奇瑞公司標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)教材：電泳涂料及涂裝知識

1、電泳涂料及涂裝知識講師：張肄飛2005年8月11日內(nèi)容：1、陰極電泳涂料發(fā)展史；2、陰極電泳涂料組成及反應(yīng)基本原理；3、陰極電泳術(shù)語介紹及相關(guān)設(shè)備；4、陰極電泳槽液日常維護(hù)項(xiàng)目；5、陰極電泳缺陷一般排查方法；6、電泳投槽簡單知識；陰極電泳涂裝的發(fā)展過程1809年，俄國化學(xué)家列斯首先發(fā)現(xiàn)了膠體粒子在電場作用下產(chǎn)生電泳的現(xiàn)象。1960年，英國的卜內(nèi)門公司與里蘭公司共同研制成功陽極電泳涂料。1963年，福特公司建立了世界上第一條完整的電泳涂裝線。1969年，美國在電泳涂裝線上成功引入超濾技術(shù)。1971年，第一代陰極電泳漆在通用汽車公司投入使用。1976年，第二代陰極電泳漆在通用公司成功應(yīng)用。日本和英

2、國1977年由美國引進(jìn)技術(shù)后，其汽車涂裝從78-79年向陰極電泳涂裝轉(zhuǎn)化。80年代中期，美、德、日等開發(fā)厚膜型陰極電泳涂料。90年代末，順應(yīng)環(huán)保法規(guī)要求的無鉛電泳涂料相繼投入應(yīng)用電泳涂料開發(fā)經(jīng)過及未來陰極電泳涂料的發(fā)展趨勢傳統(tǒng)型CED環(huán)保CED高耐氣泡針孔CED耐石擊CED高耐候CED無鉛化VOC削減無大氣污染物削減工序(省中涂)鍍鋅板適應(yīng)性，良好的附著力，涂膜外觀節(jié)能CED低溫固化陰極電泳涂料的主要組成項(xiàng)目主要組成基礎(chǔ)樹脂聚酰氨或聚脂改性的環(huán)氧樹脂交聯(lián)樹脂封閉異氰酸樹脂中和劑有機(jī)酸調(diào)整溶劑醇、醇醚和酮類溶劑組份用途色漿主要為顏料份乳液主要為樹脂份中和劑用于調(diào)整槽液PH值和MEQ值補(bǔ)給溶劑用于

3、調(diào)節(jié)槽液溶劑含量陰極電泳涂料的主要分類陰極電泳漆按一次泳涂膜厚按環(huán)保要求薄膜型有鉛型厚膜型無鉛型中厚膜型節(jié)能型低廢氣排放H+電泳槽液-+R-OH-R-NHCOO-陰極電泳反應(yīng)機(jī)理電解電滲電沉積電泳2H2O+2e-2OH-+H2 R-NH+OHR-N+H2O相關(guān)術(shù)語：電解：任何一種導(dǎo)電液體在通電時產(chǎn)生分解的現(xiàn)象稱為電解。一般電解伴隨在一個或兩個電極上逸出氣體，在電極上分別進(jìn)行著氧化與還原反應(yīng)。在電泳過程中水發(fā)生水解，在陰極上放出氫氣，在陽極上放出氧氣，金屬陽極產(chǎn)生溶解,溶出金屬離子。電泳：在導(dǎo)電介質(zhì)中的帶電荷的膠體粒子在電場的作用下，在陰極電泳過程中帶正電荷膠體樹脂離子和顏料離子由電泳過程移向陰

4、極(被涂物)。電沉積: 漆離子在電極上的沉析現(xiàn)象稱為電沉積。在陰極電泳涂裝時帶正電荷的粒子在陰極上凝聚，帶負(fù)電荷的離子在陽極聚集。電沉積的第一步是水的電化學(xué)分解(電解)。假使槽液的PH是中性，在陰極上的最初反應(yīng)形成氫氣和氫氧根離子，這一反應(yīng)致使在陰極表面區(qū)產(chǎn)生高堿性界面層，當(dāng)陽離子(樹脂和顏料)與氫氧根離子反應(yīng)變成不溶性時就產(chǎn)生涂膜的沉積。電滲: 剛沉積到被涂物表面上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)象稱為電滲。電滲使親水的涂膜變成憎水涂膜，脫水從而使涂膜致密化。固化反應(yīng)OHOH基體樹脂NHCOO RR OOCHN封閉劑固化樹

5、脂OHOH反應(yīng)基烘干熱(固化觸媒)(NCO封閉物)-OOCHNNHCOO-ROH封閉溶劑脫離架橋構(gòu)造陰極電泳涂料固化機(jī)理術(shù)語介紹:術(shù)語介紹:術(shù)語介紹:術(shù)語介紹:術(shù)語介紹:簡單的電泳工藝圖電泳槽陽極循環(huán)系統(tǒng)供給去離子水超濾系統(tǒng)（UF)袋式過濾器超濾液去噴淋系統(tǒng)陽極循環(huán)泵涂三電泳線工藝設(shè)備圖EDRO電泳主槽UF1洗UF2洗純水洗備用槽UFUF貯槽純水工水 冷水 去軸封 電泳涂裝設(shè)備 槽液循環(huán)系統(tǒng)電泳主槽必須保證的最低循環(huán)量：4倍槽液量/hr必須保證的最低表面流速：必須保證的主副槽液位落差：必須保證槽底無噴射死角必須保證適當(dāng)?shù)倪^濾精度必須保證良好的溫控?fù)Q熱系統(tǒng)考濾倒槽積漆的回收電泳主槽內(nèi)襯玻璃鋼，耐

6、2萬伏電壓其它各槽可采用不銹鋼或內(nèi)襯玻璃鋼循環(huán)量不夠可能造成槽底沉積和工件表面沉積。表面流速低可能造成工件表面沉積。槽體內(nèi)襯玻璃鋼脫落可能造成涂料反復(fù)沉積溶解、槽壁腐蝕、漏電威脅人身安全。良好的過濾是保證涂膜無顆粒的重要措施。循環(huán)和電泳換熱，控制槽液溫度必不可少。電泳涂裝設(shè)備熱交換系統(tǒng)電泳槽液在生產(chǎn)過程中要求恒溫，因此循環(huán)的槽液要有熱交換系統(tǒng)和足夠的換熱能力熱交換介質(zhì)溫度要求： 降溫： 5 15 升溫： 50長時間停產(chǎn)時期一般槽液溫度控制：2025電泳涂裝設(shè)備整流電源電泳涂膜的沉積需要直流電源整流設(shè)備的電流容量、電壓調(diào)整范圍適應(yīng)生產(chǎn)要求，一般 I =0 1500A；V = 0 450V整流要求

7、整流輸出電壓的脈動率：1：4 6陽極面積手動控制自動控制電泳涂裝中使用隔膜陽極是為了維持槽液的酸量平衡電泳后沖洗系統(tǒng)包括半UF噴淋、UF浸洗、純水洗或EDRO水洗。后沖洗水與槽液的總體平衡系統(tǒng)是保證系統(tǒng)正常支行的關(guān)鍵。故對關(guān)鍵性液位控制系統(tǒng)的加強(qiáng)管理十分重要。對無鉛電泳底漆應(yīng)在純水進(jìn)電泳系統(tǒng)前加紫外線殺菌裝置，有EDRO系統(tǒng)的生產(chǎn)線應(yīng)在EDRO干凈水出口加紫外線殺菌裝置。較大流量的UF液可降低損耗，提高后清洗效果。EDRO系統(tǒng)在電泳后沖洗中的應(yīng)用，使純水洗槽的涂料也能得到有效的回收利用，進(jìn)一步提高了涂料的回收利用率，降低了排放污染；但由于涂料中不可避免的竄槽污染，定期對后沖洗水或UF液進(jìn)行排放

8、也有必要。電泳涂裝設(shè)備后沖洗系統(tǒng)濃縮液回主槽或UF洗槽新鮮UF液DIW沖洗UF-2浸洗UF-1沖洗ED主槽EDRO后沖洗涂料回收效率涂料回收率 1（最后回收水NV / 槽液NV）100一般 UF 水洗系統(tǒng)的回收率： 95 97%UF水洗RO系統(tǒng)的回收率： 98 99%更大的UF能力和采用EDRO裝置，有利于提高涂料的回收利用率。最佳狀態(tài)為UF零排放電泳涂裝設(shè)備超濾系統(tǒng) 電泳底漆電泳底漆UF液卷式超濾管UF液電泳底漆管式、毛細(xì)管式超濾管管式超濾膜體積大，數(shù)量多、更換成本低、使用經(jīng)濟(jì)。卷式超濾膜體積小，占地面積小，透過量大清洗方便，更換成本高。超濾液需求量過低則后沖洗不凈，損耗量增大。超濾液需求量

9、一般按單位時間沖洗面積和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力進(jìn)行計(jì)算。膜元件結(jié)構(gòu)詳圖 :原漆透過液流通網(wǎng)漆液漆液流道網(wǎng)集液管UF膜膜透過液濃縮漆電泳涂裝設(shè)備RO系統(tǒng) 1反滲透裝置工藝流程圖 ：純水泵高壓泵反滲透膜組件純水儲槽精密過濾器原水泵原水箱多介質(zhì)過濾器活性炭過濾器阻垢劑2反滲透原理： 滲透：稀溶液中的水分子通過半透膜向濃溶液中擴(kuò)散的現(xiàn)象，稱為滲透。半透膜的作用是只有水分子能夠通過，而其它鹽分不能通過。當(dāng)這種自然滲透達(dá)到平衡狀態(tài)時，兩種溶液間形成的高度差，稱為滲透壓。 反滲透：即在濃溶液側(cè)施加一定的壓力以克服自然的滲透壓，使?jié)馊芤褐械乃肿酉蛳∪芤褐袧B透，形成與滲透相反的現(xiàn)象，稱為反滲透。 濃溶液初始狀態(tài)半透膜稀

10、溶液濃溶液稀溶液滲透及滲透平衡狀態(tài)半透膜滲透壓濃溶液反滲透狀態(tài)半透膜稀溶液加壓見下圖所示：【反滲透過程】 進(jìn)水濃水高壓泵半透膜【反滲透過程】根據(jù)反滲透原理可知，滲透和反滲透必須與具有允許溶劑（水分子）透過和半透膜聯(lián)系在一起時,才會出現(xiàn)滲透現(xiàn)象和反滲透操作。 電泳涂裝工藝控制點(diǎn)磷化底材槽液參數(shù)通電時間施工電壓槽液溫度烘烤溫度與時間后沖洗涂膜質(zhì)量陽極過濾超濾底材粗糙度機(jī)械顆粒油漬花斑磷化渣條痕滴水電導(dǎo)啟動時間高壓時間低壓時間極液電導(dǎo)低壓電壓高壓電壓電壓損失脈動率槽液溫度各槽參數(shù)爐溫分布沖洗壓力烘烤時間電極接觸濾袋孔徑更換條件過濾壓差極液顏色極板蝕度進(jìn)出壓差濾液流量進(jìn)出壓差膜管清洗無鉛殺菌液位平衡E

11、DRO流量涂膜厚度固化程度表觀狀況理化性能純水純水電導(dǎo)純水 PH無鉛殺菌固體份灰份溶劑含量MEQ值外觀水膜介質(zhì)溫度電泳涂裝對磷化底材的要求底材粗糙度機(jī)械顆粒油漬花斑磷化渣條痕電泳條痕滴水電導(dǎo)高電泳粗糙、顆粒電泳顆粒電泳花斑電泳粗糙，影響槽液穩(wěn)定電泳縮孔、針孔、花斑電泳粗糙、桔皮現(xiàn) 象導(dǎo)致涂膜弊病電泳涂料對底材的要求無條痕無磷化渣無花斑無顆粒Ra低于1.2無油漬低于20us/cm電泳涂料對磷化膜的要求磷化方式噴涂型磷化浸漬型磷化外觀磷化膜致密均一磷化膜致密均一膜重（g / m2)1.5 21 3結(jié)晶（um)5 152 7P 比（） 70 % 85 %控制項(xiàng)目控制范圍檢查頻次槽液參數(shù)按產(chǎn)品要求1次

12、/日施工電壓按產(chǎn)品要求2次/班槽液溫度按產(chǎn)品要求2次/班設(shè)備壓力按產(chǎn)品要求2次/日純水按產(chǎn)品要求2次/班燒烤溫度按產(chǎn)品要求2次/班涂膜狀況按產(chǎn)品要求1次/班涂層厚度按產(chǎn)品要求2次/班涂膜性能按產(chǎn)品要求1次/月電泳涂裝工藝管理電泳涂裝槽液全檢報(bào)告一般由涂料廠家每月提供一份電泳涂膜理化性能(例)項(xiàng)目指標(biāo)涂膜性能 外觀OK 60光澤40以上 鉛筆硬度H以上 柔韌性2mm合格 附著力100/100 耐沖擊性（杜邦式、500g、1/2cm）50cm以上 耐鹽霧性劃叉單側(cè)剝離 3mm以下1000Hr以上膜厚2030 m烘烤條件16520分（keep）電泳涂裝槽液參數(shù)調(diào)整涂膜厚度電壓槽液固體份溫度溶劑含量涂

13、膜厚度正向影響因素涂膜厚度逆向影響因素涂膜厚度磷化膜厚度雜離子濃度槽液返溶性灰份通電時間MEQ值電泳涂膜蔽病調(diào)查方法通用調(diào)查方法各槽液油污染調(diào)查方法工序掛板對比排除法是在生產(chǎn)現(xiàn)場采用對比法，在每一工序或連續(xù)隨車掛板，通過對比、比較找出問題所在工序的一種調(diào)查方法。該方法適用于電泳涂膜蔽病產(chǎn)生工序查找，事實(shí)上大部分電泳涂膜蔽病在找到產(chǎn)生的工序后，很容易找出問題根源。工序掛板對比排除法圖解前處理電泳0次水洗UF噴淋UF浸洗純水洗淅水區(qū)燒烤掛板1#：白板掛板2#：白板掛板3#：磷化板實(shí)驗(yàn)室掛板4#：磷化板掛板5#：磷化板試片5#：磷化板掛板6#：磷化板掛板7#：磷化板掛板8#：磷化板掛板9#：磷化板工

14、序掛板對比排除法分析掛板1#：白板掛板2#：白板有無差異檢查前處理工段檢查電泳工段無有掛板1#：白板掛板3#：磷化板有無差異無有檢查電泳工段前處理工段問題掛板3#：磷化板掛板4#：磷化板掛板5#：磷化板掛板6#：磷化板掛板7#：磷化板掛板8#：磷化板掛板9#：磷化板電泳0次水洗UF噴淋UF浸洗純水洗淅水區(qū)烘烤實(shí)驗(yàn)室將有問題掛板沒通過的工序排除，就找到了問題產(chǎn)生工序電泳各槽液油污染調(diào)查方法一般將一枚200*100*0.8mm3試片在實(shí)驗(yàn)室電泳后， 浸入被調(diào)查槽液中， 露在水面上，浸10分鐘，實(shí)驗(yàn)室烘烤?？己私朊婵s孔狀況與界面縮孔狀況。確認(rèn)槽液是否油污染。該法適用確認(rèn)后沖洗各槽是否被油污染。電泳

15、各槽液油污染調(diào)查方法圖解未浸入面界面浸入面電泳涂裝槽液異常分析詳圖電泳涂料烘干窗（例）：電泳投槽一般知識： 電泳涂料的涂裝質(zhì)量與槽液中雜質(zhì)含量密切相關(guān)，微量的雜質(zhì)可能導(dǎo)致嚴(yán)重的涂裝弊病，甚至造成槽液報(bào)廢。 雜質(zhì)含量的控制應(yīng)從初次建浴開始，對整個電泳設(shè)備進(jìn)行完全徹底的清洗，尤其是清除油污油脂等雜質(zhì)，以保證電泳原漆不受污染。一、清洗步驟：1、清洗前的確認(rèn)2、清洗材料的確認(rèn)3、手工清掃、擦凈4、連續(xù)清洗 5、其他： 在循環(huán)清洗時，要結(jié)合考核表面流速，并調(diào)整表面噴 射壓 力及注意主副槽液面落差，設(shè)定導(dǎo)流板； 考核主槽液位，如有液位的波動，應(yīng)及時找出原因（陽極/換熱器）； 觀察沖洗各工位的噴射狀況，有必要調(diào)整之。零次噴淋間隙確認(rèn)； 記錄各泵在沖洗時的壓力。 二、投槽步驟：1、事前確認(rèn) 2、涂料建浴 3、涂料熟化 4、配制陽極液： 5、其它：1、建浴固體份，灰份為便于調(diào)整槽液，建議建浴固體份為1719%為便于調(diào)整顏基比，建議建浴灰分為1517%；2、建浴過程異常處置泄漏：將造成超濾液或槽液損失，要盡最快速度修理；液位上升或下降：亦是由于泄漏造成，要找到發(fā)生原因，盡快排除；泡沫過多：由于泵吸入空氣或液面調(diào)節(jié)不當(dāng)所致，要及時調(diào)整。 電泳新線清洗投槽電泳漆混槽電泳涂料在提高涂料檔次或處理問題槽液時需要更換新型涂料。在更換新型涂料時先應(yīng)對原槽液進(jìn)行確認(rèn)并進(jìn)行混全試