陽極電泳工藝及維護管理

1、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70年代投人工業(yè)應用的 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

2、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 9095。 c.電泳涂料用水作分散介質(zhì)

3、，節(jié)省資源，降低空氣污染、 消除了發(fā)生火災的危險性，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.電泳涂裝設備復雜，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1UF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

4、水溶性電泳涂料是一個組成復雜的膠體，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。 陽極電泳涂料中，涂料粒子主要為羧酸鹽， 電沉積反應包括以下反應:陽極: RCOO_ （水溶性）+ H+ RCOOH（不溶性） Fe Fe2+ + 2e- Fe 2+ + 2RCOO- (RCOO)2Fe(樹脂沉積） 2H2O O2 +4H+ +

5、4e- 陰極: 2H2O+2e- H2 + 2OH- 工件為陽極，通電時鋼鐵部分溶解，溶解的FeFe2+2+與泳動過來的膠體粒子結(jié)合并沉積于涂層中。由于Fe(RCOO)Fe(RCOO)2 2為深色，導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，其導電性很弱，當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=7.58.5)PH=7.58.5)，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為: 陽極： Fe Fe2+ + 2e- 2H2O O

6、2 +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。電解反應在電泳涂裝中是不可避免的，但應適當控制，否則將導致不良后果。若電解反應過于劇烈，逸氣嚴重，沉積涂膜容易產(chǎn)生針孔，氣泡等弊病。實踐證明，水的電解反應程度與電場強度成正比，因此電泳時應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

7、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

8、要 采用二級循環(huán)超濾水洗。也有的在溢流槽上方設置 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。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。 說明： 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50m；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

9、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57次/小時 c.超濾系統(tǒng)的控制參數(shù)： 入口壓力：0.350.40Mpa， 出口壓力：0.150.20Mpa； 超濾系統(tǒng)運行應連續(xù)運行，嚴禁間斷運行，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“

10、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、槽液電導率 電泳漆液的電導率，直接影響涂層的質(zhì)量，電導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，漆膜會變粗糙；電導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

11、。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 5、pHpH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 6

12、、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 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 8、溶劑含量、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 9、烘烤溫度和時間、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，這將嚴重影響漆膜的硬度、耐沖擊性能及抗腐蝕性 能。綜上所述

13、，對上述陽極電泳工藝參數(shù)進行科學管理，并進行定期檢 測，根據(jù)檢測結(jié)果做相應調(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，應保證掛具及 電極導電良好。 b、檢查涂裝前處理質(zhì)量，處理膜應均勻，表面無油污， 銹跡；應經(jīng)常檢查被涂物的帶水（或積水）的PH值和電導率（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，

14、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，應檢查槽液的固成分，PH值，溫度和電導率是否正常，再檢查涂料是否變質(zhì)。g、 測定和研究槽液固體分中的顏基比，若發(fā)現(xiàn)與原涂料差別很大，應及時調(diào)整。h、 定

15、期測定施工條件下的泳透力，并檢查運轉(zhuǎn)過程中的變化，根據(jù)影響泳透力的因素，及時尋找原因。（3）涂膜質(zhì)量方面的管理）涂膜質(zhì)量方面的管理 a、經(jīng)常檢查涂膜的均勻性和膜厚，確認是否符合規(guī)定的條件。 b、隨時檢查涂膜外觀，不應有針孔和流痕等。 c、定期檢測涂膜性能，如附著力，耐蝕性和耐濕熱性等。 電泳涂裝中常見弊病產(chǎn)生原因及解決措施電泳涂裝中常見弊病產(chǎn)生原因及解決措施弊 病現(xiàn) 象產(chǎn)生原因解決措施陰陽臉涂膜亮度不 均勻1.電泳涂料液顏基比不當 2.被涂工件位置不當 3.電泳涂料液攪拌不均勻4.工件的幾何形狀復雜,電力線不均勻 5.入槽部位有泡沫1.調(diào)整電泳涂料液的顏基比 2.根據(jù)工件形狀,調(diào)整輔助電極 3

16、.調(diào)整攪拌速度 4.工件位置應與輔助電極平行5.被涂工件應保持一定距離,盡量不要帶電入槽外觀不好花臉,粗糙,流掛1.前處理不好,油銹 未除徹底,磷化膜不均勻 2.工件表面導電情況不均勻,如表面水不均勻,入槽表面溫度高等 3.電泳涂料液PH值不穩(wěn)定4.固體分含量過高或過低5.電泳涂料液溫度過高或過低 6.施工電壓過高或電流密度過大 7.電泳涂料液電導率過高1.加強工件表面處理 2.控制被涂工件表面掛水均勻,干燥后入槽 3.及時調(diào)整并控制槽液PH值,固體分含量,溫度等工藝參數(shù) 4.降低施工電壓 5.調(diào)整極間距 6.開啟超濾系統(tǒng),排放一部分超濾液,維持槽液電導率在工藝范圍內(nèi)電泳涂裝中常見弊病產(chǎn)生原因

17、及解決措施電泳涂裝中常見弊病產(chǎn)生原因及解決措施弊病現(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施針孔涂膜產(chǎn)生針狀小凹坑1.涂膜再溶解 2.電壓過高或槽液電導率過高,電解劇烈 3.后處理水洗時壓力過大,水洗時間過長1.調(diào)整電泳時間和槽液PH值 2.調(diào)整電導率,電壓等參數(shù) 3.調(diào)整水洗水壓力和水洗時間涂膜剝落工件電泳后經(jīng)水洗時,電泳涂膜剝落1.前處理不好,磷化膜過薄2.工件入槽時表面溫度過高 3.電泳槽PH值高,涂膜再溶解 4.電泳電壓過低 5.涂裝后水洗時間過長 6.電泳涂料液電導率過高1.改善前處理質(zhì)量 2.調(diào)整入槽前工件溫度 3.調(diào)整槽液PH值和電導率 4.調(diào)整水壓和水洗時間表面露底涂膜過薄,遮蓋力差1.電壓低,時間短 2.槽液固體分含量低 3.電泳涂料液攪拌速度快1.調(diào)整電泳涂裝的電壓和時間2.補加新涂料 3.減緩攪拌速度電泳涂裝中常見弊病產(chǎn)生原因及解決措施電泳涂裝中常見弊病產(chǎn)生原因及解決措施弊病現(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施表面不平整,有顆粒涂膜產(chǎn)生針狀小凹坑1.磷化后處理不當 2.涂料液中樹脂凝聚 3.涂料液中顏料分散不均勻 4.涂料液混有雜質(zhì) 5.水洗水渾濁,有雜質(zhì)1.清除磷化膜上的塵土及雜質(zhì)離子 2.補加丁醇等溶劑調(diào)整溶解性,并調(diào)整PH值 3.調(diào)整