阴极电泳漆涂装作业基础

HUNANKANSAI1阴极电泳底漆涂装作业基础湖南关西汽车涂料有限公司2003年3月HUNANKANSAI2阴极电泳涂装的发展过程•1809年，俄国化学家列斯首先发现了胶体粒子在电场作用下产生电泳的现象。•1960年，英国的卜内门公司与里兰公司共同研制成功阳极电泳涂料。•1963年，福特公司建立了世界上第一条完整的电泳涂装线。•1969年，美国在电泳涂装线上成功引入超滤技术。•1971年，第一代阴极电泳漆在通用汽车公司投入使用。•1976年，第二代阴极电泳漆在通用公司成功应用。•日本和英国1977年由美国引进技术后，其汽车涂装从78-79年向阴极电泳涂装转化。•80年代中期，美、德、日等开发厚膜型阴极电泳涂料。•90年代末，顺应环保法规要求的无铅电泳涂料相继投入应用HUNANKANSAI3日本关西CED开发经过及未来第Ⅰ代第Ⅱ代第Ⅲ代第Ⅳ代第Ⅴ代第Ⅵ代开发方向涂膜性能涂膜性能、作业性、表观附加特殊功能新技术地球环境类别AEDCEDCEDCEDCEDCED特点EL7000EL9000EL9400No2000GT-10LB-20LF初期的CED高泳透性防锈性良好的槽液稳定性防锈钢板适应性高泳透性防锈性良好的槽液稳定性新防锈钢板应性低温固化性中厚膜高泳透性低温固化性提高低加热减量高防锈性防锈钢板适应性环境适合化节省资源节省能源低成本高性能特殊技术厚膜型HB-2000赋于厚膜适应性高外观防锈钢板适应性端面防锈型EL9700端面防锈性良好无铅化薄膜、高抗针孔耐石击高耐候隆相对湖南关西的产品HS-88HS-88-3HB-2000HB-2000LBKT-10LB-20LFHUNANKANSAI4湖南关西CED开发及发展技术来源日本关西美国杜邦开发与发展HS-88-3中厚膜型HS-88薄膜型HS-97薄膜型HB-2000厚膜型KT-10节能环保型HB-2000LB中厚膜型HB-2000LF无铅型CorMax-Ⅲ无铅型CorMax-Ⅵ无铅环保型过去品在使用正在应用开发CorMax-Ⅴ灰色有铅型CorMax--EP有铅/无铅型HUNANKANSAI5湖南关西CED产品在主要汽车厂的应用序号汽车厂家CED槽体积初次应用时间初次应用产品第一换型时间第一次换型产品第二换型时间第二次换型产品1长安汽车1901989HS-981996HS-88-31999HS-982长安福特802002COMAXⅥ3庆铃汽车3051997HB-954上汽五菱11201993HS-882000HB-200051301999HB-20006东南汽车1301999HB-20007东风轻车2072000HB-2000LB8江铃全顺801997COMAXⅢ2002COMAXⅥ9合肥昌河1101998HS-882001HB-2000LB10东风柳汽1201998HB-200011长丰汽车551999HB-200012西安秦川1502000HB-200013江西昌河1801999HB-2000LB14奇瑞汽车1402003QR-Ⅱ15一汽车身1301992HS-881998HB-2000HUNANKANSAI6阴极电泳底漆的主要组成项目主要组成基础树脂聚酰氨或聚脂改性的环氧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用途F-1色浆主要为颜料份F-2乳液主要为树脂份F-3A中和剂用于调整槽液PH值和MEQ值F-3E补给溶剂用于调节槽液溶剂含量HUNANKANSAI7阴极电泳底漆的主要分类阴极电泳底漆按一次泳涂膜厚按一次泳涂膜厚按环保要求薄膜型有铅型厚膜型无铅型中厚膜型节能型低废气排放HUNANKANSAI8阴极电泳涂料的发展趋势传统型CED环保CED高耐气泡针孔CED耐石击CED高耐候CED无铅化VOC削减无大气污染物削减工序(省中涂)镀锌板适应性，良好的附着力，涂膜外观节能CED低温固化HUNANKANSAI9H+电泳槽液-+R-OH-R-NHCOO-阴极电泳底漆涂装机理电解电渗电沉积电泳2H2O+2e-—2OH-+H2R-NH++OH－——R-N+H2OHUNANKANSAI10固化反应－OH－OH基体树脂＋NHCOOR＋ROOCHN封闭剂固化树脂OH－OH－反应基烘干热(固化触媒)(NCO封闭物)-OOCHNNHCOO-＋ROH封闭溶剂脱离架桥构造阴极电泳底漆固化机理HUNANKANSAI11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%HUNANKANSAI12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/cmHUNANKANSAI13简单的电泳工艺图•简单的电泳示意图如下：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HUNANKANSAI14电泳涂装生产线设备工艺图例EDRO电泳主槽UF1洗UF2洗纯水洗备用槽UFUF贮槽主要阀门示意球阀电子自动控制阀球阀纯水工水冷水去轴封HUNANKANSAI15电泳涂装设备－槽液循环系统电泳主槽必须保证的最低循环量：4倍槽液量/hr必须保证的最低表面流速：必须保证的主副槽液位落差：必须保证槽底无喷射死角必须保证适当的过滤精度必须保证良好的温控换热系统考滤倒槽积漆的回收电泳主槽内衬玻璃钢，耐2万伏电压其它各槽可采用不锈钢或内衬玻璃钢循环量不够可能造成槽底沉积和工件表面沉积。表面流速低可能造成工件表面沉积。槽体内衬玻璃钢脱落可能造成涂料反复沉积溶解、槽壁腐蚀、漏电威胁人身安全。良好的过滤是保证涂膜无颗粒的重要措施。循环和电泳换热，控制槽液温度必不可少。HUNANKANSAI16电泳涂装设备－热交换系统•电泳槽液在生产过程中要求恒温，因此循环的槽液要有热交换系统和足够的换热能力•热交换介质温度要求：降温：5～15℃升温：50℃长时间停产时期建议槽液温度控制：20～25℃HUNANKANSAI17电泳涂装设备－整流电源•电泳涂膜的沉积需要直流电源•整流设备的电流容量、电压调整范围适应生产要求，一般I=1000~1500A；V=0~450V•整流要求－整流输出电压的脉动率：5%•软启动方式：升压时间调整•多段电压设计•多段电压应用中防止串电HUNANKANSAI18电泳涂装设备－阳极系统直流电源阳极阳极膜阳极液阳极分类板式阳极弧型阳极管式阳极电场分布不均匀、维护难电场分布较均匀、易维修用于底部阳极、易溶解通电方式入槽通电带电入槽裸露阳极电场分布均匀、易维修极液管理管式阳极为浸入有效面积板式、弧型浸入正面面积与工件面积比：1：4~6阳极面积手动控制自动控制电泳涂装中使用隔膜阳极是为了维持槽液的酸量平衡HUNANKANSAI19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。HUNANKANSAI20电泳涂装设备－超滤系统电泳底漆电泳底漆UF液卷式超滤管UF液电泳底漆管式、毛细管式超滤管管式超滤膜体积大，数量多、更换成本低、使用经济。卷式超滤膜体积小，占地面积小，透过量大清洗方便，更换成本高。超滤液需求量过低则后冲洗不净，损耗量增大。超滤液需求量一般按单位时间冲洗面积和设计生产能力进行计算。HUNANKANSAI21•电泳后冲洗系统包括半UF喷淋、UF浸洗、纯水洗或EDRO水洗。•后冲洗水与槽液的总体平衡系统是保证系统正常支行的关键。故对关键性液位控制系统的加强管理十分重要。•对无铅电泳底漆应在纯水进电泳系统前加紫外线杀菌装置，有EDRO系统的生产线应在EDRO干净水出口加紫外线杀菌装置。•较大流量的UF液可降低损耗，提高后清洗效果。•EDRO系统在电泳后冲洗中的应用，使纯水洗槽的涂料也能得到有效的回收利用，进一步提高了涂料的回收利用率，降低了排放污染；但由于涂料中不可避免的窜槽污染，定期对后冲洗水或UF液进行排放也有必要。电泳涂装设备－后冲洗系统浓缩液回主槽或UF洗槽新鲜UF液DIW冲洗UF-3冲洗UF-2浸洗UF-1冲洗ED主槽EDROHUNANKANSAI22后冲洗－涂料回收效率涂料回收率＝﹝1－（最后回收水NV/槽液NV）﹞×100％一般UF水洗系统的回收率：95~97%UF水洗﹢RO系统的回收率：98~99%更大的UF能力，有利于提高涂料的回收利用率HUNANKANSAI23CED涂装工艺控制点磷化底材槽液参数通电时间施工电压槽液温度烘烤温度与时间后冲洗涂膜质量阳极过滤超滤底材粗糙度机械颗粒油渍花斑磷化渣条痕滴水电导启动时间高压时间低压时间极液电导低压电压高压电压电压损失脉动率槽液温度各槽参数炉温分布冲洗压力烘烤时间电极接触滤袋孔径更换条件过滤压差极液颜色极板蚀度进出压差滤液流量进出压差膜管清洗无铅杀菌液位平衡EDRO流量涂膜厚度固化程度表观状况理化性能纯水纯水电导纯水PH无铅杀菌固体份灰份溶剂含量MEQ值外观水膜介质温度HUNANKANSAI24CED涂装槽液参数调整涂膜厚度电压槽液固体份温度溶剂含量涂膜厚度正向影响因素涂膜厚度逆向影响因素涂膜厚度磷化膜厚度杂离子浓度槽液重溶性灰份通电时间MEQ值HUNANKANSAI25控制项目控制范围检查频次槽液参数按产品要求1次/日施工电压按产品要求2次/班槽液温度按产品要求4次/班设备压力按产品要求2次/日纯水按产品要求2次/班烧烤温度按产品要求2次/班涂膜状况按产品要求1次/班涂层厚度按产品要求1次/班涂膜性能按产品要求1次/月CED涂装工艺管理HUNANKANSAI26CED涂装槽液管理序号项目检测标准检测频次1固体份（%）20±11次/日2灰份（%）23±22次/周3PH值6.5±0.31次/日4比电导度（μs/cm）1500±3001次/日5溶剂含量(%)/(E-7)0.3～0.72次/月6溶剂含量(%)0.5±2.52次/月7MEQ值27±32次/周9L效果无异常1次/周11重溶性(%)≤101次/周12附着力(1mm)100/1001次/月13耐冲击性(kg.cm)≥501次/月14击穿电压(V)＞3001次/月15分极(KΩ.cm2)700±3001次/月16光泽度(%)/(G60°)≥401次/月17涂膜外观平整、光滑、无缩孔1次/周18电压膜厚(μm)/150v18±51次/周19电压膜厚(μm)/250v33±51次/周20电压膜厚(μm)/200v25±51次/周21Na离子含量(ppm)≤201次/月HUNANKANSAI27CED涂膜理化性能(例)项目指标涂膜性能外观OK60°光泽40以上铅笔硬度H以上柔韧性2mm合格附着力100/100耐冲击性（杜邦式、500g、1/2cm）50cm以上耐盐雾性划叉单侧剥离3mm以下1000Hr以上ED膜厚20~30μm烘烤条件165℃×20分（keep）HUNANKANSAI28CED涂装槽液异常分析运过滤器堵塞颜料沉降起泡(溢流口)起泡(溢流口)炉内的污物(油脂、烟尘)转过滤器堵塞过滤器堵塞过滤器堵塞臭气、烟稳UF透过量低UF透过量低滤液量下降(醋酸铅)废水处理负荷触媒中毒定槽液异常涂料回收率低过滤器堵塞性被涂物温度分布不均涂涂面桔皮、颗粒、气泡针孔，泡迹针孔颗粒2次流挂2次流挂装缩孔、处理斑痕颗粒、缩孔缩孔等颗粒水迹印品膜厚分布不均处理斑痕缩孔等杂质、颗粒质膜厚分布不匀桔皮、起泡涂面不平整等缩孔、黄变等工程带出液(质、量)污泥水洗水平发生问题的主要因素水痕迹可