電泳涂裝

(1)電泳涂裝在水中能完全溶解和乳化，配制成的槽液粘度很低，與水差不多。很容易浸透入浸在槽液中的車身(被涂物)的腔狀構(gòu)造及縫隙中。

(2)電泳槽液具有高的導(dǎo)電性，涂料粒子能活潑永動(dòng)，而沉積到被涂物上。濕涂膜的導(dǎo)電性小，隨濕涂膜增厚，其電阻增大，達(dá)到一定電阻值時(shí)，就不再電沉積上去?；谶@兩點(diǎn)，電圖泳裝具有良好的泳透性，可生成比較均一的涂膜。

(3) 槽液的固體含量低，黏度小，被車身帶出槽外涂料少，且可用超濾(UF)裝置和反滲透(RO)裝置回收利用。

(4)涂膜的附著力強(qiáng)，防銹力高(20μm厚的陽(yáng)極電泳涂膜的耐鹽霧腐蝕性300h以上，陰極電泳涂膜的耐鹽霧腐蝕性1000h以上).

(5)電泳槽液的溶劑(水溶性溶劑)含量少，用噴燈點(diǎn)火都燒不起來，可少擔(dān)心現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)和爆炸。

(1)僅適用于具有導(dǎo)電性的被涂物涂底漆。如木材、塑料、布等無導(dǎo)電性的物件不能采用這種涂裝方法。

(2)由多種金屬組合成的被涂物，如電泳特性不一樣，也不宜采用電泳涂裝工藝。

(3)不能耐高溫(165~185℃)的被涂物，也不能采用電泳涂裝工藝，在國(guó)外已開發(fā)成功在120℃、150℃下烘干的電泳涂料。

(4)對(duì)顏色有限定要求的涂裝不宜采用電泳涂裝，變化涂抹的顏色需分槽涂裝。

(5)對(duì)小批量生產(chǎn)場(chǎng)合(槽液更新期超過6個(gè)月)也不宜推薦采用電泳涂裝，因槽液的更新速度太慢，槽液中的樹脂老化和溶劑含量的變動(dòng)大，而使槽液不穩(wěn)定。

電泳表面處理工藝的特點(diǎn):

電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點(diǎn)，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。

(1)采用水溶性涂料，以水為溶解介質(zhì)，節(jié)省了大量有機(jī)溶劑，大大降低了大氣污染和環(huán)境危害，安全衛(wèi)生，同時(shí)避免了火災(zāi)的隱患;

(2)涂裝效率高，涂料損失小，涂料的利用率可達(dá)90%~95%;

(3)涂膜厚度均勻，附著力強(qiáng)，涂裝質(zhì)量好，工件各個(gè)部位如內(nèi)層、凹陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜，解決了其他涂裝方法對(duì)復(fù)雜形狀工件的涂裝難題;

(4)生產(chǎn)效率高，施工可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，大大提高勞動(dòng)效率;

(5)設(shè)備復(fù)雜，投資費(fèi)用高，耗電量大，其烘干固化要求的溫度較高，涂料、涂裝的管理復(fù)雜，施工條件嚴(yán)格，并需進(jìn)行廢水處理;

(6)只能采用水溶性涂料，在涂裝過程中不能改變顏色，涂料貯存過久穩(wěn)定性不易控制。

(7) 電泳涂裝設(shè)備復(fù)雜，科技含量較高，適用于顏色固定的生產(chǎn)。

陰極電泳涂料所含的樹脂帶有堿性基團(tuán)，經(jīng)酸中和后成鹽而溶于水。通直流電后，酸根負(fù)離子向陽(yáng)極移動(dòng)，樹脂離子及其包裹的顏料粒子帶正電荷向陰極移動(dòng)，并沉積在陰極上，這就是電泳涂裝的基本原理(俗稱鍍漆)。電泳涂裝是一個(gè)很復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，一般認(rèn)為至少有電泳、電沉積、電解、電滲這四種作用同時(shí)發(fā)生。

膠體溶液中的陽(yáng)極和陰極接通電源后，膠體粒子在電場(chǎng)的作用下，帶正或(帶負(fù))電荷的膠體粒子向陰極(或陽(yáng)極)一方泳動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳。膠體溶液中的物質(zhì)不是分子和離子的狀態(tài)，而是分散在液體中的溶質(zhì)，該物質(zhì)較大(10~10m)，不會(huì)沉淀而成分散狀態(tài)。

固體從液體中析出的現(xiàn)象稱為凝集(凝聚、沉積)，一般是冷卻或濃縮溶液時(shí)產(chǎn)生，而電泳涂裝中是借助于電。在陰極電泳涂裝時(shí)，帶正電荷的粒子在陰極上凝聚，帶負(fù)電荷的粒子(離子)在陽(yáng)極上聚集，當(dāng)帶正電荷的膠體粒子(樹脂和顏料)到達(dá)陰極(被涂物)表面區(qū)(高堿性的界面層)后，得到電子，并與氫氧根離子反應(yīng)變成水不溶性物質(zhì)，沉積在陰極(被涂物)上。

在具有離子導(dǎo)電性的溶液中，陽(yáng)極和陰極接通直流電，陰離子吸往陽(yáng)極，陽(yáng)離子吸往陰極，并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。在陽(yáng)極產(chǎn)生金屬溶解、電解氧化，產(chǎn)生氧氣、氯氣等，陽(yáng)極是能產(chǎn)生氧化反應(yīng)的電極。在陰極金屬析出，并將H點(diǎn)解還原為氫氣。

在用半透膜間隔的濃度不同的溶液的兩端(陰極和陽(yáng)極)通電后，低濃度的溶液向高濃度側(cè)移行的現(xiàn)象稱為電滲。剛沉積到被涂物表面上的涂膜是半滲透膜，在電場(chǎng)的持續(xù)作用下，涂抹內(nèi)部所含的水分從涂膜中滲析出來移向槽液，使涂膜脫水，這就是電滲。電滲使親水涂膜變成憎水涂膜，脫水使涂膜致密化。電滲性好的點(diǎn)用涂料泳涂后的濕漆可用手摸也不粘手，可用水沖洗掉附著在濕漆膜上的槽液。

電泳涂裝工藝一般由涂裝前預(yù)處理、電泳涂裝、電泳后清洗、電泳涂膜的烘干等四道主要工藝組成。

(1) 槽體 (2)攪拌循環(huán)系統(tǒng) (3)電極裝置 (4)漆液溫度調(diào)節(jié)裝置 (5)涂料補(bǔ)給裝置

(6)超濾裝置 (7)通風(fēng)裝置 (8)電源供給裝置(9)泳后水洗裝置 (10)儲(chǔ)漆裝置

電泳涂裝一般可分為連續(xù)生產(chǎn)的通過式和間歇式的固定式兩類。

對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)的通過式電泳涂裝設(shè)備，工件借助于懸掛輸送機(jī)和其他工序(前處理-烘干)組成連續(xù)生產(chǎn)的涂裝生產(chǎn)線，此類設(shè)備適用于大批量生產(chǎn)。

對(duì)于間歇生產(chǎn)固定式電泳涂裝設(shè)備，工件借助于單軌電葫蘆或其他形式的輸送機(jī)，和其他工序(前處理-烘干)組成間歇式涂裝生產(chǎn)線，適用于中等批量的涂裝生產(chǎn)。

在涂裝工程電泳電壓、時(shí)間、溫度、陰陽(yáng)極面積比、漆液固體體份及漆液的PH值等影響涂層的質(zhì)量，在實(shí)際中，根據(jù)客戶的工藝參數(shù)來確定上述參數(shù)。

陰極電泳涂裝金屬處在陰極不易氧化，相對(duì)陽(yáng)極電泳來說涂層更具有普遍性，采用超濾系統(tǒng)槽液不會(huì)受到污染，槽液維護(hù)簡(jiǎn)單，涂層更具有防腐蝕效果。

涂裝經(jīng)過在固化爐內(nèi)進(jìn)行固化。固化爐可以分為連續(xù)式和間歇式兩種。

固化過程的溫度曲線對(duì)質(zhì)量有很大的影響。一般需要用北京賽維美高科技有限公司生產(chǎn)的爐溫跟蹤儀(型號(hào)為SMT-4 或SMT-7-32-300-K)對(duì)烘烤過程的溫度曲線進(jìn)行定時(shí)檢測(cè)。確保溫度曲線滿足工藝要求。

整車陰極電泳涂裝生產(chǎn)線在我國(guó)客車涂裝行業(yè)引起了不小的波動(dòng)，中大涂裝(江蘇中大工業(yè)涂裝環(huán)保有限公司)是國(guó)內(nèi)唯一一家涂裝上市公司，也是第一家建成了國(guó)內(nèi)大型客車整車陰極電泳涂裝生產(chǎn)線的中外合資企業(yè)。

它包括四個(gè)過程:

在陰極反應(yīng)最初為電解反應(yīng)，生成氫氣及氫氧根離子 OH ，此反應(yīng)造成陰極面形成一高堿性邊界層，當(dāng)陽(yáng)離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質(zhì)，涂膜沉積，方程式為: H2O→OH+H

陽(yáng)離子樹脂及 H+ 在電場(chǎng)作用下，向陰極移動(dòng)，而陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)過程。

在被涂工件表面，陽(yáng)離子樹脂與陰極表面堿性作用，中和而析出不沉積物，沉積于被涂工件上。

涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的，具有多數(shù)毛細(xì)孔，水被從陰極涂膜中排滲出來，在電場(chǎng)作用下，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，而完成整個(gè)電泳過程。

電泳涂裝是把工件和對(duì)應(yīng)的電極放入水溶性涂料中，接上電源后，依靠電場(chǎng)所產(chǎn)生 的物理化學(xué)作用，使涂料中的樹脂、顏填料在以被涂物為電極的表面上均勻析出沉積形成不溶于水的漆膜的一種涂裝方法。電泳涂裝是一個(gè)極為復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過程，其中至少包括電泳、電沉積、電滲、電解四個(gè)過程。電泳涂裝按沉積性能可分為陽(yáng)極電泳(工件是陽(yáng)極，涂料是陰離子型)和陰極電泳(工件是陰極，涂料是陽(yáng)離子型);按電源可分為直流電泳和交流電泳;按工藝方法又有定電壓和定電流法。

電泳是電泳涂料在陰陽(yáng)兩極，施加于電壓作用下，帶電荷之涂料離子移動(dòng)到陰極，并與陰極表面所產(chǎn)生之堿性作用形成不溶解物，沉積于工件表面。

電著又稱電泳，常見的電泳涂裝是電泳黑色，隨著電泳涂裝工藝的發(fā)展，電泳彩色隨之誕生，

下面為大家講解一下電泳工藝流程及檢測(cè)。

電泳工藝流程及質(zhì)量檢測(cè)

我們可知電泳漆涂裝的工序一般比電鍍少，原因是電泳漆本身可作上色之用又可當(dāng)作保護(hù)膜可以省下一重工序.所以電泳漆涂裝需時(shí)較少及比較經(jīng)濟(jì).在仿金制作上，電鍍技術(shù)需要鍍上真金，但使用電泳漆涂裝技術(shù)則可鍍上仿金色省下成本.

1、鋼模板電泳涂裝工藝流程

除油除銹、水沖水洗、干燥、電泳上膝、水沖、烘干、噴商標(biāo)、包裝出廠。

2、對(duì)工藝流程的說明

除油除銹:采用二合一法，即除油、除銹一步法，溶液本廠自配。

水沖水洗:其目的在于去掉模板表面的酸堿殘留物。水洗時(shí)，最好采用常流水。

電泳上漆:這是工藝的目的和核心。電泳槽內(nèi)的電流、電壓、固成份含量、PH值、電泳溫度速度以及電泳槽附加設(shè)備的正確使用，是決定電泳上漆成敗的關(guān)鍵。

烘干:鋼模板電泳上漆后必須烘干。烘干箱工作溫度為160-180℃，烘烤時(shí)間為30min。

電泳涂裝所需的主要設(shè)備。各種水槽，電泳槽，通道式烘干箱，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，電氣 控制系統(tǒng)，漆液和漆膜設(shè)備，如電導(dǎo)儀，附著力測(cè)定儀等。

3、質(zhì)量檢測(cè)與控制

(1)漆液濃度

電泳漆與蒸餾水混合后，其濃度應(yīng)達(dá)到10%-15%，濃度過高，漆膜流平性欠佳，易出現(xiàn)桔皮等缺陷。濃度過低，漆膜變薄，易出現(xiàn)現(xiàn)象。

(2)電壓

電泳電壓一般應(yīng)控制在60V左右。電壓升高，沉積量增加，漆膜變的粗糙，形成桔皮，電壓過低，漆膜甚簿，甚至泳不上漆。

(3)PH值

一般漆液PH值在8-9時(shí)均能得到滿意的漆膜。PH值過低，電泳槽內(nèi)脈沖電流密度降低，從而造成模板局部無漆，形成花臉，PH值過高，會(huì)造成濕膜再溶解，使漆膜變簿，影響涂裝質(zhì)量。調(diào)整槽液的PH值有多種方法，我們選擇了陰極罩法。陰極罩是將陰極板裝在一個(gè)帆布袋內(nèi)，袋用鋼絲架支撐著，袋內(nèi)裝滿蒸餾水。電泳時(shí)，胺的正離子和漆液中帶正電荷的雜質(zhì)離子(如水中的Ca2﹢、Mg2﹢)均可通過帆布進(jìn)入陰極罩內(nèi)，并在陰極放電。更換罩內(nèi)蒸餾水，就可將雜質(zhì)除去。

(4)電泳時(shí)間

電泳漆膜的厚度一般是隨著電泳時(shí)間的增加而增加的，但是，當(dāng)電泳時(shí)間到達(dá)一定點(diǎn)后，漆膜厚度就不再增加，其原因就是漆膜在達(dá)到一定厚度時(shí)產(chǎn)生絕緣。故采用處長(zhǎng)電泳時(shí)間使漆膜增厚是行不通的，而且由于耗電增加，在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。電泳時(shí)間一般有3min即可。

(5)電導(dǎo)率 電泳漆工作液的導(dǎo)電能力，通常用電導(dǎo)率表示。漆液的電導(dǎo)過低，漆膜不易形成;電導(dǎo)過高，造成漆膜外觀粗糙。對(duì)同一種涂料而言，對(duì)漆液電導(dǎo)影響最大的因素是漆液中雜質(zhì)離子的存在。因此，一定要通過控制雜質(zhì)含量，保持電導(dǎo)率的正常值。

涂裝前工件的表面處理，是電泳涂裝的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要涉及除油、

除銹、表調(diào)、磷化等工序。其處理好壞，不僅影響膜外觀、降低防腐性能，并能破壞漆液的穩(wěn)定性。因此，對(duì)于涂裝前工件表面，要求無油污、銹痕，無前處理藥品及磷化沉化沉渣等，磷化膜結(jié)晶致密均勻。

針對(duì)前處理各工序，將不不一討論，僅提出幾點(diǎn)注意內(nèi)容:

1)如除油銹不干凈，不僅影響磷化膜的形成，且影響涂層的結(jié)合力、裝飾性能和耐蝕性。漆膜易出現(xiàn)縮孔、針孔、"花臉"等弊病。

2)磷化:目的提高電泳膜的附著力和防腐能力。其作用如下:

(1) 由于物理和化學(xué)作用，增強(qiáng)了有機(jī)涂膜對(duì)基材的附著力。

(2) 磷化膜使金屬表面由優(yōu)良導(dǎo)體變?yōu)椴涣紝?dǎo)體，從而抑制金屬表面微電池的形成，有效地阻礙了涂層腐蝕，成倍地提高涂層的耐蝕性和耐水性。

另外，只有在徹底脫底脫脂的基礎(chǔ)上，在清潔、均勻、無油脂的表面上才能形成令人滿意的磷化膜。從這一方面講，磷化膜本身就是對(duì)前處理工藝效果的最直觀最可靠的一個(gè)自檢。

3)水洗:前處理各階段水洗好壞將對(duì)整個(gè)前處理及漆膜質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。涂裝前最后一道去離子水清洗，要確保被涂物的滴水電導(dǎo)率不大于30μs/cm。清洗不干凈，如工件:

(1) 殘留余酸、磷化藥液，漆液中樹脂發(fā)生絮凝，穩(wěn)定性變壞;

(2) 殘留異物(油污、塵埃)，漆膜出現(xiàn)縮孔、顆粒等弊病;

(3) 殘留電解質(zhì)、鹽類、導(dǎo)致電解反應(yīng)加劇，產(chǎn)生針孔等弊病。

電泳涂裝工藝條件包括以下四個(gè)方面13個(gè)條件(參數(shù)):

1)槽液的組成方面:固體份、灰份、MEQ和有機(jī)溶劑含量;

2)電泳條件方面:槽液溫度、泳涂電壓、泳涂時(shí)間;

3)槽液特性方面:PH值、電導(dǎo)率;

4)電泳特性方面:固化效率、最大電流值、膜厚和泳透力。

其中，泳涂電壓和時(shí)間、槽液固體份、溫度、PH值和電導(dǎo)率是現(xiàn)場(chǎng)控制和管理的主要項(xiàng)目

1)一般金屬表面的電泳涂裝，其工藝流程為:預(yù)清理→上線→除油→水洗→除銹→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→鈍化→電泳涂裝→槽上清洗→超濾水洗→烘干→下線。

(2)被涂物的底材及前處理對(duì)電泳涂膜有極大影響。鑄件一般采用噴砂或噴丸進(jìn)行除銹，用棉紗清除工件表面的浮塵，用80#~120#砂紙清除表面殘留的鋼丸等雜物。鋼鐵表面采用除油和除銹處理，對(duì)表面要求過高時(shí)，進(jìn)行磷化和鈍化表面處理。黑色金屬工件在陽(yáng)極電泳前必須進(jìn)行磷化處理，否則漆膜的耐腐蝕性能較差。磷化處理時(shí)，一般選用鋅鹽磷化膜，厚度約1~2μm，要求磷化膜結(jié)晶細(xì)而均勻。

(3)在過濾系統(tǒng)中，一般采用一級(jí)過濾，過濾器為網(wǎng)袋式結(jié)構(gòu)，孔徑為25~75μm。電泳涂料通過立式泵輸送到過濾器進(jìn)行過濾。從綜合更換周期和漆膜質(zhì)量等因素考慮，孔徑50μm的過濾袋最佳，它不但能滿足漆膜的質(zhì)量要求，而且解決了過濾袋的堵塞問題。

(4)電泳涂裝的循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)量的大小，直接影響著槽液的穩(wěn)定性和漆膜的質(zhì)量。加大循環(huán)量，槽液的沉淀和氣泡減少;但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的穩(wěn)定性變差。將槽液的循環(huán)次數(shù)控制6~8次/h較為理想，不但保證漆膜質(zhì)量，而且確保槽液的穩(wěn)定運(yùn)行。

(5)隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，陽(yáng)極隔膜的阻抗會(huì)增加，有效的工作電壓下降。因此，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)電壓的損失情況，逐步調(diào)高電源的工作電壓，以補(bǔ)償陽(yáng)極隔膜的電壓降。

(6)超濾系統(tǒng)控制工件帶入的雜質(zhì)離子的濃度，保證涂裝質(zhì)量。在此系統(tǒng)的運(yùn)行中應(yīng)注意，系統(tǒng)一經(jīng)運(yùn)行后應(yīng)連續(xù)運(yùn)行，嚴(yán)禁間斷運(yùn)行，以防超濾膜干枯。干枯后的樹脂和顏料附著在超濾膜上，無法徹底清洗，將嚴(yán)重影響超濾膜的透水率和使用壽命。超濾膜的出水率隨運(yùn)行時(shí)間而呈下降趨勢(shì)，連續(xù)工作30~40天應(yīng)清洗一次，以保證超濾浸洗和沖洗所需的超濾水。(7)電泳涂裝法適用于大量流水線的生產(chǎn)工藝。電泳槽液的更新周期應(yīng)在3個(gè)月以內(nèi)。以一個(gè)年產(chǎn)30萬份鋼圈的電泳生產(chǎn)線為例，對(duì)槽液的科學(xué)管理極為重要，對(duì)槽液的各種參數(shù)定期進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)槽液進(jìn)行調(diào)整和更換。一般按如下頻率測(cè)量槽液的參數(shù):電泳液、超濾液及超濾清洗液、陰(陽(yáng))極液、循環(huán)洗液、去離子清洗液的PH值、固體含量和電導(dǎo)率每天一次;顏基比、有機(jī)溶劑含量、試驗(yàn)室小槽試驗(yàn)每周2次。

(8)對(duì)漆膜質(zhì)量的管理，應(yīng)經(jīng)常檢查涂膜的均一性和膜厚，外觀不應(yīng)有針孔、流掛、橘皮、皺紋等現(xiàn)象，定期檢查涂膜的附著力、耐腐蝕性能等物理化學(xué)指標(biāo)。檢驗(yàn)周期按生產(chǎn)廠家的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，一般每個(gè)批次都需檢測(cè)。

電泳涂裝及水性漆的運(yùn)用，標(biāo)志著涂裝工業(yè)的一項(xiàng)重大進(jìn)步

電泳涂裝漆膜常見缺陷主要有漆膜粗糙、針孔、花斑、陰陽(yáng)面、縮孔、失光、水痕等，造成這些缺陷的原因往往不是單一的因素。表1為電泳涂裝常見及其防治方法。

表1 電泳涂膜常見缺陷及防治方法