陽極電泳工藝及維護管理

陽極電泳工藝及維護管理2014.08.6

目錄一、陽極電泳涂料的組成及特點二、陽極電泳涂裝工藝三、陽極電泳涂裝基本原理四、電泳涂裝的后處理五、陽極電泳涂裝工藝參數(shù)控制六、陽極電泳涂裝的管理七、常見弊病產(chǎn)生原因及解決措施

目錄一、陽極電泳涂料的組成及特點二、陽極電泳涂裝工藝三、陽極電泳涂裝基本原理四、電泳涂裝的后處理五、陽極電泳涂裝工藝參數(shù)控制六、陽極電泳涂裝的管理七、常見弊病產(chǎn)生原因及解決措施一、陽極電泳涂料的組成及特點：（1）陽極電泳涂料的組成：陽極電泳是國外于上世紀(jì)70年代投人工業(yè)應(yīng)用的涂料新品種。成膜物質(zhì)是帶羧基的陰離子型聚合物，用堿性物質(zhì)中和而賦予離子性，增溶分散于水中。中和劑常用有機胺和無機堿，象乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、KOH等。這類樹脂與顏（填）料、各類助劑形成穩(wěn)定的水分散體系，在直流電場作用下，帶負電荷的樹脂裹覆著顏料，一起向陽極泳動并沉積在陽極表面。因此這類涂料稱之陽極電泳涂料。電泳涂漆同時經(jīng)過電泳、電解、電沉積、電滲四個過程，在金屬表面形成含水率極低、相當(dāng)高電阻的致密涂膜。（2）陽極電泳涂料的特點：

a.涂膜均勻、光滑平整，附著力強；在棱邊、焊縫縫隙中、箱形體的內(nèi)外表面都可涂上較均勻的涂膜，防腐蝕性得到顯著改善。

b.槽液固體分低，表面粘附帶出量少，涂料利用率高達

90％～95％。

c.電泳涂料用水作分散介質(zhì)，節(jié)省資源，降低空氣污染、消除了發(fā)生火災(zāi)的危險性，改善了作業(yè)環(huán)境條件。

d.涂覆效率高，特別適合于大批量流水線自動化生產(chǎn)。

e.電泳涂裝設(shè)備復(fù)雜，投資費用大。

f.有廢水產(chǎn)生，并且必須進行處理。

g.工件表面金屬離子的溶出，使涂膜顏色加深；電解產(chǎn)生的氧氣易使樹脂被氧化，影響了陽極電泳涂膜的防腐蝕性和裝飾性，并且不適合于淺色漆。

二、陽極電泳涂裝工藝

工藝流程：上件→預(yù)脫脂→主脫脂→水洗1→水洗2→磷化→水洗3→水洗4→純水洗→吹水→水份烘干→冷卻陽極電泳涂裝→槽上UF液沖洗→UF液洗1→UF液洗2→純水洗→吹水→烘烤→

冷卻→下件三、陽極電泳涂裝基本原理電泳涂裝同時經(jīng)過電泳、電沉積、電解、電滲四個過程1、電泳水溶性電泳涂料是一個組成復(fù)雜的膠體，其高分子離子可視為膠體離子，在直流電場作用下，夾帶、吸附顏料與填料一起泳向工件。電泳過程實際上是正、負離子分別向兩極移動的過程。2、電沉積在直流電場作用下，帶電高分子粒子夾帶顏料、填料等移向工件并放電，在工件表面上沉積，生成不溶于水但含水約5%~15%涂膜的過程稱為電沉積。這是電泳涂裝過程中的主要反應(yīng)。

陽極電泳涂料中，涂料粒子主要為羧酸鹽，

電沉積反應(yīng)包括以下反應(yīng):

●陽極:

RCOO_（水溶性）+H+RCOOH（不溶性）

FeFe2++2e-

Fe2++2RCOO-(RCOO)2Fe(樹脂沉積）

2H2OO2+4H++4e-

●陰極:

2H2O+2e-H2+2OH-

工件為陽極，通電時鋼鐵部分溶解，溶解的Fe2+與泳動過來的膠體粒子結(jié)合并沉積于涂層中。由于Fe(RCOO)2為深色，導(dǎo)致陽極電泳涂膜顏色加深，影響涂膜的裝飾性，因此陽極電泳不能作為高檔裝飾性涂層。同時由于電沉積漠的主要成分為高分子羧酸，其導(dǎo)電性很弱，當(dāng)基體表面形成完整的涂層后，電場力基本消失，陽極電泳涂料自身為堿性（PH=7.5~8.5)，如果長時間浸泡在槽液中，涂膜發(fā)生溶解失光，這種現(xiàn)象稱為涂膜的再溶解現(xiàn)象。

3、電解

電泳過程中的電解反應(yīng)為:

陽極：FeFe2++2e-2H2OO2+4H++4e-

陰極(極板）：2H2O+2e-H2+2OH-在電泳過程中，由于陰、極電量完全用于析出小分子胺，因此隨著電泳的不斷進行，槽液的PH值將不斷升高。電解反應(yīng)在電泳涂裝中是不可避免的，但應(yīng)適當(dāng)控制，否則將導(dǎo)致不良后果。若電解反應(yīng)過于劇烈，逸氣嚴(yán)重，沉積涂膜容易產(chǎn)生針孔，氣泡等弊病。實踐證明，水的電解反應(yīng)程度與電場強度成正比，因此電泳時應(yīng)盡量不采用過高電壓并縮短電泳時間。實際上每一種電泳涂料都有一種適宜的施工電壓范圍4、電滲

電滲是電泳的逆過程，即在電場力的作用下，沉積在被涂件上濕膜中的水分借助電場作用，從涂膜內(nèi)滲出移向涂料液的現(xiàn)象。其作用是將沉積下來的涂膜進行脫水，通常使形成的涂膜中含水量為5%~15%，這樣就可以進行高溫烘干。若電滲不好，涂漠中含水過高，烘烤時會產(chǎn)生大量氣泡并發(fā)生流掛現(xiàn)象，影響涂膜質(zhì)量。電滲的質(zhì)量主要取決于以下幾個因素：

（1）涂料液的顏基比，顏基比大則電滲好；反之基料比大則電滲差。

(2）水溶液樹脂的相對分子質(zhì)量。質(zhì)量小電滲差；質(zhì)量大則電滲好。

（3）涂料液PH值。陰極電泳涂料PH值高，電滲好；陽極電泳涂料PH值高，不利于電滲。四，電泳涂裝的后處理

1.水洗水洗的目的在于除去工件在電泳過程中由于浸漬而黏附在涂膜表面的浮漆，以防止涂膜出現(xiàn)花臉，同時防止黏附的浮漆對涂膜的再溶解現(xiàn)象。水洗包括超濾水洗和去離子水洗。目前超濾水洗工藝主要采用二級循環(huán)超濾水洗。也有的在溢流槽上方設(shè)置噴嘴，工件離開電泳槽前，將大部分浮漆沖回槽中，大大減輕其他水洗工序的負擔(dān)。因為超濾水中含有溶劑，小分子助劑和無機鹽離子，因此必須用去離子水將涂層表面的超濾水洗凈。對改善涂膜外觀，增加光澤性，克服水痕等均有好處。2、烘干:180℃*30min3、檢驗:外觀（平整、光滑、致密），厚度，耐蝕性，附著力，耐沖擊性等?！裾f明：

a.過濾系統(tǒng)選用4網(wǎng)袋式結(jié)構(gòu)，共4組，內(nèi)袋16個過濾袋，過濾袋孔經(jīng)為50μm；既滿足漆膜質(zhì)量要求，又防止過濾袋堵塞現(xiàn)象發(fā)生。b.循環(huán)系統(tǒng)包括三個方面：1）槽液循環(huán)2）熱交換循環(huán)3）超濾循環(huán)。由于流量和流速的變化對槽液的穩(wěn)定性、老化速度、能源消耗、槽液泡沫以及漆膜質(zhì)量都有很大影響，該陽極電泳槽液循環(huán)次數(shù)為5～7次/小時c.超濾系統(tǒng)的控制參數(shù)：入口壓力：0.35～0.40Mpa，出口壓力：0.15～0.20Mpa；超濾系統(tǒng)運行應(yīng)連續(xù)運行，嚴(yán)禁間斷運行，以防超濾膜干枯。為了保證超濾膜清洗干凈，單獨設(shè)一個獨立的清洗系統(tǒng)。●電泳漆超濾裝置作用1、除去漆槽中的雜質(zhì)離子，穩(wěn)定電泳漆工作液；2、形成閉路循環(huán)系統(tǒng)提供沖洗用水；3、回收工件表面沖洗下來的電泳漆，避免帶漆廢水的排放引起環(huán)境污染；4、回收的電泳漆再利用可使企業(yè)節(jié)約30％的漆購買費。五、陽極電泳涂裝工藝參數(shù)控制1、電壓電泳體系中加電方式為“入槽通電”，在具體電泳線上，工件的電泳時間一般是定值，涂膜厚度主要靠調(diào)節(jié)電壓控制.2、槽液電導(dǎo)率電泳漆液的電導(dǎo)率，直接影響涂層的質(zhì)量，電導(dǎo)率過高會使漆液粒子運動和通電能力增強，加快了電解反應(yīng)，漆膜會變粗糙；電導(dǎo)率過低會使漆液電阻增大，電流變小，影響泳透力和漆膜的附著力。槽液電導(dǎo)率高低取決于固體分和雜質(zhì)離子的含量。因此在操作時利用純水置換極液方法控制電導(dǎo)率，使其處于正常工作范圍內(nèi)。3、槽液溫度槽液溫度過高，沉積量增加過快，會使漆膜粗糙帶孔隙，引起漆膜的破損，并使有機物質(zhì)的水溶液變質(zhì)加速，影響槽液的穩(wěn)定性，槽液溫度過低會造成漆膜變薄，粘度增大，被涂物表面氣泡不宜排出，也會引起漆膜帶孔隙變粗糙。同時泳透力下降。該電泳線槽液控溫系統(tǒng)選用冷凍系統(tǒng)與槽液電控聯(lián)機自動控溫。4、電泳時間泳涂時間一旦設(shè)定，一般不會變動，若為了改變生產(chǎn)效率，必須改變生產(chǎn)線速度，這就造成泳涂時間變化。泳涂時間對膜厚和泳透力有直接影響；時間過長雖然會提高漆的泳透力，但會使漆膜變得過厚，增加生產(chǎn)成本，衛(wèi)星接收天線使用效果也會變差，泳涂時間太短，則漆膜厚度達不到要求，會降低涂層防腐性能。5、pH值

陽極電泳漆為堿性溶液體系，需靠適量的堿度才能保持漆液的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)pH值過低時，漆中會產(chǎn)生不溶性顆粒（污物），漆膜質(zhì)量變差；當(dāng)pH值過高時，漆遙電沉積量和溶解平衡會被破壞，漆膜也會變薄，影響漆膜質(zhì)量。6、固體分槽液固體分系指電泳槽液中成膜物質(zhì)（樹脂、顏料、添加劑等）的含量。固體分含量過高，電泳速度加快，漆膜變的粗糙疏松；固體分含量過低，泳透力下降，電沉積效果差，漆膜薄且易產(chǎn)生針孔和桔皮。7、顏基比顏基比表示電泳涂料加熱殘分中（或干涂膜中）顏料與基比失調(diào)會影響漆膜的外觀質(zhì)量和抗腐蝕能力。8、溶劑含量

即為槽液中含有的親水性有機溶劑的量，溶劑含量高低影響漆的溶解性能，進而影響漆膜質(zhì)量。9、烘烤溫度和時間

電泳烘干時間及溫度是非常重要的，如果達不到最低限度的時間及溫度，泳涂上的漆膜不會很好固化，這將嚴(yán)重影響漆膜的硬度、耐沖擊性能及抗腐蝕性能?！窬C上所述，對上述陽極電泳工藝參數(shù)進行科學(xué)管理，并進行定期檢測，根據(jù)檢測結(jié)果做相應(yīng)調(diào)整，是充分利用現(xiàn)有工藝裝備，最大限度地生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的基本要求。六、電泳涂裝的管理

●電泳槽液的管理

電泳槽液的維護和管理是電泳涂裝施工過程中的一項重要工作，管理好壞不僅影響施工質(zhì)量，也直接影響電泳涂料液的穩(wěn)定性。（1）被涂物方面的管理

a、經(jīng)常檢查被涂物吊掛是否符合要求，應(yīng)保證掛具及電極導(dǎo)電良好。

b、檢查涂裝前處理質(zhì)量，處理膜應(yīng)均勻，表面無油污，銹跡；應(yīng)經(jīng)常檢查被涂物的帶水（或積水）的PH值和電導(dǎo)率（或涂裝前處理最后一道水洗水的質(zhì)量）。

c、記錄被涂物的數(shù)量和面積（2）電泳槽及電泳槽液方面的管理

a、注意攪拌，溫度控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)是否正常。

b、定期測定；固體分含量，并根據(jù)槽內(nèi)涂料量和測得值及時，適宜地補加涂料與助劑。

c、工作環(huán)境保持清潔，防止灰塵和雜質(zhì)帶入工作涂料液內(nèi)，一般每3個月清理槽底一次，生產(chǎn)中關(guān)好電泳槽罩體的門窗。

d、定期測定槽液的PH值，電導(dǎo)率，一般每日或每班測定一次，并及時調(diào)整。e、經(jīng)常測定庫侖效率，并與初配槽時的庫侖效率進行比較。f、隨時檢查通電條件，如電壓，電流等，以及時了解是否符合規(guī)定條件，如果發(fā)現(xiàn)電流密度不正常，應(yīng)檢查槽液的固成分，PH值，溫度和電導(dǎo)率是否正常，再檢查