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简述电泳涂装业
简述电泳涂装业
概述
电泳涂装技术研究起于一百多年前，基于人们对金属表面防腐防锈要求的不断提高而相关表面处理工艺技术又不能较好地解决这种需求的压力下，而被逐渐研制开发。直到60年代才由XX汽车公司研制开发成功阳极电泳漆。其最早应用于汽车公司的涂装线，随着阳极电泳漆生产使用，日渐暴露其漆膜中包含有金属离子造成抗蚀性差的缺陷，因而，高抗蚀性的阴极电泳漆于七十年代被开发成功，并被人们等认可并大力推广应用。之后，电泳技术发展日新月异，产品品种由环氧型树脂型发展到丙烯酸型及聚氨脂型。产品的保护品种也由汽车行业引申到自行车、摩托车及家电、轻工饰品行业，如：空调、彩电、洗衣机、摩托车、眼镜、锁具、灯具及饰品、发夹、领带夹及各个金属行业以及铝材表面防锈行业。电泳涂漆之优势
1、在很凹的部位，即可形成完成均匀之保护膜，并可利用调整不同之操作电压，即可控制镀层的厚度，达到极高的防腐性，并消除了电镀过程中的厚薄不均电极效应，同时也消除了喷漆过程中的结皮、泪痕之故障。
2、涂料利用率高达95%，与喷漆法相比，减少了材料的浪费。
3、以水作溶剂，免除了火灾危险，也大大降低了水处理及空气污染，安全性提高，减少了环保设备费用。
4、可减少贵金属镀层厚度，仍可维持及超越原来镀层寿命，用彩色漆可取代镀金，大大降低了生产成本。
5、生产性高，生产时间缩短。金属表面处理、电镀、皮膜等，完成后携带大量水，传统喷涂方法要先行烘干再生产，费时而且浪费能源，而电泳可连续作业，易于大量及自动化生产。
电泳漆之工作原理
电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。
它包括四个过程：
1、电解（分解）
在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子OH，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2O→OH+H2、电泳动（泳动、迁移）
阳离子树脂及H+在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。
2、电沉积（析出）
在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。
3、电渗（脱水）
涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。
不同类型之电泳漆之工艺路线及原因
（一）环氧型电泳漆 此类电泳漆主要用于大型工业企业，对防腐抗锈要求较高，品种有黑、灰、红、黄等各种颜色，主要用于汽车工业、自行车行业、摩托车行业、家电行业等，电泳漆膜为不透明色。
1、工艺路线
上挂→预清洗→脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→水洗→表调→磷化→水洗→水洗→纯水洗→纯水洗→电泳→回收→回收→纯水洗→纯水洗→进烘箱→下挂
2、各工位之作用
(1)预清洗：清除金属碎骨及焊渣，消除磷化及潜在的尘埃源。
(2)脱脂：有效的清洗分散及除掉工件表面的矿物油、润滑剂及冲压拉延油，提高磷化效果及减少带入电泳膜及电泳涂膜烘干时翻边及焊缝处易引起的缩水污染物。
(3)热水洗：有效处理工件表面的遗留碱膜。
(4)酸洗：除锈及活化金属表面。
(5)表调：调整表面，以形成疏密均匀之磷化膜。
(6)水洗及纯水洗：充分水洗，避免前道工序之酸、碱及盐份带入槽污染漆槽，影响漆膜。纯水电导率小于5μs。
(7)电泳：在计量好电压及时间下，形成电泳膜。
(8)纯水回收：回收水洗，减少漆液浪费，回收降低生产成本。
(9)烘烤：使漆膜在高温160℃～180℃下熟化，固化。
（二）丙烯酸及聚氨脂电泳漆１、工艺路线 上挂→有机溶剂除蜡→超声波除蜡→热水洗→阴极除油→阳极除油→酸洗→冲击镍（不锈钢）/预铜（锌压件）→酸铜→亮镍→闪银此工艺主要针对装饰性工件，要求外观漂亮及较少防腐性的轻工业产品，例如：眼镜、打火机、锁具、灯具、文具、文体用具及饰品发夹行业，此电泳漆膜为透明色，与各种色浆搭配，在各个电镀工艺中均可达到五颜六色之鲜艳效果，此工艺在国内已被大量推广应用。２、各主要部位之作用(1)前处理：彻底地前处理，可预先解决电镀中80%～90%的故障。(2)预冲镍：消除不锈钢制品之不良结合力。(3)预铜：消除锌压铸件之起泡现象。(4)镍：与各种色浆配套，可电泳出：暗色的金色、黄铜色、红铜色、黑铜色、仿古铜色、黑镍色、蓝色、红色、紫红色、黄色、绿色等各类颜色。(5)闪银：与各种色浆配套，可电泳出各种鲜艳的颜色。如：纯金色、24K金色及黄铜、鲜红、仿古铜、黑镍等五颜六色。透明电泳漆与彩色电泳漆之比较底材 表面处理透明电泳彩色电泳
工序 时间工序 时间
锌合金 镀青铜 前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—透明电泳 45分 前处理—青铜色电泳漆 6分
锌合金 仿古青铜 前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—黑镍—打磨—透明电泳 45分 前处理—浸黑—打磨—青铜色电泳漆 8分
铁 镀青铜 前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—透明电泳 35分 前处理—镀锌—青铜色电泳漆 15分
青铜 薄镀金 前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—透明电泳 25分 前处理—红色电泳漆 6分
铁 薄镀金 前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—透明电泳 20分 前处理—镀镍—薄镀银—金色电泳漆 10分
铝合金 镀青铜 前处理—青铜色电泳漆 6分
铝合金 镀金 前处理—金色电泳漆 6分
五、电泳漆设备要求及性能指针
（一）电泳漆槽１、小电泳槽（透明型）：可用PP或PVC即可，但要备有冷却、加热槽及过滤循环系统。２、大槽（环氧型）：铁制
衬里，用PVC或玻璃钢作内壁，设有溢流槽，并有阳极隔膜管套。工件→阳极距离为30～37cm 工件→底部高度为45cm ３、带有循环泵：要求8～10次/小时，滤芯为50um作用之下（１）保证槽液均匀混合，防止色浆料在槽中或工件上沉积；（２）进行过滤，以除去颗粒尘埃及油；（３）经过热交换器冷却槽液，以除去涂装电解及泵运行机械所产生的热能。
（二）整流器１、大槽一般为250V，550V，电流以每挂面积以0.16A/m2计算，电源起动时电压分两段提升0～50伏及50伏～所需电压，时间应为7～10秒。２、小槽一般为50V，20A即可。
（三）阴极部分１、小槽：一般用316不锈钢板即可，阴阳极比为小于4：1。２、大槽：一般要用阳极隔膜，阳极液为醋酸调整，阳极电导率一般控制为70～100us。
（四）超滤系统主要目的为清除电泳漆工作液中杂质离子及有效闭路中带入的阳离子及阴离子污染源，保证漆液稳定及漆膜完整。小槽超滤量：一般为4～30升/小时 大槽超滤量：一般为50～100升/小时
六、电泳漆之维护及故障处理１、电泳漆之维护（１）纯水水质要求在5us以下；（２）槽液液温控制在25℃～26℃之间（用冰或冷动机）；（３）进槽要清洗干净，不要将酸、碱带入槽中；（４）电泳漆要凉干然后进烘箱，烤温不要升温太快。２、电泳漆故障及处理方案 问题 原因 对策
膜厚不足 固体份低电压低温度低 提高固体份提高电压提高温度
漆膜过厚 工作周围循环不好固体份高温度高电导率高电压高 通常因泵、过滤器及喷嘴阻塞而致降低固体份降低温度提高超滤液的排放量降低电压
水迹 纯水不干净温度过高固体份过高 换新纯水降低温度加漆
起泡 工件表面不洁净 充分水洗
漆膜外观不丰满 颜基比过高 减少颜料补加，增加树脂含量
槽液面泡沫 进气、漏气溢流槽液面过低 检查管道及泵是否泄漏降低液面高度
涂膜粗糙 颜料份高电导率高 减少色浆，增加树脂超滤降低电导率
针孔 槽液温度低电导率过高 升高槽液温度 超滤，降低电导率
漆膜不均匀、破裂 槽液温度低电压高电导率高 降低温度降低电压超滤，降低电导率斑纹、地图斑痕 底材表面污染 检查金属预处理检查磷化
漆迹 清洗不够 增加清洗
凹孔、缩孔 杂质污染颜料份低 清除工件上的杂质补加色浆
钢模板电泳涂装技术
摘要：金属的腐蚀与保护越来越受到人们的关注。本文试就武钢金属结构厂钢模板电泳 涂装这一防腐新技术的运用，对电泳涂装的若干因素进行简要介绍，实践表明，钢模板经过 电泳涂装，其防腐性能优良，深受用户欢迎，经济效益显著。
一、前言
钢模板，又称盒子板、模板。钢模板是建筑行业普遍使用的一种工具材料。以钢模板替代木质跳板进行砼施工，不仅使用方便，施工速度快，质量好，而且成本低，效益高。由于钢模板与砼直接接触，就会产生所谓电化学腐蚀，降低模板精度，影响工程质量。以往钢模板防腐多采用喷涂或刷涂油漆，弊病很多。例如，模板阴面筋板焊接结合部不易涂装，漆膜外观差，其附着力，耐冲击等技术指标都较低，且工人劳动强度大，施工速度慢，油漆浪费严重。
1979年武钢金属结构厂试制涂装钢模板获得成功。1980年建成国内第一条钢模板
涂装生产流水线。这条生产线投产以来，不仅产品质量得到极大提高，而且产量也逐年增加，现已达年产5000t，社会效益及经济效益较好。
二、钢模板电泳涂装基本原理
所谓电泳涂装，是将被涂物（钢模板）浸渍在水溶性涂料中作为阳极（阳极电泳），另设一与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。电泳涂装必须使用电泳漆，电泳漆通常又称水溶性涂料，电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释，才能使用。电泳涂装一般包括四个同时进行的过程：
1、：在直流电场的作用下，正，负带电胶体粒子向负，正方向运动，也称泳动。
2、电解：电极上分别进行着氧化还原反应，反而在电极上形成氧化与还原现象。
3、电沉积：由于作用，移至阳极附近的带电胶体粒子在模板表体放出电子，而呈不溶状态沉积，析出的现象，此时漆膜形成。
4、电渗：在电场作用下，固相不动，而液相移动的现象。电渗作用使漆膜内所含水份逐渐被排到涂膜外，最后形成几乎连电流也通不过去，含水率极低，电阻相当高的致密漆膜。
5、铁红环氧电泳漆为例：该电泳漆系改性环氧树脂，丁醇，乙醇胺，滑石粉，铁红的物质组成，电泳漆与蒸馏水混合后，在直流电场的作用下，即分离成带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，并进行一系列复杂的物理化学胶体化学，电化学变化过程。
三、工艺过程
1、钢模板涂装工艺流程
除油、除锈→水冲→水洗→干燥→电泳上膝→水冲→烘干→喷商标→包装→出厂。
2、对工艺流程的说明
除油、除锈：采用二合一法，即除油、除锈一步法，溶液本厂自配。
水冲、水洗：其目的在于去掉模板表面的酸碱残留物。水洗时，最好采用常流水。电泳上漆：这是工艺的目的和核心。电泳槽内的电流、电压、固成份含量、PH值、电泳温度速度以及电泳槽附加设备的正确使用，是决定电泳上漆成败的关键。
烘干：钢模板电泳上漆后必须烘干。烘干箱工作温度为160-180℃，烘烤时间为30分钟。
电泳涂装所需的主要设备。各种水槽，电泳槽，通道式烘干箱，机械传动系统，电气 控制系统，漆液和漆膜设备，如电导仪，附着力测定仪等。
3、质量检测与控制
（1）漆液浓度
电泳漆与蒸馏水混合后，其浓度应达到10%-15%，浓度过高，漆膜流平性欠佳，易出现桔皮等缺陷。浓度过低，漆膜变薄，易出现针孔现象。
（2）电压
电泳电压一般应控制在60V左右。电压升高，沉积量增加，漆膜变的粗糙，形成桔皮，电压过低，漆膜甚簿，甚至泳不上漆。
（3）PH值
一般漆液PH值在8-9时均能得到满意的漆膜。PH值过低，电泳槽内脉冲电流密度降低，从而造成模板局部无漆，形成花脸，PH值过高，会造成湿膜再溶解，使漆膜变簿，影响涂装质量。调整槽液的PH值有多种方法，我们选择了阴极罩法。阴极罩是将阴极板装在一个帆布袋内，袋用钢丝架支撑着，袋内装满蒸馏水。电泳时，胺的正离子和漆液中带正电荷的杂质离子(如水中的Ca﹢﹢、Mg﹢﹢)均可通过帆布进入阴极罩内，并在阴极放电。更换罩内蒸馏水，就可将杂质除去。
（4）电泳时间
电泳漆膜的厚度一般是随着电泳时间的增加而增加的，但是，当电泳时间到达一定点后，漆膜厚度就不再增加，其原因就是漆膜在达到一定厚度时产生绝缘。故采用处长电泳时间使漆膜增厚是行不通的，而且由于耗电增加，在经济上是不合算的。电泳时间一般有3min即可。
（5）电导率
电泳漆工作液的导电能力，通常用电导率表示。漆液的电导过低，漆膜不易形成；电导过高，造成漆膜外观粗糙。对同一种涂料而言，对漆液电导影响最大的因素是漆液中杂质离子的存在。因此，一定要通过控制杂质含量，保持电导率的正常值。
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