電泳涂裝設(shè)備

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。目前在工業(yè)上較為廣泛采用的是直流電源定電壓法的陽(yáng)極電泳。

電泳涂裝的設(shè)備是由電泳槽、攪拌裝置、涂料過濾裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置、涂料管理裝置、直流電源裝置、電泳涂裝后的水洗裝置、超濾裝置、烘烤裝置、備用罐等組成。

1.槽體

根據(jù)工件的輸送方式不同，槽體分為船形槽和矩形槽兩種形式，一般船形槽適于連續(xù)通過式電泳涂裝生產(chǎn)線，矩形槽適于間歇垂直升降式電泳涂裝生產(chǎn)線。

2.循環(huán)攪拌系統(tǒng)

循環(huán)攪拌系統(tǒng)分內(nèi)、外兩部分循環(huán)。作用是保證整個(gè)電泳槽內(nèi)漆液成分和溫度的均勻，防止漆液顏料沉淀。

3.電極裝置

電極裝置由極板、隔膜罩及輔助電極組成。

4.溫度控制系統(tǒng)

一般電泳涂裝的溫度在20~30度，在氣溫較高或連續(xù)生產(chǎn)時(shí)漆液溫度會(huì)明顯上升，為保證漆膜的質(zhì)量，須對(duì)漆液進(jìn)行冷卻，可采用循環(huán)地下水冷卻，冷卻塔冷卻或冷凍機(jī)強(qiáng)制冷卻。在氣候寒冷的冬季則需要升溫加熱熱交換器有夾套、蛇形管、平板式及列管式多種，險(xiǎn)夾套結(jié)構(gòu)外，其他的熱交換器均可借助外循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)泵，使漆液通過熱交換器進(jìn)行冷卻或加熱。

5.涂料補(bǔ)給裝置

補(bǔ)給裝置由補(bǔ)漆槽、電動(dòng)攪拌器、過濾器及輸液泵等組成，設(shè)置在電泳槽附近，用管道、閥門與電泳槽相連接。

6.通風(fēng)系統(tǒng)

對(duì)于連續(xù)通過式電泳槽，可采用頂部通風(fēng)裝置，由抽風(fēng)罩、離心風(fēng)機(jī)、排風(fēng)管等組成。對(duì)于垂直升降式電泳槽，一般只能采用槽邊抽風(fēng)方式。

7.供電裝置

接地方式:有陰極接地和陽(yáng)極接地兩種，陽(yáng)極接地又可分為電極接地和槽體接地兩種方式。

通電方式:電泳通電方式有工件通電入槽和入槽后通電兩種方式。

工件經(jīng)電泳涂裝后，離開電泳槽時(shí)會(huì)帶出未經(jīng)電沉積的漆液，必須用水將其沖洗干凈，否則會(huì)使漆膜粗糙，甚至?xí)鹨殉练e漆膜的"再溶解"，使涂膜防護(hù)性變差。

水洗方式可分為直接清洗、單級(jí)循環(huán)清洗和多級(jí)循環(huán)清洗等方式。

電泳涂裝后水洗設(shè)備有浸漬式和噴淋式兩種形式，有時(shí)將這二種形式結(jié)合，以提高效率。

電泳涂裝超濾系統(tǒng)是維護(hù)電泳槽液穩(wěn)定，提高涂裝質(zhì)量，降低環(huán)境污染的極為重要的環(huán)節(jié)。它是將超濾器(UF)與電泳槽及電泳后水洗設(shè)備組成一個(gè)封閉的水循環(huán)沖洗系統(tǒng)，可分為單級(jí)、二級(jí)或多級(jí)水沖洗系統(tǒng)，單級(jí)循環(huán)沖洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但只適用于批量較小的生產(chǎn)線，一般采用多級(jí)循環(huán)沖洗系統(tǒng)。

電泳涂裝的原理發(fā)明于是20世紀(jì)30年代末，但開發(fā)這一技術(shù)并獲得工業(yè)應(yīng)用是在1963年以后，電泳涂裝是近30年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種特殊涂膜形成方法，是對(duì)水性涂料最具有實(shí)際意義的施工工藝。具有水溶性、無(wú)毒、易于自動(dòng)化控制等特點(diǎn)，迅速在汽車、建材、五金、家電等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

電泳涂裝設(shè)備可以分為連續(xù)通過式和間歇垂直升降式兩大類，連續(xù)通過式電泳設(shè)備組成流水生產(chǎn)線，適于大批量涂裝生產(chǎn)，在工業(yè)上應(yīng)用很廣;而間歇垂直升降式，初始形式是采用單軌電葫蘆，用人工控制，適用于批量較小的涂裝作業(yè)。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展很快，用微機(jī)控制垂直升降的程控小車已在涂裝生產(chǎn)線獲得應(yīng)用，它同連續(xù)通過式電泳設(shè)備相比，同樣批量的生產(chǎn)線長(zhǎng)度顯著縮短，而且具有靈活變化各工藝過程的優(yōu)點(diǎn)，備受人們的關(guān)注。

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(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。

1、電壓

電泳涂裝采用的是定電壓法，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，易于控制。電壓對(duì)漆膜的影響很大;電壓越高，電泳漆膜越厚，對(duì)于難以涂裝的部位可相應(yīng)提高涂裝能力，縮短施工時(shí)間。但電壓過高，會(huì)引起漆膜表面粗糙，烘干后易產(chǎn)生"橘皮"現(xiàn)象。電壓過低，電解反應(yīng)慢，漆膜薄而均勻，泳透力差。電壓的選擇由涂料種類和施工要求等確定。一般情況下，電壓與涂料的固體分及漆溫成反比，與兩極間距成正比。鋼鐵表面為40~70V，鋁和鋁合金表面可采用60~100V，鍍鋅件采用70~85V。

2、電泳時(shí)間

漆膜厚度隨著電泳時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但當(dāng)漆膜達(dá)到一定厚度時(shí)，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，也不能增加厚度，反而會(huì)加劇副反應(yīng);反之，電泳時(shí)間過短，涂層過薄。電泳時(shí)間應(yīng)根據(jù)所用的電壓，在保證涂層質(zhì)量的條件下，越短越好。一般工件電泳時(shí)間為1至3分鐘，大型工件為3至4分鐘。如果被涂物件表面幾何形狀復(fù)雜，可適當(dāng)提高電壓和延長(zhǎng)時(shí)間。

3、涂料溫度

涂料溫度高，成膜速率快，但漆膜外觀粗糙，還會(huì)引起涂料變質(zhì);溫度低，電沉積量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工過程中，由于電沉積時(shí)部分電能轉(zhuǎn)化成熱能，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械摩擦產(chǎn)生熱量，將導(dǎo)致涂料溫度上升。一般漆液溫度控制在某些方面15~30℃。

4、涂料的固體分和顏基比

市售的電泳涂料的固體分一般為50%左右，施工時(shí)，需用蒸餾水將涂料固體分控制在10%~15%。固體含量太低，漆膜的遮蓋力不好，顏料易沉淀，涂料的穩(wěn)定性差。固體分過高，粘度提高，會(huì)造成漆膜粗糙疏松，附著力差。一般顏基比為1比2左右，高光澤電泳涂料的顏基比可控制在1比4。由于實(shí)際操作中，涂料的顏料量會(huì)逐漸下降，必須隨時(shí)添加顏料分高的涂料來(lái)調(diào)節(jié)。

5、涂料的PH值

電泳涂料的PH值直接影響槽液的穩(wěn)定性。PH值過高，新沉積的涂膜會(huì)再溶解，漆膜變薄，電泳后沖洗會(huì)脫膜。PH值過低，工件表面光澤不一致，漆液的穩(wěn)定性不好，已溶解的樹脂會(huì)析出，漆膜表面粗糙，附著力降低。一般要求施工過程中，PH值控制在7.5~8.5之間。在施工工程中，由于連續(xù)進(jìn)行電泳，陽(yáng)離子的銨化合物在涂料中積蓄，導(dǎo)致PH值的上升。可采用補(bǔ)加低PH值的原液，更換陰極罩蒸餾水，用離子交換樹脂除去銨離子，采用陽(yáng)極罩等方法降低PH值。若PH值過低時(shí)，可加入乙醇銨來(lái)調(diào)節(jié)。

6、涂料電阻

被涂物件從前一道工序帶入電泳槽的雜質(zhì)離子等引起涂料電阻值的下降，從而導(dǎo)致漆膜出現(xiàn)粗糙不均和針孔等弊病。在涂裝施工中，需對(duì)涂料進(jìn)行凈化處理。為了得到高質(zhì)量涂膜，可采用陰極罩設(shè)備，以除去銨及鈣、鎂等雜質(zhì)正離子。

7、工件與陰極間距離

距離近，沉積效率高。但距離過近，會(huì)使漆膜太厚而產(chǎn)生流掛、橘皮等弊病。一般距離不低于20cm。對(duì)大型而形狀復(fù)雜的工件，當(dāng)出現(xiàn)外部已沉積很厚涂膜，而內(nèi)部涂膜仍較薄時(shí)，應(yīng)在距離陰極較遠(yuǎn)的部位，增加輔助陰極。

(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(lái)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(lái)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)。