阴极电泳漆介绍

SH-2000型阳离子电沉积涂料施工工艺一、阴极电泳漆涂装基本原理电泳涂装过程同时包含着电解、电泳、电沉积、电渗等四个过程。①电解任何一种导电液体在通电时产生分解的现象称为电解一般电解伴随有在一个或两个电极上溢出气体，在电极上分别进行着氧化与还原反应，电解过程主要是水的电解：阴极：22222HOHeOH阳极：22244OOHeOH电解越强导电介质通过的电流越强。②电泳在导电介质中，带电荷的胶体粒子受电场的作用向相反电极移动的现象称为电泳，在阴极电泳涂装过程中，带正电荷的高分子聚合物包裹着颜料粒子向阴极方向移动。③电沉积阳离子型聚合物在阴极上沉析的现象称为阴极电沉积。首先是水进行电解，在阴极上产生氢气并形成OH~，致使在阴极表面形成高碱性介质层，当阳离子型聚合物泳至高碱层的阴极时就与OH~反应，形成不溶性的沉积涂层．④电渗刚沉积到被涂物面上的涂膜是半渗透膜，在电场的持续作用下，涂膜内部所含的水份从涂膜中渗析出来，使涂膜脱水的现象称为电渗，电渗越好的涂膜越致密，抗物理变形性越好，防腐蚀性越好，由于电沉积涂膜是疏水性的高分子聚合物，所以允许用水清洗涂膜表面所带出的浮漆。二、涂装工艺流程SH-2000阳离子电沉积涂料建议施工工艺如下：脱脂→热水洗→除锈→水洗→中和→水洗→表调→磷化→水洗→去离子水洗→电泳→超滤水喷淋回收→水洗→去离子水洗→烘干施工工艺中的前处理工序对施工涂膜质量的好坏至关重要，尽管前处理工艺各不相同，但是总的原则是以能满足电泳涂装条件为前提，在此前提下各施工单位可自行选择前处理工艺。电泳施工要求入电泳槽工件必须无油、无锈；无机械杂质、无酸、无碱、无磷化浮灰等杂质。为了获得良好的电泳涂膜，前处理工序应满足下列要求：⑴工件表面脱脂完全。⑵工件磷化后要求磷化膜均匀，致密，无斑痕，无磷化浮尘。⑶磷化后末道纯水其电导率要求在20µm∕cm以下，并要求用醋酸将其ＰＨ值中和至6.5－７，此冲洗水可循环使用，当电导率高于20µm∕cm时应及时更换。三、涂装设备SH-2000阳离子电沉积涂料系水分散涂料体系，故施工设备有一定的特殊性。设备包括：电泳槽体设备、配漆系统、电源电器系统、循环系统、恒温系统、冲洗喷淋系统、过滤系统、超滤系统、阳极系统、烘干系统、纯水系统等。１、电泳漆槽⑴槽体材质：可采用冷轧钢板焊接，内衬玻璃钢，或用不锈钢制造。用环氧玻璃钢绝缘，绝缘层要求耐酸、耐碱、耐溶剂，击穿电压应不小于２万伏。⑵槽体的形状和大小根据工件的产量和形状大小而定，间歇式操作可做成长方体的，流水线作业通常做成船形，两种作业方式均要求有溢流槽（副槽），一般主、副槽体积比为5：1－6：1槽体设计在满足各要求的前提下应尽可能小，以缩短更新周期和减少资金投入，副槽有除尘，消泡功能。⑶槽体应满足以下要求Ａ、槽体各转角连接处应为弧形。Ｂ、工件从完全入槽到开始出槽时间应有2.5－3分钟。复杂的工件要求有较长的涂装时间,由其是空腔较多、较深的工件。Ｃ、工件距离液面及槽底装置，工件与阳极之间的距离应不小于300mm⑷制作同等体积的贮漆备用槽，并设置最低循环量的循环系统２、配漆系统配漆罐必须具备以下条件；⑴材质：不锈钢。⑵容量：以电泳槽的大小和日耗漆量来决定。⑶搅拌速度：100－150转／分为宜。⑷叶片形状：最好用双层浆式，下层浆叶与配漆罐底部距离在100mm左右。⑸原漆加入方式：建议采用高粘度齿轮泵或隔膜泵加入。３、电源电器系统直流电源一般采用硅或硒整流器，将交流电源进行整流而得，并经滤波处理，以减少电压脉动幅度，系统设计时要考虑电流余量以供有发展余地，整流器要具有软启动，软停止功能，输出电压不突变，经验数据每平方米泳涂面积的电流的电流强度10-20Ａ，直流电源应使电压在0-400Ｖ之间可调，电压脉动率应小于10％，额定电压输出时，电压输出变化率应小于1.5％。就电泳涂装方式，可分为定电压涂装和渐升电压涂装两种，前者在涂装开始时产生相当大的冲击电流需要较大的涂装电源，后者在涂装开始时采取较低电压，在一定时间内升到最佳涂装电压，这样就相应减少了涂装初期的冲击电流。就被涂物是否带电入槽可分为两种，带电入槽可以缩短涂装线的长度，但必须使用干燥的磷化膜，且易产生漆膜阶梯针孔等涂膜缺陷．入槽后通电，能较好地解决了涂层的某些缺陷。通常选用两段涂装软启动电压进行涂装。４、循环搅拌的功能⑴循环搅拌的功能Ａ、保持涂料均匀混合，防止颜料在槽中或被涂物的水平面上沉淀。Ｂ、进行过滤以除去杂质颗粒。Ｃ、经过热交换冷却槽液，以除去因涂装电耗及泵运行的机械能所产生的热量。Ｄ、使电沉积过程中被涂工件表面产生的气体及时散去。⑵对循环泵搅拌系统的要求Ａ、循环泵：卧式或立式离心不锈钢泵均可采用，一般转速在1500转／分为宜，立式离心泵有不漏漆的特点，但发热量较大．Ｂ、循环泵的流量：其流量是槽液总量的4-7次／小时，槽面液流线速度应≥0.2m∕s，槽底应为0.4m∕s，管内液体流速应小于３m∕s。Ｃ、喷嘴：文丘里管式或鸭嘴式。较简单的方法是在管道直接钻直径4mm－６mm的孔。这种情况仅适用于吨位较小的电泳槽(3吨以下的电泳槽)。Ｄ、槽液流向：槽液由副槽通过循环泵从主槽底部及侧部的多孔管进入主槽，对于连续生产，槽液流向应和工件运行方向一致。Ｅ、循环管道的安装要便于拆卸、维修、清洗。Ｆ、对于较大体积的电泳槽，应考虑设有副槽的内循环及储备槽内循环。Ｇ、电泳槽液要求24小时循环搅拌。为便于及时更换或维修，所以循环泵最好有两套。５、恒温系统⑴设备：立式列管冷却器或板框式换热器。（为避免冷却器管道的堵塞一般不宜采取卧式）⑵材质：不锈钢材料制作。⑶冷却面积：电泳漆施工最佳温度在２８±１度，冷却面积各施工单位可根据当地气温变化情况及冷冻水的温度而定。⑷该冷却器必须具备冷却加热双重功能。５、超滤系统（UF）⑴超滤原理：超滤就是使用特殊的半渗透膜，让水和低分子量物质通过，而不让高分子量物质和其它胶体状的固体物质透过膜的一种物理性的分离过程。超滤，是一个在低压下连续的操作过程，通过半透膜的液体叫透过液或超滤液，不能通过膜的液体再回到供给液里叫浓缩液，对于电泳漆来说，高分子量的树脂、颜料、胶体颗粒是不允许通过膜的，而水、溶剂、盐类杂质则可以通过，并且随超滤液排放。⑵超滤是电泳涂装中不可缺少的设备之一，其作用有４个。Ａ、回收工件表面的浮漆，提高产品利用率。Ｂ、回收浮漆，避免环境污染。Ｃ、收集超滤液，提供施工中的冲洗用水，可形成闭路循环冲洗系统。Ｄ、通过适当排放超滤液，除去生产过程中带入电泳槽中的杂质离子，以维护电泳槽液的稳定。⑶对阴极电泳漆而言，因其超滤液是酸性的，所以，和超滤系统相关的管路、阀门、流量计、过滤器、滤液储槽、冲洗槽等，应加以考虑其耐酸性。⑷超滤液储罐应有储存三个小时正常运转所需的超滤液的容量，超滤装置开启前应先充满去离子水。⑸超滤器的流量应能为每平方米涂装面积提供1.2－1.5Ｌ的超滤液。⑹超滤器的维护Ａ、电泳槽液进超滤器前一定要有过滤器，否则易堵塞超滤器膜孔，造成清洗周期短，缩短使用寿命，超滤器停止运行时应用干净超滤液将漆液置换至电泳槽内，然后用软化水反冲3－4次，最后用软化水浸泡超滤膜。Ｂ、在超滤流量下降到设计流量的70％时即应进行反冲洗，清洗液配制：１％的乙二醇丁醚、２％的乙二醇乙醚、４％的冰醋酸的去离子水清洗液。配制量以保证超滤系统内部循环为宜,清洗结束后,多余的清洗液排放。７、过滤系统⑴目的：除去槽液中的灰尘颗粒及其它机械杂质。⑵保证槽液总量每小时至少过滤一次。⑶SH-2000型阴极电泳漆过滤精度要求50µm，某些情况下(超滤前)使用２５µm过滤袋。⑷一般过滤袋装置被放在循环搅拌泵的出口方向。８、阳极系统⑴阳极一般被封闭在可冲洗和循环的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成，对着工件面装有阳极隔膜，阳极罩与阳极液储槽及泵构成阳极液循环系统，通过极液的排放来调节槽液的ＰＨ值与电导率。⑵阳极液主要由去离子水和醋酸等组成，循环量为每个阳极罩6－10Ｌ／分钟，阴极／阳极面积比：3－4／1，阳极材质一般用厚度３mm以上耐酸不锈钢板或钢管。⑶阳极在槽内应均匀分布，其宽度一般为40mm左右，排放原则是两端电场强度弱、中间强。９、冲洗喷淋系统⑴超滤液喷淋工件入槽前用超滤水喷淋一次，可以消除水珠并增加工作液与工件的亲合能力，取得满溻的电泳漆膜。出槽工件离槽时最好也用超滤液喷淋一次以消除工件表面的堆积物，取得平整漆膜，并且有收回工件的浮漆之功效，减少浪费。⑵出槽工件第一次水冲洗。Ａ、若不考虑回收，则可用自来水冲洗，自来水的ＰＨ值最好调整到6.5左右，其目的是避免浮漆用大量自来水冲淡后，产生凝聚块堵塞管道和泵，此道冲洗水呆循环使用定期排放，调ＰＨ值用乳酸或醋酸．Ｂ、若考虑回收，此道冲洗水应具备以下条件：①去离子水，电导率在２０µs∕cm以下。②用乳酸或醋酸调ＰＨ值６－７。③反复冲洗后其浓度应小于1％。④回收时的电导率应控制在800µs∕cm以下⑤此冲洗水可代替超滤喷淋工件或把原漆调稀⑶第二道冲洗水如果第一道水是循环使用的，则应设第二道冲洗水，此道冲洗水用ＰＨ值６－７的自来水。⑷最后一道喷淋水为消除工件烘干前表面所附的杂质离子，提高漆膜性能，此道冲洗水可采用去离子。10、烘干设备⑴SH-2000阳离子电沉积涂料要求180℃/20分钟烘干，这是指工件本身已经预热到180℃，有效烘干时间为20分钟，工件预热时间不包括在内，因此各施工单位可根据自己的线速度及工件热容量的大小来决定烘道的长短，原则上烘道的高温区不高于200℃。⑵烘干设备的形式可以采用温度桥式炉，工件首先进入低温区，然后进入高温区并保温，再进入低温区。⑶为确保涂膜均匀一致应适当地增加对流以提高热传导效果。11、纯水系统⑴SH-2000阳离子电沉积涂料对软化水的要求。软化水的PH值为6.5-7.2,电导率就小于10µs∕cm(25℃)如果电导率高于25µs∕cm(25℃),就会对槽液造成污染。对水的PH之所以有这样的要求,主要是H+、OH~的离子的对位离子对槽液有一定的影响。对位的离子在浓度高时会使高分子树脂皂化。⑵制取软化水的途径很多，现以常用的制水法简述如下；A、离子交换法B、电渗析C、反渗透目前使用较多的是反渗透制水,该法脱盐率高,制水量大,稳定性好。对水质较差的地方,上述三种方法都有可能用到,或用其中两种,以制得合格的纯水。12、电泳系统所有设备的安装要求⑴便于安装、拆卸、检修及施工。⑵尽可能缩短弯道的输送距离。⑶尽可能减少弯道的数量。⑷泵类不宜放在槽底，应便于检修。⑸电泳槽应避免死角，副槽无循环时宜做成锥形。⑹控制室应设在电泳槽旁，以便及时观察调整。影响电沉积涂装的因素对既定类型的电沉积涂料，影响其电沉积效果的效果的因素很多，施工条件（如电压、电流密度、沉积时间、搅拌、阴阳极面积比等问题）好涂料参数（如固体分、PH值、电导率、助溶剂、中和剂等）的变化都将对电沉积效果产生不同程度的影响。1、电沉积电压电沉积涂漆中，刚能供涂料沉积漆膜的电压，称为该涂料的临界电压，使已沉积的漆膜被击穿（破裂）的电压，称为该涂料的破裂电压。电沉积涂漆中，随着电沉积电压的升高，电沉积漆膜增厚，涂料的电沉积量增加，工作液中带电例子运动，沉积速度也加快。但是随着电压的增高，电解反应也更加剧烈。气泡增多，易产生阶梯针孔，在实际应用中，电压的高低应根据工件的形状、大小、阴阳极间距离而定，在保证漆膜厚度和泳透力的前提下，应采用尽可能低的电压进行沉积。2、电泳时间在电沉积过程中，漆之电沉积量随时间的延长而增加，当增加到一定程度后，其电沉积量不会随着时间的延长而有明显的增加，如果继续延长电泳时间，就可能导致电沉积漆膜外观变差，一般电泳时间控制在1.5---3分钟，对结构形状比较复杂的工件，电泳时间可适当延长。3、工作液的固体分份一般，漆液的固体份增加，粘度增大，涂料粒子泳动速度降低，但是，固体份增加，又使涂料粒子与被涂工件碰撞次数增多，有利于电沉积作用的进行。固体份低，漆液电阻相对增加，漆液稳定性变差，电沉积涂漆电解加剧，漆膜易出现“针孔”、“花脸”等弊病。固体