陽(yáng)極電泳工藝及維護(hù)管理

陽(yáng)極電泳工藝及維護(hù)管理2014.08.6

目錄一、陽(yáng)極電泳涂料的組成及特點(diǎn)二、陽(yáng)極電泳涂裝工藝三、陽(yáng)極電泳涂裝基本原理四、電泳涂裝的后處理五、陽(yáng)極電泳涂裝工藝參數(shù)控制六、陽(yáng)極電泳涂裝的管理七、常見(jiàn)弊病產(chǎn)生原因及解決措施

目錄一、陽(yáng)極電泳涂料的組成及特點(diǎn)二、陽(yáng)極電泳涂裝工藝三、陽(yáng)極電泳涂裝基本原理四、電泳涂裝的后處理五、陽(yáng)極電泳涂裝工藝參數(shù)控制六、陽(yáng)極電泳涂裝的管理七、常見(jiàn)弊病產(chǎn)生原因及解決措施一、陽(yáng)極電泳涂料的組成及特點(diǎn)：（1）陽(yáng)極電泳涂料的組成：陽(yáng)極電泳是國(guó)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(jī)胺和無(wú)機(jī)堿，象乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、KOH等。這類(lèi)樹(shù)脂與顏（填）料、各類(lèi)助劑形成穩(wěn)定的水分散體系，在直流電場(chǎng)作用下，帶負(fù)電荷的樹(shù)脂裹覆著顏料，一起向陽(yáng)極泳動(dòng)并沉積在陽(yáng)極表面。因此這類(lèi)涂料稱(chēng)之陽(yáng)極電泳涂料。電泳涂漆同時(shí)經(jīng)過(guò)電泳、電解、電沉積、電滲四個(gè)過(guò)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(yáng)極電泳涂料的特點(diǎn)：

a.涂膜均勻、光滑平整，附著力強(qiáng)；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(dá)

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(xiǎn)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(dòng)化生產(chǎn)。

e.電泳涂裝設(shè)備復(fù)雜，投資費(fèi)用大。

f.有廢水產(chǎn)生，并且必須進(jìn)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(shù)脂被氧化，影響了陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)極電泳涂裝基本原理電泳涂裝同時(shí)經(jīng)過(guò)電泳、電沉積、電解、電滲四個(gè)過(guò)程1、電泳水溶性電泳涂料是一個(gè)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(chǎng)作用下，夾帶、吸附顏料與填料一起泳向工件。電泳過(guò)程實(shí)際上是正、負(fù)離子分別向兩極移動(dòng)的過(guò)程。2、電沉積在直流電場(chǎng)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(guò)程稱(chēng)為電沉積。這是電泳涂裝過(guò)程中的主要反應(yīng)。

陽(yáng)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(yáng)極:

RCOO_（水溶性）+H+RCOOH（不溶性）

FeFe2++2e-

Fe2++2RCOO-(RCOO)2Fe(樹(shù)脂沉積）

2H2OO2+4H++4e-

●陰極:

2H2O+2e-H2+2OH-

工件為陽(yáng)極，通電時(shí)鋼鐵部分溶解，溶解的Fe2+與泳動(dòng)過(guò)來(lái)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(yáng)極電泳涂膜顏色加深，影響涂膜的裝飾性，因此陽(yáng)極電泳不能作為高檔裝飾性涂層。同時(shí)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(chǎng)力基本消失，陽(yáng)極電泳涂料自身為堿性（PH=7.5~8.5)，如果長(zhǎng)時(shí)間浸泡在槽液中，涂膜發(fā)生溶解失光，這種現(xiàn)象稱(chēng)為涂膜的再溶解現(xiàn)象。

3、電解

電泳過(guò)程中的電解反應(yīng)為:

陽(yáng)極：FeFe2++2e-2H2OO2+4H++4e-

陰極(極板）：2H2O+2e-H2+2OH-在電泳過(guò)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(jìn)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(guò)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(shí)踐證明，水的電解反應(yīng)程度與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，因此電泳時(shí)應(yīng)盡量不采用過(guò)高電壓并縮短電泳時(shí)間。實(shí)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(guò)程，即在電場(chǎng)力的作用下，沉積在被涂件上濕膜中的水分借助電場(chǎng)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(lái)的涂膜進(jìn)行脫水，通常使形成的涂膜中含水量為5%~15%，這樣就可以進(jìn)行高溫烘干。若電滲不好，涂漠中含水過(guò)高，烘烤時(shí)會(huì)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(gè)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(shù)脂的相對(duì)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(yáng)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(guò)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(shí)防止黏附的浮漆對(duì)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(jí)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(kāi)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(fù)擔(dān)。因?yàn)槌瑸V水中含有溶劑，小分子助劑和無(wú)機(jī)鹽離子，因此必須用去離子水將涂層表面的超濾水洗凈。對(duì)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(yàn):外觀（平整、光滑、致密），厚度，耐蝕性，附著力，耐沖擊性等?！裾f(shuō)明：

a.過(guò)濾系統(tǒng)選用4網(wǎng)袋式結(jié)構(gòu)，共4組，內(nèi)袋16個(gè)過(guò)濾袋，過(guò)濾袋孔經(jīng)為50μm；既滿(mǎn)足漆膜質(zhì)量要求，又防止過(guò)濾袋堵塞現(xiàn)象發(fā)生。b.循環(huán)系統(tǒng)包括三個(gè)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(duì)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(yáng)極電泳槽液循環(huán)次數(shù)為5～7次/小時(shí)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(yùn)行應(yīng)連續(xù)運(yùn)行，嚴(yán)禁間斷運(yùn)行，以防超濾膜干枯。為了保證超濾膜清洗干凈，單獨(dú)設(shè)一個(gè)獨(dú)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(lái)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(gòu)買(mǎi)費(fèi)。五、陽(yáng)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(shí)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(guò)高會(huì)使漆液粒子運(yùn)動(dòng)和通電能力增強(qiáng)，加快了電解反應(yīng)，漆膜會(huì)變粗糙；電導(dǎo)率過(guò)低會(huì)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(shí)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(guò)高，沉積量增加過(guò)快，會(huì)使漆膜粗糙帶孔隙，引起漆膜的破損，并使有機(jī)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(guò)低會(huì)造成漆膜變薄，粘度增大，被涂物表面氣泡不宜排出，也會(huì)引起漆膜帶孔隙變粗糙。同時(shí)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(jī)自動(dòng)控溫。4、電泳時(shí)間泳涂時(shí)間一旦設(shè)定，一般不會(huì)變動(dòng)，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(shí)間變化。泳涂時(shí)間對(duì)膜厚和泳透力有直接影響；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)雖然會(huì)提高漆的泳透力，但會(huì)使漆膜變得過(guò)厚，增加生產(chǎn)成本，衛(wèi)星接收天線使用效果也會(huì)變差，泳涂時(shí)間太短，則漆膜厚度達(dá)不到要求，會(huì)降低涂層防腐性能。5、pH值

陽(yáng)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(guò)低時(shí)，漆中會(huì)產(chǎn)生不溶性顆粒（污物），漆膜質(zhì)量變差；當(dāng)pH值過(guò)高時(shí)，漆遙電沉積量和溶解平衡會(huì)被破壞，漆膜也會(huì)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(shù)脂、顏料、添加劑等）的含量。固體分含量過(guò)高，電泳速度加快，漆膜變的粗糙疏松；固體分含量過(guò)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(huì)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(jī)溶劑的量，溶劑含量高低影響漆的溶解性能，進(jìn)而影響漆膜質(zhì)量。9、烘烤溫度和時(shí)間

電泳烘干時(shí)間及溫度是非常重要的，如果達(dá)不到最低限度的時(shí)間及溫度，泳涂上的漆膜不會(huì)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(duì)上述陽(yáng)極電泳工藝參數(shù)進(jìn)行科學(xué)管理，并進(jìn)行定期檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)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(hù)和管理是電泳涂裝施工過(guò)程中的一項(xiàng)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(wú)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(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。

b、定期測(cè)定；固體分含量，并根據(jù)槽內(nèi)涂料量和測(cè)得值及時(shí)，適宜地補(bǔ)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(gè)月清理槽底一次，生產(chǎn)中關(guān)好電泳槽罩體的門(mén)窗。

d、定期測(cè)定槽液的PH值，電導(dǎo)率，一般每日或每班測(cè)定一次，并及時(shí)調(diào)整。e、經(jīng)常測(cè)定庫(kù)侖效率，并與初配槽時(shí)的庫(kù)侖效率進(jìn)行比較。f、隨時(shí)檢查通電條件，如電壓，電流等，以及時(shí)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