沉積。4. 電滲一剛沉積到被涂物表面的涂膜是半滲透的膜，在電場 的持續(xù)作用下，涂膜內(nèi)部所含的水分從涂膜中滲析出來移向槽液，使涂膜脫水，這種現(xiàn)象稱電滲。電滲使清水的

5、膜變?yōu)樵魉磕ぃ?脫水而使涂膜致密化。三、電泳涂裝工藝及其工藝管理電泳涂裝工藝一般由涂裝前預(yù)處理、 電泳涂裝、電泳后清洗、 電泳涂膜的烘干等四道主要工藝組成。1. 工件涂裝前金屬表面處理涂裝前工件的表面處理，是電泳涂裝的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 主要 涉及到除油、除繡表調(diào)、磷化等工序。其處理好壞，不僅影響漆 膜外觀、降低防腐性能，并處理破藥品及磷化沉渣等，磷化膜結(jié) 晶致密均勻。針對前處理各工序，將不一一討論，僅提出幾點(diǎn)注意內(nèi)容:1）如除油除銹不干凈，不僅阻礙磷化液膜的形成， 且影響涂 層的j結(jié)合力、裝飾性能和耐蝕性。漆膜易出現(xiàn)縮孔、針孔、“花 臉”等弊病。2）磷化；目的提高電泳涂膜的附著力和防腐能力。其

6、作用如 下: 由于物理和化學(xué)作用，增強(qiáng)了有機(jī)涂膜對基材的附著力 磷化膜使金屬表面由優(yōu)良導(dǎo)體， 從而抑制金屬表面微電 池的形成，有效的阻礙了涂層的耐腐蝕性和耐水性。另外，只有在徹底脫脂的基礎(chǔ)上，在一清潔、均勻、無油脂 的表面上才能形成令人滿意的磷化液膜。從這方面講，看、磷化 膜本身就是對前處理工藝效果的最直觀最可靠的一個(gè)自檢。3）水洗：前處理各階段水洗好壞將對整個(gè)前處理及漆膜質(zhì)量 產(chǎn)生很大影響。涂裝前最后一道去離子水清洗，要確保被涂物的滴水電導(dǎo)率不大于30um/cm。清洗不干凈，如工件： 殘留余酸、磷化藥液，漆液中的樹脂發(fā)生絮凝，穩(wěn)定性 變壞； 殘留異物（油垢、塵埃），漆膜出現(xiàn)縮孔、顆粒等弊病

7、殘留電解質(zhì)、鹽類，導(dǎo)致電解反應(yīng)加劇，產(chǎn)生針孔等弊 病。2. 電泳涂裝工藝條件及重點(diǎn)參數(shù)管理電泳涂裝工藝條件包括以下四個(gè)方面 13個(gè)條件（參數(shù)）：1）槽液的組成方面：固體份，灰份、MEQ有機(jī)溶劑含量2）電泳條件方面：槽液溫度、泳涂電壓、泳涂時(shí)間；3）槽液特性方面：PH值、電導(dǎo)率;4）電泳特性方面：庫侖效率，最大電流值、膜厚和泳透力。其中，泳涂電壓和時(shí)間、槽液固體份、溫度、PH值和電導(dǎo)率是現(xiàn)場控制和管理的主要項(xiàng)目，現(xiàn)重點(diǎn)介紹如下： 槽液的固體份（18-20%）指槽液中成膜物質(zhì)（樹脂、顏料、添加劑等）的含量。通常， 較高的固體份會(huì)使涂膜厚度增加，泳透力提高，但工件附著漆液多，損耗增加；固體份過低，顏

8、料易沉淀，槽液穩(wěn)定性很差；另漆 液電阻增加，因電壓增加則導(dǎo)致水電解加劇，泳透力下降，漆膜 變薄，外觀變差，易出現(xiàn)花臉、針孔等弊病。 槽液溫度（28 ± 1C）在電泳過程中，通常會(huì)出現(xiàn)槽液溫升高的現(xiàn)象， 這源于以下 兩個(gè)因素：其一，電沉積涂膜過程中部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽黄涠?，循環(huán)攪拌系統(tǒng)因機(jī)械摩擦而產(chǎn)生熱量。（槽溫變化另兩個(gè)因素：環(huán)境 溫度和工件溫度）溫度升高，電沉積量大，泳透力有下降趨勢，但溫度過高， 溶劑揮發(fā)加快樹脂分子易產(chǎn)生氧化聚合交聯(lián)，必影響槽液的穩(wěn)定性，加速槽液老化，且電解反應(yīng)加劇，漆膜易出現(xiàn)針孔、枯皮等 弊??；溫度過低，漆水溶性下降，電沉積量下降，膜薄、粗糙等。 槽液PH值(

9、6.4 土 0.3)PH值是控制槽液穩(wěn)定的最重要因素，陰極電泳槽液是酸溶 液體系，需適量的酸度才能保持槽液的穩(wěn)定。隨著PH值得升高，高于規(guī)定值，其提供助溶含量減少，樹 脂清水性下降，體系穩(wěn)定性下降，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生不溶性顆粒，槽液 出現(xiàn)分層、沉淀、涂膜外觀差；PH值過低，槽液的可溶性增強(qiáng)， 漆膜發(fā)生再溶解及出現(xiàn)針孔、麻臉等，且PH值低對設(shè)備的腐蝕性增加。 槽液電導(dǎo)率(1300 ± 300um/cm)槽液電導(dǎo)率可以衡量漆液粒子的移動(dòng)和通電能力，在指標(biāo)范圍內(nèi)可確保電子的適當(dāng)通過電量和連續(xù)成膜。電導(dǎo)率和槽液 PH 值、液溫、固體份、雜離子含量有密切的關(guān)系，其微小變化將不 會(huì)影響涂膜性能，但對膜厚

10、和泳透力有影響。通常，隨著槽液電導(dǎo)率增高，膜厚也相對增厚(槽固體份引起)、但由于雜質(zhì)離子帶入而引起電導(dǎo)率異常偏高，將會(huì)給漆膜 外觀性能、槽液溫度帶來很壞的影響。如電導(dǎo)率超出指標(biāo)上限，可通過排超濾液而補(bǔ)加去離子水、 助劑等來調(diào)整。泳途壓力(60-250V)泳涂電壓對漆膜的影響較大，電壓高低的選擇和電泳涂料的 類型、被涂工件材料的性質(zhì)、表面積大小和陰陽極間距有關(guān)。一般電壓高，電沉積速度加快，泳漆深度提高、漆膜增厚。 但電壓過高，電解反應(yīng)加劇，氣泡增多，電泳漆膜厚且粗糙有針 孔，烘干后枯皮現(xiàn)象；電壓過低，電解反應(yīng)慢，電沉積量減少， 漆膜薄而均勻。選擇電泳電壓的依據(jù)是保證膜厚及泳透深度的前 提下，盡可

11、能采用較低電壓進(jìn)行電沉積。 泳涂電壓（60-180S）泳涂時(shí)間指被涂物浸在槽液中通電成膜時(shí)間。在一定條件下，泳涂時(shí)間增長，電沉積量也增加，泳透深度增大。但當(dāng)漆膜達(dá)到 一定厚度時(shí)，由于電阻影響，電泳時(shí)間再延長，也不可能增加膜 厚，相反因出現(xiàn)返溶而導(dǎo)致漆膜外觀狀態(tài)變壞。泳涂條件（電壓、時(shí)間）一旦設(shè)定，將不再變動(dòng)。有關(guān)電泳槽液的參數(shù)項(xiàng)目、指標(biāo)、檢測頻率及漆膜性能指標(biāo)， 詳見科德公司產(chǎn)品說明書。四、電泳涂裝設(shè)備一般由電泳槽（主、付）、循環(huán)過濾系統(tǒng)、超濾（UF）系統(tǒng)、電 極和極液循環(huán)系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、直流電源及相應(yīng)供電裝置、純水 及清洗裝置和烘干裝置等組成。涂裝生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、制造的好壞，會(huì)給涂裝質(zhì)量帶來影響

12、，并 且是靠管理難以克服的。只是設(shè)備供應(yīng)廠家、漆廠和用戶三方結(jié) 合，各負(fù)其責(zé)，才能確保電泳設(shè)備不出現(xiàn)早期故障和涂裝質(zhì)量的 穩(wěn)定。1、電泳槽（主、付槽）電泳槽設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，主要涉及以下兩方面考慮：其一，保持槽液運(yùn)動(dòng)防止沉淀的技巧；其二，保持槽液清潔的過濾方法。其注意事項(xiàng)：.槽底和轉(zhuǎn)角都應(yīng)設(shè)計(jì)呈流線型，應(yīng)盡量消除液流的死角.槽體設(shè)計(jì)在滿足各種要求的前提下應(yīng)盡可能小，以縮短更新期和減少投槽資金；.設(shè)計(jì)付槽的作用是盛接槽表面流帶入的泡沫和塵埃，并有消泡功能。2、循環(huán)過濾系統(tǒng)（含控溫裝置）電泳槽液自配槽后就應(yīng)連續(xù)循環(huán)攪拌，其主要功能如下:.保持槽液均勻混合和防止顏料在槽中或涂物稅票面上沉.槽液循環(huán)經(jīng)過濾器

13、，出去槽液中的塵埃、機(jī)械雜志和油垢.保持槽液的溫度均勻，并通過熱交換器，交換掉由涂裝電 能和泵工作的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成的熱量；及時(shí)排除在電泳過程中在被涂物表面上產(chǎn)生氣體。設(shè)計(jì)方面，槽液由付槽通過循環(huán)泵從主槽底部的多孔管進(jìn)入 主槽，對于連續(xù)式生產(chǎn)，槽液流向應(yīng)和被涂物前進(jìn)方向一致，且 要求流速為工件移動(dòng).度的2-4倍;對泵的選擇，將以全循環(huán)每小時(shí)4-6次的槽液 量為依據(jù)。3、超濾(UF)系統(tǒng)超濾系統(tǒng)是電泳涂裝工藝主要設(shè)備之一，其使用好壞，將直接影響到電泳涂裝質(zhì)量生產(chǎn)成本，其主要作用如下：.加強(qiáng)對電泳涂料的回收，回收效率達(dá)98%以上，同時(shí)減少污水處理量及費(fèi)用；.利用對電泳槽的控制，槽液的電導(dǎo)率及雜質(zhì)離子含

14、量可通 過超濾液的排放而得到有效的控制， 保證電泳涂膜質(zhì)量。(另外， 也可通過超濾液的排放來減少槽液中的小分子含量。)對于生產(chǎn)線，一般采用管式和卷式超濾器， 其安裝和使用要 求：.電泳槽液在進(jìn)超濾器前一定要安置過濾器，否則易堵賽超 濾器膜孔，造成清洗周期縮短，縮短使用壽命。濾器停止運(yùn)動(dòng)時(shí)使用干凈超濾液將漆液排到電泳槽內(nèi)，用干凈超濾液浸泡超濾膜；.當(dāng)超濾液通過量下降到額定值的 70%寸，就應(yīng)進(jìn)行清洗。 清洗液配制：1%L二醇丁醚、2%乙二醇丁醚、4%冰醋酸的去離子水清洗液。4、供電系統(tǒng)直流電源一般采用硅或硒整流器， 將交流電源進(jìn)行整流而得， 并經(jīng)濾波處理，以減少電壓脈沖幅度。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮電流余 量以供有發(fā)展余地。整流器要具有軟啟動(dòng)、軟停止功能，輸出電 壓不突變。.經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)每平方米電泳涂面積的電流強(qiáng)度為10-20A;.電壓控制，應(yīng)能在0-250V之間可調(diào)；*2min*（工件數(shù) /