阴极电泳涂料基础及涂装

阴极电泳涂料

基础及应用

2005.6.20湖南关西汽车涂料有限公司·研究部·CED内容:第1章:

电泳涂装原理及工艺第2章:

电泳线设备及涂料参数管理

第3章:

涂装线参数异常产生的问题第4章:

电泳涂装不良现象原因对策第5章:工序不良原因调查表

H+电泳槽液-+R-NH+R-COO-第1章：CED涂装机理及工艺电解电渗电沉积电泳阳极：2H2O-4e－

→4H++O2↑

阴极：2H2O+2e-→2OH-

+H2↑

R-NHX++OH－→R-NHx-1↓+H2O1、阴极电泳涂装机理2、阴极电泳底漆的主要组成项目主要组成基础树脂环氧聚酰氨改性或聚脂改性树脂交联树脂封闭异氰酸树脂中和剂有机酸调整溶剂醇、醇醚和酮类溶剂组份组成F-1色浆特殊功能颜料、填料、分散树脂及助剂F-2乳液树脂、助剂F-3A中和剂有机酸F-3E补给溶剂调整溶剂3、一般的电泳涂装工序第1阶段：前处理工序第2阶段：电泳工序第3阶段：UF回收，水洗工序第4阶段：烘烤、固化涂膜电泳

温水洗、脱脂工水、RO水洗工序

表面调整磷化处理水洗DIW工件吊挂空气吹净

摘挂干燥炉U/F水洗DIW4、简单的电泳工艺及电压－电流特性电泳槽阳极循环系统供给去离子水超滤系统（UF)袋式过滤器超滤液去喷淋系统阳极循环泵电压分段一段电压三段电压二段电压t1t2一段电压t1启动时间t2通电时间t1t2t3t1启动时间二段电压t2、t3通电时间电泳电流与时间的关系IT电泳膜厚与时间的关系MT★两侧极板面积或电压不同可能存涂膜不均；★极距要求大于30cm,极距不同可能存在涂膜不均；★直流脉动率过大可能导致涂膜粗糙或针孔；★有必要测量、记录单个阳极的电流，阳极膜的老化、堵塞会造成膜厚的不均匀，TP低下。5、电泳涂料对磷化膜的要求对于不同的磷化方式有不同的磷化膜磷化方式喷涂型磷化浸渍型磷化外观磷化膜致密均一磷化膜致密均一膜重（g/m2)1.5~21~3结晶（um)5~152~7P比（％）>70%>85%电泳涂装对磷化底材的要求底材粗糙度机械颗粒油渍花斑磷化渣条痕电泳条痕滴水电导高电泳粗糙、颗粒电泳颗粒电泳花斑电泳粗糙，影响槽液稳定电泳缩孔、针孔、花斑电泳粗糙、桔皮现象导致涂膜弊病电泳涂料对底材的要求无条痕无磷化渣无花斑无颗粒Ra低于1.2无油渍低于20us/cm第2章:电泳线设备及涂料参数管理1、电泳工序中的控制项目浴管理及设备保养的必要性电泳浴涂料的控制**

设备的保养管理自动控制

(连续运转条件)涂料特性

BATHPAINTSPROPERTIES涂膜性能

FILMPROPERTIES

**补给涂料及添加剂的控制整流电源及涂料循环搅拌系统UF系统温控系统－热交换系统隔膜阳极系统其他（纯水再生装置、其他）浴特性浴管理设备管理

2、槽液参数的控制

电泳槽液参数与槽液性能的关系NV对其他相关数据的影响；N

V↑↓

槽液特数值溶剂量MEQASH特性项目傾向↑↓↑↓↑↓槽液特性pHーー↓↑ーー比电导度ーー↑↓↑↓电泳特性膜厚(DFT)↑↓ーー↓↑泳透力↓↑↓↑↑↓涂装作业性耐污染性↓↑↑↓↑↓耐再溶解性↓↑↓↑ーーL-効果ー↓↑↓↓↑UF适应性↓↑↑↓ーー第3章涂装线参数异常产生的问题:No.管理项目

管理基准

倾向和问题点1.涂料温度(°C)28±2↑涂料的凝集(发生颗粒)膜厚上升（分极电阻低)溶剂量減少(溶剂的蒸发)↓膜厚減少(分极电阻上升)涂面平滑性降低(热循环特性降低)

2.极液电导度(S/cm)400-～1000↑MEQ上升倾向.(酸除去率降低)电极的腐蚀加速

↓MEQ下降倾向(酸除去率上升)电流量降低（膜厚降低）3.涂料液面水平(cm)5~１5（因涂装线而异）↑发生泡痕(涂料起泡)发生颗粒(涂料起泡)附槽起泡溶剤量低↓发生泡痕

(表面流速低、消泡性下降)・・・本槽发泡No.管理項目管理基準关于问题点的对策方案2.極液電導度(S/cm)400～

1000↑1000以上时超过上限，补给纯水使电导度下降。极液从溢流口排弃※

※必要时做中和处理↓低于400下限时，在极液槽中补加中和剂；

上升１００点的约需要５Ｋｇ※

※分两次投入，确认实际上升值3.塗料液面水平(cm)5~１5液面落差本槽～sub槽↑副槽液面上升、1次回收逆流对策；

＊由于泵停导致的液面上升请与迅展机械厂家联络用干净的空桶定量移送滤液水分蒸发、液面下降时、本滤液需返回（滤液移送、处置的场合必须与涂料厂家联络）↓液面低下、附槽起泡、１次回收逆流的对策；纯水补加、附槽液面上升长期连休时、水分蒸发附槽液面低下所以、连休开始前、补加纯水使液面上升至液面落差5cm但是，补加涂料，添加剂时需要事先与涂料厂家确认。No.管理项目管理范围

可预测的不良项目

4.固体份NV.(%)19~21↑UF透过量低２次流挂性易发生↓表面平滑性低膜厚及TP性下降5.UF透过量(Ｌ/min.)４L≦

涂料回収効率低２次流挂性低(水洗液浓度上升)6.纯水比电导度(S/cm)２以下↑污染不适増加污染成分的带入増加7.过滤压差(kg/cm2)袋式;0.5↓滤芯;1.0kg/cm2↓↑顔料沉淀(循环量降低)发生涂料颗粒

8.干燥炉温度(170℃)[金属表面温度]参考烘烤map↑耐冲击性能下降（过烘烤）防锈性能下降（欠烘烤）耐冲击性能下降（欠烘烤）No.管理項目管理範囲原因预测系统9.pH値5.8~6.4↑MEQ低下；UF透过量、２次流挂低下涂料稳定性低下滤液废弃（漏）导致酸量下降隔膜电导度低下导致酸量下降杂质离子混入导致碱性上升细菌繁殖导致酸量下降↓添加酸使MEQ上升隔膜电导度上升导致酸量上升10.比電導度1100-1700↑涂料补加使电导度上升补加添加剂Ｎ（酸）使电导度上升浴温上升所致杂质离子混入导致NV低下导致比电导度低下滤液废弃（漏）所致浴温低下所致另外、pH和比电导度特性值虽然不能直接控制、但是也需考虑以下原因。异常值出现时需再测定、同时与涂料厂家联络。第4章：电泳涂装不良现象、原因及对策污染性(灰尘,杂离子)２次流挂性水滴痕性干斑痕，发花性泡痕性发生颗粒缩孔、凹瘪GA针孔油缩孔性其他*如果、电泳浴特性和设备条件

未能实施最佳且最适合的管理

的话、要想预防涂装不良就很困難了。１．Gaspinhole问题１）现象在镀锌钢板等上涂装时发生的pinhole现象。即在电泳涂膜烘烤时有些气孔未能填平而残存的状态、就像用针扎了个小孔一样非常小的凹瘪现象。２）原因①镀锌钢板的成膜面积大。②涂装电压高。③涂料温度低。３）对策①涂装电压下降。②涂料温度高。→30～32（℃）③涂料中溶剂量增加涂膜的热

flow性良好。正常涂面Gaspinhole发生（边缘处多发）在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法①以下的不适合、属电泳涂装中典型的不适合现象、这些都是可以用充分的日常管理（设备、涂料）来防止发生的、不是本公司电泳涂料容易发生的现象。２．２次流挂问题１）现象被涂物接口处在烘烤时有涂料中含有的液体流出成线状痕迹的现象。涂料浓度高的时候，有凸感的干斑痕。２）原因①接口处水洗不良。②由于Ｕ／Ｆ滤液量降低回收水洗水的浓度上升。③浴涂料浓度上升。３）对策①强化各水洗zone的水洗。②确保Ｕ／Ｆ滤液量。③降低浴涂料浓度。接口处液体流挂痕迹在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法②３．水滴痕迹问题１）现象水滴在烘烤时的附着状态、涂膜形成凹凸、伴随pinhole形成贝壳模样的现象。２）原因①水洗～烘烤的setting不足。②烘烤前从Hunger等、落下水洗

水等附着于被涂物。３）对策①延长Setting时间。②用Airblow出去水滴。水滴附着等烘烤后素材烘烤前

电泳涂膜皮膜粗糙等素材烘烤后

电泳涂膜在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法③４．干斑痕问题１）现象是指电泳出槽后附着的涂料已干，经水洗无法去除的现象。２）原因①出槽～第一次水洗得时间长。②电泳出槽处附近的湿度低。→易干。３）对策①出槽后、３０～６０秒以内实施Mistspray。②出槽处周围用vinylsheet等围起、

防止湿度下降。析出涂膜的干痕正常涂膜（无干痕）在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法④５．泡痕问题１）现象涂料搅拌时产生的气泡或者电泳时产生的气泡、在电泳初期的阶段附着于素材、原样形成Pinhole或者はCrater形状。２）原因①被涂物气泡湿润不良。②电泳槽内搅拌不足。③Main～Subtank的液面落差大。④入槽时电流密度大。３）对策①磷化处理处强化脱脂。②电泳槽内流速Up。③Subtank液面Up。④入槽处の电极Cut。附着气泡等烘烤后素材泡痕素材烘烤后

电泳涂膜素材电泳析出后在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法⑤６．通入颗粒问题１）现象被涂物表面附着有磷化sludge的状态下电泳时、电流集中于sludge处、形成颗粒的现象。２）原因①磷化处理液中的sludge浓度高。②磷化处理后水洗不充分。③入槽时的电流密度大。３）对策①磷化处理液的settling频度增多、降低sludge浓度。②强化磷化处理后的水洗。③入槽处的电极CUT。电泳后素材素材电泳磷化sludge的附着形成颗粒在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法⑥７．缩孔、凹瘪(Cratering)问题１）现象由于在电泳涂装前或涂装后有油等异物附着而在烘烤后的涂膜上产生Crater状的凹瘪现象。２）原因①水洗后～烘烤之间、从Conveyor等处有油落下附着。②电泳烘烤时从接口处有防锈油渗出,吹出附着于涂膜。③使用粘有silicon油的valve和packing。④从其它工序和工厂外浮游而致含有silicon物质的上涂dust附着于涂膜。３）对策①作成完善的Conveyor的滴水接收槽防止有油落下的同时不向ConveyorChain中注入多余量的油。②强化磷化处理的脱脂。③使用禁油valve和不含silicon油的packing、事前用洗剂洗净。④电泳涂装zone用vinylsheet等全部围起、减少外来影响。【凹瘪】直径为1ｍｍ以下的小凹瘪现象【缩孔】直径为1～3ｍｍ的大凹瘪现象素材电泳素材电泳在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法⑦在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法⑧８．Contamination问题１）现象涂膜异常析出、涂膜上形成麻点点现象。有时伴有pinhole现象。２）原因电泳前的被涂物上有含有Na的Alkaline物质的液体（脱脂液.磷化液）落下附着、或从接口处有渗出物附着。３）对策①防止对Conveyor上部的Overspray

②强化Hunger及被涂物袋部内的水洗（磷化后）Alkaline物质的附着等电泳后素材素材电泳+调整水洗压力,形状,量调整极比,极方向调整水洗压力,形状,量调整油水分离条件调整电压,时间,温度调整间歇运转,泵压,循环量调整脱脂,表调,化成条件调整流挂落下,Carryover调整filtermesh,valve开度调整Filtermesh,valve开度提高最终纯水量,水质调整前处理敏感性调整涂膜阻抗,CY水洗水凝结性调整析出性调整槽液特性,溶剂量UF适应性调整耐油缩孔性调整颜料沉淀性,涂料稳定性发泡性,消泡性设备涂料脱脂化成条件设备关系材料关系脱脂性(Point,Oil%)铁粉(除去性)水洗性夹杂Ion(Na,Fe,)表调条件(更新法水质)化成性(CW,)Sludge湿润性1)铁颗粒Sludge颗粒2)Ioncarryover→性能皮膜低3)处理发花→皮膜不良4)脱脂不良→

cratering钢板(GA,SP)搅拌条件极比过滤Mesh电压时间温度隔膜电流值1)泳透力(膜厚分布)2)Cratering3)皮膜不良(柳子颗粒其他)4)作业性不良(Contami,2次流挂,干痕)5)使用量,补给量变动水洗压力Nozzle搅拌条件带出量UF过滤液过滤mesh休息日条件1)发泡性→产生颗粒2)UF低→NV上升,带出量增加3)涂料干痕→产生颗粒4)水洗效率低→带出量增加涂装条件回收水洗条件水洗段数Dip槽第6章：工序的不良对应Ｃｈａｒｔ（１）提高最终纯水量,水质各道工序的不良对应Ｃｈａｒｔ（２）调整水洗压力,形状,量调整温度,湿度依据温测保持最适合的温度调整间歇运转,泵压,循环量调整airblow适用阶段式升温调整filtermesh,valve开度环境完备新air比率,排气量增加提高最终纯水量,水质温水喷淋.其他炉内环境完备水