阳极电泳工艺及维护管理

1、阳极电泳工艺及维护管理2014.08.6 目 录 一、阳极电泳涂料的组成及特点 二、阳极电泳涂装工艺 三、阳极电泳涂装基本原理 四、电泳涂装的后处理 五、阳极电泳涂装工艺参数控制 六、阳极电泳涂装的管理 七、常见弊病产生原因及解决措施 目 录 一、阳极电泳涂料的组成及特点 二、阳极电泳涂装工艺 三、阳极电泳涂装基本原理 四、电泳涂装的后处理 五、阳极电泳涂装工艺参数控制 六、阳极电泳涂装的管理 七、常见弊病产生原因及解决措施一、阳极电泳涂料的组成及特点：（1）阳极电泳涂料的组成： 阳极电泳是国外于上世纪70年代投人工业应用的 涂料新品种。成膜物质是带羧基的阴离子型聚合物， 用碱性物质中和而赋予

2、离子性，增溶分散于水中。 中和剂常用有机胺和无机碱，象乙醇胺、三乙醇胺、 三乙胺、KOH等。 这类树脂与颜（填）料、各类助 剂形成稳定的水分散体系，在直流电场作用下，带 负电荷的树脂裹覆着颜料，一起向阳极泳动并沉积 在阳极表面。因此这类涂料称之阳极电泳涂料。电 泳涂漆同时经过电泳、电解、电沉积、电渗四个过 程，在金属表面形成含水率极低、相当高电阻的致 密涂膜。（2）阳极电泳涂料的特点： a.涂膜均匀、光滑平整，附着力强；在棱边、焊缝缝隙 中、箱形体的内外表面都可涂上较均匀的涂膜，防腐 蚀性得到显著改善。 b.槽液固体分低，表面粘附带出量少，涂料利用率高达 9095。 c.电泳涂料用水作分散介质

3、，节省资源，降低空气污染、 消除了发生火灾的危险性，改善了作业环境条件。 d.涂覆效率高，特别适合于大批量流水线自动化生产。 e.电泳涂装设备复杂，投资费用大。 f. 有废水产生，并且必须进行处理。 g.工件表面金属离子的溶出，使涂膜颜色加深；电解产 生的氧气易使树脂被氧化，影响了阳极电泳涂膜的防 腐蚀性和装饰性，并且不适合于浅色漆。 二、阳极电泳涂装工艺 工艺流程： 上件预脱脂主脱脂水洗1水洗2磷 化水洗3水洗4纯水洗吹水水份烘 干冷却 阳极电泳涂装槽上UF液冲洗 UF液洗1UF液洗2纯水洗吹水烘烤 冷却下件 三、阳极电泳涂装基本原理电泳涂装同时经过电泳、电沉积、电解、电渗四个过程1、电泳

4、水溶性电泳涂料是一个组成复杂的胶体，其高分子离 子可视为胶体离子，在直流电场作用下，夹带、吸附 颜料与填料一起泳向工件。电泳过程实际上是正、负 离子分别向两极移动的过程。2、电沉积 在直流电场作用下，带电高分子粒子夹带颜料、填料 等移向工件并放电，在工件表面上沉积，生成不溶于 水但含水约5%15%涂膜的过程称为电沉积。这是电 泳涂装过程中的主要反应。 阳极电泳涂料中，涂料粒子主要为羧酸盐， 电沉积反应包括以下反应:阳极: RCOO_ （水溶性）+ H+ RCOOH（不溶性） Fe Fe2+ + 2e- Fe 2+ + 2RCOO- (RCOO)2Fe(树脂沉积） 2H2O O2 +4H+ +

5、4e- 阴极: 2H2O+2e- H2 + 2OH- 工件为阳极，通电时钢铁部分溶解，溶解的FeFe2+2+与泳动过来的胶体粒子结合并沉积于涂层中。由于Fe(RCOO)Fe(RCOO)2 2为深色，导致阳极电泳涂膜颜色加深，影响涂膜的装饰性，因此阳极电泳不能作为高档装饰性涂层。同时由于电沉积漠的主要成分为高分子羧酸，其导电性很弱，当基体表面形成完整的涂层后，电场力基本消失，阳极电泳涂料自身为碱性（PH=7.58.5)PH=7.58.5)，如果长时间浸泡在槽液中，涂膜发生溶解失光，这种现象称为涂膜的再溶解现象。 3、电解 电泳过程中的电解反应为: 阳极： Fe Fe2+ + 2e- 2H2O O

6、2 +4H+ + 4e-阴极(极板）： 2H2O+2e- H2 + 2OH-在电泳过程中，由于阴、极电量完全用于析出小分子胺，因此随着电泳的不断进行，槽液的PH值将不断升高。电解反应在电泳涂装中是不可避免的，但应适当控制，否则将导致不良后果。若电解反应过于剧烈，逸气严重，沉积涂膜容易产生针孔，气泡等弊病。实践证明，水的电解反应程度与电场强度成正比，因此电泳时应尽量不采用过高电压并缩短电泳时间。实际上每一种电泳涂料都有一种适宜的施工电压范围 4、电渗 电渗是电泳的逆过程，即在电场力的作用下，沉积在被涂件上湿膜中的水分借助电场作用，从涂膜内渗出移向涂料液的现象。其作用是将沉积下来的涂膜进行脱水，通

7、常使形成的涂膜中含水量为5%15%，这样就可以进行高温烘干。若电渗不好，涂漠中含水过高，烘烤时会产生大量气泡并发生流挂现象，影响涂膜质量。 电渗的质量主要取决于以下几个因素： （1）涂料液的颜基比，颜基比大则电渗好；反之基料比大则电渗差。 (2）水溶液树脂的相对分子质量。质量小电渗差；质量大则电渗好。 （3）涂料液PH值。阴极电泳涂料PH值高，电渗好；阳极电泳涂料PH值高，不利于电渗。 四，电泳涂装的后处理 1.水洗 水洗的目的在于除去工件在电泳过程中由于浸 渍而黏附在涂膜表面的浮漆，以防止涂膜出现花脸， 同时防止黏附的浮漆对涂膜的再溶解现象。水洗包 括超滤水洗和去离子水洗。目前超滤水洗工艺主

8、要 采用二级循环超滤水洗。也有的在溢流槽上方设置 喷嘴，工件离开电泳槽前，将大部分浮漆冲回槽中， 大大减轻其他水洗工序的负担。因为超滤水中含有 溶剂，小分子助剂和无机盐离子，因此必须用去离 子水将涂层表面的超滤水洗净。对改善涂膜外观， 增加光泽性，克服水痕等均有好处。2、烘干 :180*30min3、检验 : 外观（平整、光滑、致密），厚度，耐蚀性， 附着力，耐冲击性等。 说明： a. 过滤系统选用4网袋式结构，共4组，内袋16个过滤袋，过滤袋孔经为50m；既满足漆膜质量要求，又防止过滤袋堵塞现象发生。b. 循环系统包括三个方面： 1）槽液循环 2）热交换循环 3）超滤循环。 由于流量和流速的

9、变化对槽液的稳定性、老化 速度、能源消耗、槽液泡沫以及漆膜质量都有 很大影响，该阳极电泳槽液循环次数为57次/小时 c.超滤系统的控制参数： 入口压力：0.350.40Mpa， 出口压力：0.150.20Mpa； 超滤系统运行应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。为了保证超滤膜清洗干净，单独设一个独立的清洗系统。电泳漆超滤装置作用 1、除去漆槽中的杂质离子，稳定电泳漆工作液； 2、形成闭路循环系统提供冲洗用水； 3、回收工件表面冲洗下来的电泳漆，避免带漆废水的排放引起环境污染； 4、回收的电泳漆再利用可使企业节约30的漆购买费。 五、阳极电泳涂装工艺参数控制1、电压 电泳体系中加电方式为“

10、入槽通电”，在具体电泳线上，工件的电泳时间一般是定值，涂膜厚度主要靠调节电压控制.2、槽液电导率 电泳漆液的电导率，直接影响涂层的质量，电导率过高会使漆液粒子运动和通电能力增强，加快了电解反应，漆膜会变粗糙；电导率过低会使漆液电阻增大，电流变小，影响泳透力和漆膜的附着力。槽液电导率高低取决于固体分和杂质离子的含量。因此在操作时利用纯水置换极液方法控制电导率，使其处于正常工作范围内。3、槽液温度 槽液温度过高，沉积量增加过快，会使漆膜粗 糙带孔隙，引起漆膜的破损，并使有机物质的水溶液变质加速，影响槽液的稳定性，槽液温度过低会造成漆膜变薄，粘度增大，被涂物表面气泡不宜排出，也会引起漆膜带孔隙变粗糙

11、。同时泳透力下降。该电泳线槽液控温系统选用冷冻系统与槽液电控联机自动控温。4、电泳时间 泳涂时间一旦设定，一般不会变动，若为了改变生产效率，必须改变生产线速度，这就造成泳涂时间变化。泳涂时间对膜厚和泳透力有直接影响；时 间过长虽然会提高漆的泳透力，但会使漆膜变得过厚，增加生产成本，卫星接收天线使用效果也会变差，泳涂时间太短，则漆膜厚度达不到要求，会降 低涂层防腐性能。5 5、pHpH值 阳极电泳漆为碱性溶液体系，需靠适量的碱度才能保持漆液的稳定状态。当pH值过低时，漆中会产生不溶性颗粒（污物），漆膜质量变差；当pH值过高时，漆遥电沉积量和溶解平衡会被破坏，漆膜也 会变薄，影响漆膜质量。 6 6

12、、固体分 槽液固体分系指电泳槽液中成膜物质（树脂、颜料、添加剂等）的含量。固体分含量过高，电泳速度加快，漆膜变的粗糙疏松；固体分含量过低，泳透力下降，电沉积效果差，漆膜薄且易产生针孔和桔皮。7、颜基比颜基比 颜基比表示电泳涂料加热残分中（或干涂膜中）颜料与基比失调会影响漆膜的外观质量和抗腐蚀能力。8 8、溶剂含量、溶剂含量 即为槽液中含有的亲水性有机溶剂的量，溶剂含量 高低影响漆的溶解性能，进而影响漆膜质量。9 9、烘烤温度和时间、烘烤温度和时间 电泳烘干时间及温度是非常重要的，如果达不到最低限度的时间及温度，泳涂上的漆膜不会很好固化，这将严重影响漆膜的硬度、耐冲击性能及抗腐蚀性 能。综上所述

13、，对上述阳极电泳工艺参数进行科学管理，并进行定期检 测，根据检测结果做相应调整，是充分利用现有工艺装备，最大 限度地生产出合格产品的基本要求。六、电泳涂装的管理 电泳槽液的管理 电泳槽液的维护和管理是电泳涂装施工过程中的一项重要工作，管理好坏不仅影响施工质量，也直接影响电泳涂料液的稳定性。（1）被涂物方面的管理 a、经常检查被涂物吊挂是否符合要求，应保证挂具及 电极导电良好。 b、检查涂装前处理质量，处理膜应均匀，表面无油污， 锈迹；应经常检查被涂物的带水（或积水）的PH值和电导率（或涂装前处理最后一道水洗水的质量）。 c、记录被涂物的数量和面积（2）电泳槽及电泳槽液方面的管理 a、注意搅拌，

14、温度控制系统运转是否正常。 b、定期测定；固体分含量，并根据槽内涂料量和测得 值及时，适宜地补加涂料与助剂。 c、工作环境保持清洁，防止灰尘和杂质带入 工作涂 料液内，一般每3个月清理槽底一次，生产中关好 电泳槽罩体的门窗。 d、定期测定槽液的PH值，电导率，一般每日或每班测 定一次，并及时调整。 e、 经常测定库仑效率，并与初配槽时的库仑效率进行比较。f、 随时检查通电条件，如电压，电流等，以及时了解是否符合规定条件，如果发现电流密度不正常，应检查槽液的固成分，PH值，温度和电导率是否正常，再检查涂料是否变质。g、 测定和研究槽液固体分中的颜基比，若发现与原涂料差别很大，应及时调整。h、 定

15、期测定施工条件下的泳透力，并检查运转过程中的变化，根据影响泳透力的因素，及时寻找原因。（3）涂膜质量方面的管理）涂膜质量方面的管理 a、经常检查涂膜的均匀性和膜厚，确认是否符合规定的条件。 b、随时检查涂膜外观，不应有针孔和流痕等。 c、定期检测涂膜性能，如附着力，耐蚀性和耐湿热性等。 电泳涂装中常见弊病产生原因及解决措施电泳涂装中常见弊病产生原因及解决措施弊 病现 象产生原因解决措施阴阳脸涂膜亮度不 均匀1.电泳涂料液颜基比不当 2.被涂工件位置不当 3.电泳涂料液搅拌不均匀4.工件的几何形状复杂,电力线不均匀 5.入槽部位有泡沫1.调整电泳涂料液的颜基比 2.根据工件形状,调整辅助电极 3

16、.调整搅拌速度 4.工件位置应与辅助电极平行5.被涂工件应保持一定距离,尽量不要带电入槽外观不好花脸,粗糙,流挂1.前处理不好,油锈 未除彻底,磷化膜不均匀 2.工件表面导电情况不均匀,如表面水不均匀,入槽表面温度高等 3.电泳涂料液PH值不稳定4.固体分含量过高或过低5.电泳涂料液温度过高或过低 6.施工电压过高或电流密度过大 7.电泳涂料液电导率过高1.加强工件表面处理 2.控制被涂工件表面挂水均匀,干燥后入槽 3.及时调整并控制槽液PH值,固体分含量,温度等工艺参数 4.降低施工电压 5.调整极间距 6.开启超滤系统,排放一部分超滤液,维持槽液电导率在工艺范围内电泳涂装中常见弊病产生原因

17、及解决措施电泳涂装中常见弊病产生原因及解决措施弊病现象产生原因解决措施针孔涂膜产生针状小凹坑1.涂膜再溶解 2.电压过高或槽液电导率过高,电解剧烈 3.后处理水洗时压力过大,水洗时间过长1.调整电泳时间和槽液PH值 2.调整电导率,电压等参数 3.调整水洗水压力和水洗时间涂膜剥落工件电泳后经水洗时,电泳涂膜剥落1.前处理不好,磷化膜过薄2.工件入槽时表面温度过高 3.电泳槽PH值高,涂膜再溶解 4.电泳电压过低 5.涂装后水洗时间过长 6.电泳涂料液电导率过高1.改善前处理质量 2.调整入槽前工件温度 3.调整槽液PH值和电导率 4.调整水压和水洗时间表面露底涂膜过薄,遮盖力差1.电压低,时间短 2.槽液固体分含量低 3.电泳涂料液搅拌速度快1.调整电泳涂装的电压和时间2.补加新涂料 3.减缓搅拌速度电泳涂装中常见弊病产生原因及解决措施电泳涂装中常见弊病产生原因及解决措施弊病现象产生原因解决措施表面不平整,有颗粒涂膜产生针状小凹坑1.磷化后处理不当 2.涂料液中树脂凝聚 3.涂料液中颜料分散不均匀 4.涂料液混有杂质 5.水洗水浑浊,有杂质1.清除磷化膜上的尘土及杂质离子 2.补加丁醇等溶剂调整溶解性,并调整PH值 3.调整