电泳工程教育材料1

部属：天津泰狮乐电子—技术部作成者：韩亮BOND电泳涂装工程教育材料韩亮2005年01月14日前言电泳工艺是涂装工艺学中后起之绣。利用涂料特有的性能，涂装在制品表面上，形成牢固的涂层起到防腐、装饰的作用。电泳涂装工艺是一个复杂的物理化学、胶体化学和电化学过程来电泳的漆液又是一个兼具胶体和悬浮体特征的多组分体系，其组分和条件的改变将改变漆液的电化学特性。主要影响因素：电泳电压、漆液PH值、固体份、涂料温度、电泳时间、涂料电导率等。只有严格控制这些因素，才能保证漆液的稳定性和漆膜质量。希望通过本册教材，使广大员工能在短时间内初步了解电泳涂装的一些简单知识及应用。由于时间仓促、经验有限，可能存在不足或片面地方，不能全面、细致的介绍，望大家原谅！亲爱的朋友：这就是我们的电泳涂装设备！★电泳涂装工艺简介★涂料组成简介及使用量说明★涂料分析实验★PH值管理★温度管理★电泳作业电压、时间、电导率管理★电泳工程日常作业★常见不良及解决对策★电泳涂装再作业简介第一节电泳涂装工艺简介电泳涂装电泳电沉积电渗电解★电泳涂装是一项非常复杂的电化学反应至少有以上四种作用同时产生★电泳在直流电场作用下，分散在极性介质（例如水）中的带电胶体粒子向与它所带电荷相反的电极方向移动，这种胶体粒子移动现象称为“电泳”BOND工程采用的是“阴极电泳涂装”其具有漆膜性能较好、防腐性强等特点。“阴极电泳涂装”所用的涂料树脂是由带胺基的碱性树脂经酸中和成盐再水溶。树脂及颜料粒子带正电荷，在电泳过程中被泳制品作为阴极，阳极通常装在具有隔膜的罩内，金属槽体内表面需绝缘，以防金属溶出，两极分别与直流电源的正负极相接。在外加电场的作用下，带正电荷的涂料粒子移向阴极，在阴极表面失去电荷，呈不溶状态沉积在阴极上。切断电源将阴极取出，经水洗后烘干便形成电泳漆膜。在电泳涂装中，欲得到满意的漆膜，就要选择和控制适宜的漆液温度、PH值和电泳时间、电压。★电解在电解质溶液中通入直流电，电极上便分别进行氧化与还原反应，从而在电极上形成氧化还原产物的现象，称为“电解”电流通过电泳漆时，水发生电解，阴、阳极上分别有氢和氧气放出。同时，电泳漆是高分子羧酸胺盐，所以在电流通过时，在阴极上有氨或有机胺放出，故使溶液PH值上升。“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１、电解反应过激，逸气严重，沉积漆膜易出现针孔、气泡２、金属离子可中和由电泳移致阳极的涂料粒子，使树脂呈高分子皂类沉积这些金属皂对漆膜颜色和防腐性能产生不良影响。实践证明，水的电解反应与电场强度呈正比，所以电泳时，应尽量不使用过高电压，并缩短电泳时间，在电泳涂装中也可加入少量～～抑制水的电解反应。★电沉积在直流电场作用下，负离子或粒子，受阳极电场力作用夹带者颜料等移向阳极后，在阳极上失去电子，沉积在它的表面，生成不溶于水，但带有水分（5%~15%）的漆膜，这种现象称为“电沉积”1、带负电的羧酸树脂和水电解产生的H，经反应呈不溶状态沉积在阳极上。2、磁粉中的铁元素在阳极上因电极电解反应，发生氧化作用生成铁离子3、这时带负电的树脂离子和铁离子在电场的作用下形成金属盐（成膜物质）~~以上是电泳过程中“电沉积”的基本原理，电沉积时，带负电的树脂离子和粒子首先在电阻最小、电流密度高的部位，如边缘、棱角、尖端等处沉积，再向背离阴极的部位，如凹面、内表面等部位沉积。因为未成膜或漆膜薄的部位电阻较以成膜或漆膜厚的部位小，因此可以连续进行沉积，最终达到电阻相等、厚度一致、均匀而致密的涂层。+★电渗“电渗”是电泳的逆过程，就是在电场的作用下，沉积在制品上湿膜中的水分借助于电场作用，从漆膜内渗出移向漆液中的现象，称为“电渗”“电渗”的作用：将沉积下来的漆膜进行脱水，通常是新形成的漆膜中含水量为５～１５％，这样就可以进行高温烘烤。若电渗不好，漆膜中含水量太高，烘烤时就会出现气泡等现象，影响漆膜质量。实践证明：电渗的好坏，主要取决于以下因素：１、与漆液的颜基比有关，颜基比大，则电渗好，反之则电渗差２、与水溶性树脂的相对分子质量大小有关，相对分子质量小电渗不好，反之则电渗较好３、与漆液内ＰＨ值有关，ＰＨ值高，电渗较好★简易电泳涂装工艺流程除油（弱碱溶液）水洗（８０℃）除锈（１％硫酸溶液）中和（弱碱溶液）水洗（常温）烘干（吹干）电泳水洗（超滤溶液）水洗（超滤溶液）常温干燥烘干（１７０℃）外观检查★电泳涂装前金属表面工艺流程在任何一种涂装方法中，能否最大限度地发挥涂料的保护性能，要看金属表面净化和预处理是否得当，电泳涂装也不例外。电泳前制品的表面处理是电泳涂装的一个重要环节，制品表面处理不好，不仅影响漆膜质量，降低防腐性能，并能破坏漆液的稳定性。因此电泳涂装的制品表面要求无油、无锈、无酸碱及无电解质离子、无不溶于水的有机剂等，（电泳涂装常用的表面处理见后附表格）具体如下：１、除油：一般采用碱性溶液喷淋冲洗或浸泡。油脂进入漆液中使制品表面粗糙、有针孔，严重时使整缸漆液废弃２、除锈：如制品表面有锈，可用弱酸溶液祛除。（酸洗后制品必须冲洗干净，否则残留制品表面的酸带入电泳槽中，造成漆液中树脂絮凝、稳定性破坏３、水洗：前处理各阶段水洗质量将对整个前处理及漆膜质量产生严重影响因为任何一种水中的盐类都会影响漆液的使用稳定性。所以水洗应采用软水（无离子水），从而使制品在涂装前是纯净的。同时制品表面残留的电解质将导致电泳涂装过程中电解反应加剧，产生过多的气体，使漆膜出现针孔４、烘干（吹干）：制品适当的干燥，对防止杂质带入涂料中有重要的作用。此外漆液本身浓度就很低，制品如不经烘干就在漆液中进行电沉积，则其周围的浓度就更低，电沉积过程中电极反应过激，制品上产生大量气体，其结果使漆膜外观粗糙、有气泡、针孔及缩短涂料使用寿命★电泳涂装前金属表面工艺流程编号工序溶液成分温度时间1除油NaOH：80~90g/LNa2CO3：30g/LNa3PO4：30g/LNa2SiO3：3~5g/L90℃以上2~10min2水洗流动纯水80℃以上30s3水洗流动纯水常温30s4除锈30%工业盐酸常温2min5水洗流动纯水常温1min6中和Na2CO3：10~20g/L40~50℃1min7水洗流动纯水常温1min8磷化Zn（NO3）2：100~120g/LZn（H2PO4）2：50~60g/L总酸度：80~85点游离酸度：6~6.5点60~70℃3~7min9水洗流动纯水70℃以上1min10钝化CrO3：0.5~1.5g/L80℃以上1min11水洗流动纯水80℃以上1min12烘干——170℃以上4~8min备注：★电泳前表面处理过程（8、9、10、11）依对制品表面要求的高低，可省略。★电泳前表面处理过程（12）可变更为“吹干”2~33~4——4~59~11溶液PH值12~148~97★电泳涂装后处理工艺流程水洗１（超滤溶液）水洗２（超滤溶液）常温干燥烘干（１７０℃）检验１、水洗：其目的在于除去制品在电泳涂装过程中由于浸渍而粘附在漆膜表面的浮漆，以防止漆膜出现花脸。粘附的浮漆对漆膜有再溶现象（使用超滤液）２、水洗（纯水）：纯水将制品残留漆液充分洗净，避免烘干后涂层颜色不均（花脸）３、常温干燥：电泳后制品在烘干前，应先将制品适当干燥防止骤然加温烘烤，导致涂层爆裂、有气泡４、烘干：电加热１７０℃以上，时间30min５、检验：漆膜外观：平整、光滑、致密，涂层厚度一般在20~35um漆膜性能：ａ3%Nacl溶液浸泡48h，无锈蚀、锈点ｂ40℃蒸馏水浸泡48h或甲醛擦拭，无脱漆现象水洗３（纯水）第二节涂料组成简介及使用量说明2-1涂料及辅助药液简介2-2涂料开缸使用量2-3日别生产使用量2-4部分涂料更换使用量1-1涂料及辅助药液简介F1F25292冰醋酸18kg15kg15kg500ml1、涂料及辅助药液单位重量基准：F1（漆料）：呈蓝灰色液体F2（树脂）：呈乳白色液体5292（溶剂）：呈棕红色液体冰醋酸：无色、透明液体，具有刺激性气味冰醋酸5292F1F22、助溶剂的影响：电泳漆除用水作溶剂外，还要加入适量的某些有机溶剂作助溶剂，用以改善树脂的水溶性及漆膜的表面状态，同时可以调节漆液粘度，提高漆液稳定性。实验证明，加入助溶剂，对电沉积量都有所增加，不同的助溶剂其效果不同。助溶剂用量必须适量，用量过高，往往使电泳漆膜电渗作用差，泳透力降低，漆膜变薄，且容易出现针孔。另外在实际生产中应注意溶剂蒸发而减少，要定期补家加部分助溶剂。1-2涂料开缸使用量介绍原始涂料（开缸）添加比例：1、F1：3桶（3桶×18kg＝54kg）2、F2：10桶（10桶×15kg＝150kg）3、纯水适量，加到水位即可4、冰醋酸：1瓶（500ml）冰醋酸：纯水=1：15、5292具有挥发性物质，涂料添加30天后添加5292一公斤（2kg后添加1kg纯水）6.循环泵启动混合1天以后开始做NV值、ASH值试验。2-3日别生产使用量★按每日生产量添加涂料機種名單重(g)投入量合計(固體)合計(液體)F1(1/4)F2(3/4)SHS0.028249,0001,3823,0377592,278DE-60.0250----SLIM-BR0.0176----P340.0298----P240.0200----P190.0074----P120.0053----P100.0047----p170.0062----合計49,0001,3823,0377592,2781,5184,555电着漆工程涂料添加量报告双倍添加涂料2005年1月26日2-4部分涂料交换用量★涂料1/3更换用量•添加涂料时F1与F2比例如下：•F1:F2=1:3•涂料:纯水=45:55=1：1.22•涂料:F1+F2=3+10=13(桶)•涂料:F1（18*3）+F2（15*10）=54+150=204KG•纯水:204*1.22=248.88KG★涂料1/3更换用量：涂料*1/3+纯水*1/3=204/3+248.88/3=105.96KGF1：涂料*1/4=68/4=17KGF2：涂料*3/4=68*3/4=51KG纯水：82.96KG第三节涂料分析方法说明3-1涂料颜基比（NV值）3-2涂料固体份（ASH值）3-3涂料分析实验工艺3-4计算公式及调整3-1涂料颜基比（NV值）颜基比：漆液中基料（树脂）的质量比。在生产中，漆液长期使用时，颜基比就要逐步下降，相应地涂膜的颜基比发生变化（下降），影响漆膜的颜色、防腐性能及光泽。颜基比太高时，则所得漆膜易粗糙，且薄而无光。从另一角度来说，由于电泳漆液中的基料少于颜料，则树脂对颜料的托浮能力较差，因此颜料易沉淀使漆液的稳定性差，漆膜遮盖力较差。3-2涂料固体份（ASH值）固体份：漆液中颜料的质量比漆厂出品的电泳漆一般固体含量较高，约50%。实验证明，当漆液的固体含量在30%以下时，电沉积量随漆液固体的增加而提高。固体含量在30%以下时，粘度变化甚小，在次情况下，沉积量的增加主要是由于固体含量的增加，涂料粒子与制品（阳极）碰撞次数增多之故。漆液固体含量过高，粘度增大，离子或粒子泳动速度减慢，泳透力降低，电渗性不好，导致漆膜粗糙且疏松，附着力不好涂料浪费严重。漆液固体含量过低，颜料易沉淀，漆液的稳定性差，漆膜电阻增加电压增加导致水的电解反应加剧，泳透力差，漆膜薄易出现针孔、麻面等瑕疵。1、方法/确认事项取铝制小盒两个，洗净拭干2、目的/结果盛放实验涂料1、方法/确认事项取涂料一量杯2、目的/结果检测电泳槽内涂料状态3、注意事项a勿在添加涂料或纯水后立即取涂料b应从过滤器出口取涂料1、方法/确认事项称量铝盒（1）将重量记录后，电子称归“0”2、目的/结果记录容器重量3、注意事项a电子称上不得有异物，称量前电子称显示应为“0”b保留4位小数（1）（2）3-3涂料分析实验工艺1、方法/确认事项用试管将涂料滴入铝盒中，称取2.5g涂料2、目的/结果记录生涂料重量3、注意事项a电子称上不得有异物，称量前电子称显示应为“0”b保留4位小数1、方法/确认事项称量铝盒（2）将重量记录后，电子称归“0”2、目的/结果记录容