电泳涂装法及其设备

电泳涂装法及其设备电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法。仅适用于电泳涂装专用的水性涂料（简称电泳涂料），它是汽车涂装近30年来最普及的涂底漆方法之一。阴极电泳涂装是将具有导电性的被涂物浸渍在电泳槽中作为阴极，在槽中另设置与其对应的阳极，在两极间通一定时间的直流电，在被涂物上析出均一、水不溶性涂膜的一种涂装方法。1.电泳涂装的特征：1.1电泳涂装的优点◆电泳涂装易实现自动流水线生产，机械化、自动化程度很高，大大减轻了劳动强度，提高劳动生产率。◆涂料利用率高，电泳涂料以水为稀释剂，一般浓度较低，粘度较小，由于工件带出损耗很少，特别采用超滤循环水洗系统后，损耗更少，涂料的利用率可达95％以上。◆涂层均匀且外观较好。依靠选择电泳涂料的品种和调整泳涂工艺参数容易得到均一膜厚的涂层。电泳涂装所得涂膜的含水量少，在烘干过程中不会像其它涂料那样产生流痕、积漆等弊病。◆泳透力好。使通过浸涂、喷涂等涂装方法所涂装不到的部位和涂料难以进入的部位也能涂上涂料，且缝隙间的涂膜在烘干时不会被蒸汽洗掉，因而使工件的内腔、焊缝、边缘等处的耐腐蚀性显著提高。◆涂层具有良好的力学性能及耐腐蚀性能（耐盐雾达到720h以上，甚至超过1000h）◆安全性比较高。电泳涂装基本不含有机溶剂，以水为分散介质，没有溶剂中毒和发生火灾的危险，不存在漆雾，从根本上改善了劳动条件及对环境的污染。1.2电泳涂装的局限性◆以环氧树脂为基础的阴极电泳涂层耐候性较差，只能作耐蚀性底漆，若在户外使用追求高耐候性时需涂面漆。◆对挂具的管理要求较严，要确保被涂物良好导电。◆仅适用于具有导电性的被涂物涂底漆。如木材、塑料、布等无导电性的物体不能采用电泳涂装法。◆具有下列结构的被涂物不宜采用电泳涂装工艺：能带较多污物、污水进电泳槽的结构；能带出较多电泳涂料的槽液，多次水洗后仍积液的结构；在水中不能全浸没的结构◆由多种金属组合成的被涂物，如果电泳特性不一样，也不宜采用电泳涂装工艺。◆不能耐高温烘烤的被涂物，也不能采用电泳涂装工艺。◆对颜色有限定要求的涂装不宜采用电泳涂装，变化涂膜的颜色需分槽涂装。◆对小批量生产场合也不推荐采用电泳涂装，因槽液的更新速度太慢，槽液中的树脂变质和溶剂组成的变动大，而使槽液不稳定。2.电泳涂装的工艺条件◆槽液的组成方面：固体分、灰分、MEQ、有机溶剂含量◆电泳条件方面：槽液温度、泳涂电压、泳涂时间◆槽液特性方面：PH值、电导率◆电泳特性方面：最大电流值、膜厚和泳透力3.电泳涂装设备电泳涂装设备一般由电泳槽、备用槽、槽液循环过滤系统、超滤装置、电极和极液循环系统、调温系统、直流电源及供电系统、涂料补给装置、电泳后清洗装置、电泳涂装室（防尘罩）、电器控制柜等专用装置组成。再由这些专用设备与输送被涂物的设备、烘干室、强冷室组成电泳涂装生产线。3.1电泳槽、备用槽和电泳涂装室3.2电泳槽液循环系统槽液循环系统一般由循环过滤、循环热交换过滤、超滤（UF）3条回路组成。◆循环过滤阴极电泳槽液自配槽后就应连续循环搅拌，因故障而停止的搅拌时间不应超过2小时，循环搅拌的主要功能有以下四个：保持槽液均匀混合和防止颜料在槽中或被涂物的水平面上沉淀。槽液循环经过过滤器，除去槽液中的颗粒状的尘埃和油污。保持槽液的温度均匀，通过使用热交换器，交换掉由涂装电能和泵工作的机械能转换成的热量。及时排除在电泳过程中在被涂物面上产生的气体。◆循环热交换过滤槽液温度控制：为保证泳涂质量，要求将槽液温度控制在±2℃范围内，在正常生产下是对槽液进行冷却。在电泳涂装生产过程中，由于电泳电流产生热量、泵机械搅拌的机械能转换为热能、被涂物带入的热量、周围环境温度影响，一般槽液的温度处于上升状态，控制温度需进行冷却。一般阴极电泳涂装槽液的工作温度是26℃～30℃。◆超滤系统超滤系统是电泳涂装工艺中主要设备之一，其主要作用有如下几点：电泳涂料的回收，在使用超滤系统时，因为可以用超滤透过的清洗液充分洗涤除去粘附在被涂物上的浮漆进行回收，回收效率可高达98％以上，节约电泳涂料，减少污水处理量及费用，而不使用超滤系统及其电泳涂料的使用效率只有70-80％。电泳槽的控制，电泳槽内槽液的电导率及杂质离子含量可以通过超滤液的排放而得到有效控制，保证电泳涂膜质量。特别当槽液中含有小分子树脂时，通过排放超滤液减少槽液中的小分子含量最为有效。超滤器的结构形式有多种，本生产线上所用为卷式超滤器。超滤器其实为超微孔过滤，超滤膜上有细微孔，只允许水和小分子溶剂及相对分子量小的树脂分子通过。3.3供电系统该系统包括直流电源、电极及板罩、极液循环系统等。◆电泳涂装直流电源◆电极及板罩阳极一般采用3.0mm以上厚度的不锈钢板或钢管，管式阳极可设置在电泳槽的两侧，也可设置在槽底。3.4阳极液系统在阴极电泳过程中在阳极区不断产生有机酸，如果不及时除去，会进入槽液，使PH值下降，影响工艺参数PH的稳定，影响泳涂力及涂膜性能，再溶解性增大。除去槽液中的游离酸的办法有两种，添加未中和或部分中和的阴极电泳涂料和采用阳极隔膜系统。一般常用阳极隔膜系统法，尤其是在大型的阴极电泳涂装线上。阳极隔膜系统法是将阳极封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电材料制成，极罩内装有离子选择性的隔膜。所有极罩要求密封良好，使用前必须作渗漏试验。阳极液要保证一定的循环量，不断冲洗阳极，带走有机酸等阴离子。每个极罩的进液管上要装一个流量计，以监视极液流量。阳极液循环系统要安设极液电导率的自动控制装置，设极液电导率为一定值，当偏差为100μs/cm时，自动排放阳极液，加入新鲜去离子水。阳极液必须是清澈而透明的，浑浊说明有槽液进入阳极液。在这种情况下，应立即停止极液泵。在可能情况下，切断直流电源，查出有漏洞的阳极罩，将其与系统隔断，停产后检修或迅速更新。3.5电泳后清洗设备在电泳纯水洗后增设吹水和沥水装置。当被涂面（尤其是水平面和夹缝中）上有积水或水珠时，在烘干过程中易产生水痕斑，影响涂膜的平整度。为清除被涂面的积水、水珠，在防尘通道内增设吹水、沥水装置。用压缩空气或高压风吹净被涂物表面和缝隙中的水分，或设置倾斜（20°）装置沥掉车身内的积水。