阴极电泳涂装原理
阴极电泳涂料涂装原理简介
一、电泳涂料成膜原理
1.涂料工作原理
电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电泳涂装属于有机涂装，利用电流沉积漆膜，其工作原理为“异极相吸”。
电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。采用直流电源，金属工件浸于电泳漆液中。通电后，阳离子涂料粒子向阴极工件移动，阴离子涂料粒子向阳极工件移动，继而沉积在工件上，在工件表面形成均匀、连续的涂膜。当涂膜达到一定厚度（漆膜电阻大到一定程度），工件表面形成绝缘层，“异极相吸”停止，电泳涂装过程结束。整个电泳涂装过程可以概括为以下四个步骤：
●电解：水的电解
●电泳：带电的聚合物分别向阴极或阳极泳动的过程
●电沉积：带电的聚合物分别在阴极或阳极沉积的过程
●电渗：沉积的电泳涂膜收缩、脱去溶剂和水，形成均匀致密的湿膜
电极附近主要的化学反应如下表所示：
反应过程图如下所示：
在电场作用下，涂料粒子向阴极移动（电泳），由于受到阴极附近碱扩散层（OH -）的影响，涂料粒子在阴极聚结（电沉积）。槽液的流动影响扩散层，流动速率高，扩散层薄，流动速率低，扩散层厚。刚沉积的湿膜含有大量水分，由于电流的影响，会发生部分脱水，使湿膜不挥发份达到80%（电渗）。脱水后湿膜牢牢黏附在底材上，通常的清洗不能洗脱。由于边缘电流密度高，电泳过程首先发生在这些区域。如下图所示：
2.电沉积类型
●阳极电沉积（AED）
阳极电泳涂装，金属工件为阳极，吸引漆液中带负电荷的涂料粒子，电沉积时，少量的金属离子（阳极氧化）迁移到涂膜表面，对涂膜的性能造成影响。阳极电泳涂料主要用于对耐蚀性要求较低的工件，是经济型涂料。
●阴极电沉积（CED-cathodic electro deposition）
阴极电泳涂装，金属工件为阴极，吸引漆液中带正电荷的涂料粒子，由于被涂工件是阴极而非阳极，进入涂膜的金属离子大大减少，从而提高了漆膜性能。涂膜优良，具有优异的耐蚀性能。
二、电泳涂装过程
整个电泳涂装过程可分为四个部分：
●前处理
●电泳
●后冲洗
●烘干
整个体系流程如下图所示：
工件脱脂后，经过表调、磷化，使表面形成一层均匀致密的磷化膜为进入电泳槽作准备。
进入槽液，在工件和对应电极间通直流电。在电场作用下，涂料粒子被吸附到工件上并在表面沉积。漆膜达到一定厚度，电泳停止。此时把工件从槽中取出，经后冲洗冲洗掉浮漆，最后送入烘箱固化。
1．前处理
金属工件经脱脂，酸洗除锈（若必要），表调，磷化处理为下一步电泳做准备的过程称为前处理。为了获得良好的电泳涂膜，清洗和磷化都是非常重要的环节。磷化通常采用铁系和锌系磷化液，处理工艺包括喷淋和浸渍。主要适用于钢铁底材。
前处理简单步骤可表示如下（钢铁件为例）：
预脱脂→脱脂→水洗→除锈（如有必要）→去离子水洗→表调→磷化→去离子水洗
2．电泳
工件经前处理后进入电泳槽液，工件入槽前状态必须保证工件表面无油无锈，磷化膜均匀工件表面温度应在40℃以下，进入电泳槽前工件应全干或全湿，干湿不匀可导致漆膜产生花纹或斑痕。
电泳槽系统各部件及其作用：
●直流电源（整流器）—提供直流电，使电沉积得以进行。
●主循环系统—包括循环泵、喷射管以及过滤器，保证槽液混合均匀，同时去除槽液中
颗粒污染物及杂质。
●超滤系统—控制槽液电导率，提供后清洗工件的超滤液，并回收浮漆。
●热交换器—控制槽液温度。
电泳槽相关系统的控制：
3.后冲洗
工件从超滤液出来后，利用超滤液冲洗掉黏附在漆膜表面的浮漆，浮漆可以回收到槽液中，使漆液利用率提高，同时保证了漆膜光滑、美观。通过循环系统，清洗液也回收到槽液中，从而使涂装效率达到95%以上。
采用封闭式循环清洗，可以有效去除和回收浮漆，使漆液利用率最大。通过超滤得到的超滤液（含有去离子水、溶剂等低分子量物质）是构成清洗液的最重要的组成部分。
清洗区包括一系列单独的喷淋清洗间或浸渍清洗间。前几道采用超滤液清洗，最后一道采用新鲜去离子水清洗。每道清洗之间都有足够的排液时间。经过最后一道冲洗后，可回收几乎所有的被洗出物。大部分电泳涂装线在工件进入烘房前，利用自动空气吹干机除去漆膜表面的水分，防止水迹产生。
4.烘干固化
清洗吹干后，工件进入烘房，漆膜通过交联固化达到最佳性能。不同的电泳涂料所用的烘烤温度不同，在指定工艺温度下，通常至少需要20min的烘烤时间。大部分烘房设有不同的温度区。这种设计有利于工件通过不同温度区，逐步去除挥发性物质，防止溶剂斑和水迹产生，使漆膜达到最佳流平，得到外观优良的漆膜。
三、阴极电泳涂料（CED）基本参数
1.基本物理参数
●电压（V）
●电泳时间：电泳时间越长，泳透率越高。
●槽液温度（℃）：通常为28-32℃
●电量大小（库仑）：电量（Q）=电流（I）×时间（t）
●库仑效率：每克干漆膜所消耗的电量。该值与树脂中和度和电泳涂料配方有关。
库仑效率=电量（库仑）/干漆膜（g）或库仑效率=干漆膜（g）/电量（库仑）
●电流密度：每平方厘米漆膜消耗的电流（A）
电泳初期，工件外表面的电流密度比内腔的大的多，随着电泳过程的进行，外表面漆膜逐渐增厚，电阻增大，绝缘程度增加，这部分电流密度逐渐减小，内腔电流密度逐渐增加，
电沉积在工件内腔进行。由于工件边缘的电场强度较高，电流密度较大，电沉积首先发生在这些部位，随后才进入相邻区域。
电沉积发生在最低电流密度和最高电流密度之间，低于最低值，电沉积不能发生。最高临界电流密度约为10A/m2 ，与此相对应有一个断裂电压。低于断裂电压，电泳才能平稳进行，伴随一定量的气泡（电解水产生）。高于断裂电压，电解剧烈，气泡产生速度极快，将导致电泳过程完全失控，此时发生一连串的连锁反应：高电流引起漆膜温度急速升高，温度升高导致湿膜电阻下降，湿膜电阻下降又引起更高的电流密度，如此往复，最终得到外观极差的漆膜。
●湿膜电阻：不同电泳时间CED湿膜电阻（Ω）。随着电泳进行，膜厚增加，湿膜电阻
R N增加，电流量减少，如下图：
其影响因素有：漆液配方，其中溶剂、基料、颜料和助剂含量都会影响湿膜电阻大小。
●槽液电导：电阻倒数，1/R=西门子（S）
去离子水的电导率通常小于10μs/cm。槽液中的离子主要来自于主题树脂及研磨树脂被酸中和后产生的离子，槽液电导主要由这些离子产生，颜料本身产生的离子很少，因而槽液不挥发分越高，电导越高。
●槽液电阻：不同温度下槽液电阻。
●干膜厚度：单位μm。主要影响因素：
槽液温度
溶剂含量
槽液固体分
电泳电压
电泳时间
●泳透力：涂装工件凹陷内腔的能力，可通过法拉第盒来表示：
包含内腔的工件（阴极）与阳极之间建立电场，电泳首先在工件外表面开始。
进入内腔的孔洞越小，孔洞周围产生的电场线越密集。开始，电场线不可能进入工件内腔，内腔不存在电场，这就是法拉第盒。孔洞越大，盒子对内腔的屏蔽作用就越弱，电场就由可能在内腔建立，更多电场线将进入内腔。进入程度随其他一些因素例如电导升高，库仑效率降低而增加。
如果孔洞非常小，法拉第盒问题可以通过辅助阳极解决。
增加泳透力的因素有：
更长的电泳时间
工件屏蔽作用小，例如孔洞较多且大
施工电压高
库仑效率高（低C/g或高mg/C）
固体分含量高
CED湿膜电阻高（工件外表面电沉积在断时间内终止，电沉积可以更快进入内腔）CED槽液电导率升高
●槽液流动速率：电泳槽中槽液流动速率（m/s）
2.基本化学参数
●固体分（NV）：槽液固体分，包括基料、颜料及不挥发添加剂。
●pH
pH和MEQ表示槽液中H+（H3O+）浓度。相较之下，MEQ更能体现，因为它表示中和槽液中基料所需要的酸量。
R-NH2+ H+→ [RNH3]+
如果中和度不够（MEQ值太低，pH太高），树脂水溶性降低，可能引起涂料粒子聚结。
[RNH3]++ OH-→ R-NH2+ H2O
●电导：如前所述。中和酸的种类是影响电导的决定因素，酸越强，电导越高。
●MEQ：毫克当量（mmol消耗的酸或碱/100g树脂）。
有两种毫克当量，MEQ acid（mmolKOH/100g树脂）和MEQ base（mmol acid/100g树脂）。MEQ值与槽液中和度有关。中和度=MEQ acid/MEQ base。通常中和度在50%左右，树脂水溶性已经很好，中和度太高，酸度太高，对设备腐蚀较大。
●P/B（颜基比）：P/B=P/（NV-P）
●溶剂含量：影响膜厚及流平性。主要是助溶剂的影响，在电泳过程及CED湿膜形成
过程中有重要影响。它们可以在树脂胶束结构中存在，并可以随之电沉积在CED湿膜中。
助溶剂含量的提高降低了CED湿膜电阻，使膜厚增加，泳透力降低。助溶剂对MCT （最低聚结温度）影响很大。
●MCT：最低聚结温度，适合电泳的最低温度，此时可获得最佳CED湿膜。
助溶剂进入树脂胶束并且影响电泳过程。当施工电压一定时，电泳过程通常在18-32℃之间进行。温度与膜厚之间的关系如下图
低于MCT时，随着温度降低，湿膜厚度增加但疏松多孔，水电解产生的气泡多于涂料粒子的电沉积，树脂的流平性不佳。随着温度增加，膜厚减少，膜致密性增加。
高于MCT时，膜厚随温度增加而增加，膜致密性同时增强。最佳槽液温度通常高于MCT值3℃。而其中不溶于水的助溶剂决定MCT大小。如果不加助溶剂，随着时间
的推移，助溶剂逐渐减少，在这种情况下，MCT曲线向右移动。因此，可以调节助溶剂含量得到所需的最佳MCT，最佳槽液温度及最佳漆膜。
四、CED设备
电泳过程可简单表示如下图：
1.前处理设备
在CED主槽之前为前处理区好的前处理质量是获得具有优良耐蚀性和附着力漆膜的基础。通常，前处理包括脱脂、清洗、磷化三部分：
脱脂：主要目的是为了除去工件表面的矿物油、润滑油及冲压拉延油以及附着在金属表面的金属屑、灰尘、焊渣、它们是磷化和电泳潜在的尘埃源，可能引起涂膜外观的颗粒；注意脱
脂后的清洗效果。如脱脂不充分，一方面易产生黄锈，导致磷化不均匀；另一方面使磷化结晶变粗，涂膜外观变差，耐蚀性能下降。一般在无锈的情况下，可省去除锈工艺，有锈则用除锈剂去除。除锈后清洗干净，特别是夹缝、点焊缝等处易残留除锈剂（一般为无机酸）。表调剂由金属钛盐组成，它能沉积在工作上形成磷化膜的结晶中心。表面调整和表调效果的好坏，直接影响磷化膜的状态以及磷化膜的结晶大小。
磷化：磷化方式：浸渍型和喷淋型磷化膜特征：·外观：均匀、致密的灰色膜，无条纹、花纹式杂色斑痕·电泳失重：≤8%·结晶大小：5~10mm ·膜厚：2~5mm·P比：≥85％（喷淋型膜P比略低）
去离子水洗：清洗用循环去离子水，水质电导率≤100ms/cm新鲜去离子水洗的水质≤25ms/cm （最好10ms/cm以下）最后一道去离子水洗后的滴水电导率应≤30ms/cm 滴水取样法：离开最后一道水洗区后至下一道工序（风干或电源）间滴落的水，以判断工件的水洗状态。
磷化膜表面的磷化沉渣应尽可能地洗掉。
2.电泳槽
CED电泳涂装线包括漆液循环系统、阳极系统、超滤系统、清洗系统、加料系统以及直流电源等六大部分组成。
●漆液循环系统
●阳极系统
阳极系统由阳极槽、泵、阳极箱、极板、渗析膜、阳极液等组成。生产过程中主要针对阳极液的变化进行监控。阳极液规格：pH值:2~5（25℃）电导率：300-500ms/cm（25℃）外观：淡黄色透明液体。
阳极液变化及调整：
阳极液电导率太低：可能去离子水加多了，将引起膜不足，可用添加剂进行调整；电导率太高：将导致漆膜过厚，施工电压下降，
可排放部分阳极液及补加去离子水进行调节；
阳极液混浊：由阳极罩渗或阳极膜破裂导致，应进行检查，
关闭阳极罩，断电进行修理；
阳极液不流动：可能由于泵坏或管道及阀门堵塞引起，
应对系统进行净化；
阳极液“长毛”：由菌类形成，应用化学药品如H
2O
2
等进行杀毒和清洗。
●超滤系统
电泳漆超滤装置，系加压使电泳液通过由特殊材料制成的膜管，将漆中的树脂与水、溶剂以及溶解的金属杂质分离的过滤装置。超滤过程是连续相（水+ 溶液+ 包括染盐的溶解杂质）与分散相（树脂和色素）分离的过程，也可说是水相与机相的分离过程。水相因透过超滤膜故称“渗透液”渗透液含有一些溶剂、所有的水溶性离子杂质和一些低分子量的树脂。
超滤膜管内有很多支薄膜材料制成的小管。当电泳漆通过的这些小管时，部分水相透过这些小管，流出超滤机外，树脂和大部分流出滤管返回电泳漆槽。
用于电泳漆超滤机有四个功能：
1.迅速降低电导率
2.除去电泳漆工作液的杂质
3.加速新溶液熟化和控制工作液中的溶剂含量
4.电泳漆的回收利用
除杂是超滤机最有用，最主要的功能，因为大多污染物是以可溶性盐形成带入工作液的。它们危害工作液：大多数阴离子（尤其是氢氧化物和铬酸盐）易与漆形成沉淀物：阴离子会降低漆在工件表面的沉积速率并使漆外观变差。超滤机能有效除去这些污染物，起净化作用。电泳液不宜过量超滤。否则会损失电泳漆的主份和降低溶剂含量以及改变电泳漆的酸度。只有新配电泳漆时，才过量超滤，以除去过量溶剂和小分子合成物。
●清洗系统
1.槽上冲洗
?除去电泳漆膜表面附着的浮漆，保证涂膜外观
?工件（车身）露出电泳槽后要在1min内进行清洗
2.人工辅助冲洗（包括喷淋和浸渍冲洗）
3.清洁的去离子水清洗
●加料系统
为保证漆液中的固体份维持在正常范围，随着生产的进行，必须不断补入色浆和乳液。配漆系统亦称混漆系统，是由带搅拌器的混漆罐、高压供漆泵、供溶剂和供酸装置、漆液输送泵、过滤器、管路等组成。
●直流电源
整流器电压在0~400v之间连续可调；适用电压的1.5倍能力；电压脉冲幅度≤5％，最大不超过10％。每m2涂装面积的电流强度≤15A，最大20A。
电泳涂装时，可通过调节施工电压大小来控制漆膜厚度，达到一定厚度，工件表面形成绝缘层，电泳随之停止。
3.烘烤固化设备
被涂工件先在100℃下预烘烤约10min ，再加热到150-180℃（工件）下保持25-30分钟。固化时，封闭的异氰酸酯解封发生交联，漆膜由于封闭剂损失会发生部分收缩。烘烤效果：用MIBK（甲基异丁基酮）擦试，往复十次，擦布上应不染色，被擦的漆面不模糊失光，说明固化已充分。
五、检测项目
●槽液固体份测定（NV）
固体份是指电泳涂料在105℃时加热3小时后，剩余的干燥树脂和颜料份的百分含量。测
定方法如下:
1）称取约2g的槽液存于干燥洁净的小蒸发皿中，在105±5℃下，烘干3小时，称量。
2）计算: NV％＝（W2/W1）×100％
式中: NV％固体份值
W2烘干后残留物重量
W1样品起始称量
测定时，可取2～3个平行实验计算平均值。
●灰分和颜基比的测定
电泳涂装场合的颜基比是指电泳涂料、槽液或者涂膜中的颜料和基料（树脂）之比。颜基比的测定有溶剂法和测灰分法。电泳涂料所用的颜料，除碳黑外一般都是不燃性的无机颜料，因而常用测定灰分来算出颜料份，方法简便。
1)检测仪器和材料
①.坩锅和马福炉
②.恒温干燥箱
2)测定方法
①.称取定量（10g左右）的漆样或槽液样于已称量的坩锅中;
②.在110±5℃下烘干1小时，随后在200～250℃下烘1小时，再在400～450℃烘0.5小时，再升温至800℃煅烧0.5小时;
③.冷却后将坩锅重新称量;
④.计算:
灰分＝（C-A）×100/{（B-A）×（D/100）}
颜基比（P/B）＝（C-A）K/[ D（B-A）-（C-A）K]
式中:
A 坩锅的重量（g）
B 坩锅加试样重量（g）
C 煅烧后坩锅加试样重量（g）
D 漆样固体份（％）
K 为碳黑修正系数，在黑漆中K为1.15。
●pH值的测定
测定pH值，可采用一般pH计。测定前，先按pH计的说明书校准pH计。测定温度
控制在25℃。其中槽液、极液、超滤液、去离子水可直接取样测定，而乳液和色浆则必须先用去离子水稀释一倍后再测定。
●电导率的测定
电导率的测定可采用一般的电导仪测定。注意温度控制在25℃
六、阴极电泳涂料可能出现的问题及解决方案
HED系列阴极电泳涂料在施工过程中，尽管在规定的工艺参数下实施监控和管理，但由于各种相关条件的影响，仍存在出现问题的可能性。为了方便用户的使用，我们特把易发生的问题，产生的原因及解决方法列表如下：
七、阴极电泳涂料投槽方法及注意事项
1.单组分ST-2阴极电泳涂料投槽方法
投槽前需对设备进行调试，确认各设备运转正常，然后进行彻底清洗，消除油污、积垢等杂质。
ST-2阴极电泳涂料为单组分、高固体份（68%—70%）、高粘度阴极电泳涂料，投槽应采用加水逐步稀释的方法。
以4L电泳槽为例，配槽步骤如下：
●称取原漆1kg，置于干净的电泳槽内，另称取3kg的去离子水。
●缓慢向槽内加去离子水稀释，每加一次水均应充分搅拌，使得原漆与去离子水充分混
合均匀。每次加水量约为100—150ml左右。
当去离子水全部加完后，将槽液置于搅拌下，充分搅拌熟化24—48hr后进行涂装。
2. 双组分HED系列阴极电泳涂料投槽方法
●投槽前需对设备进行调试，确认各设备运转正常，然后进行彻底清洗，消除油污、积
垢等杂质。
●根据槽液配比(乳液：水：色浆=4：5：1)准备好物料，将去离子水加入到电泳槽中，
在搅拌状态下，加入乳液；
●在色浆中加入适量的水搅拌均匀，然后缓慢加入到电泳槽中，边加边搅拌；
●充分搅拌熟化24小时以上；检查测定槽液的各项指标:pH值、电导率、固体份。
3. 注意事项
在建浴完成后必须保证充分的熟化时间（以48hr为佳）。方可进行涂装。
电泳涂装及其原理
前处理电泳班工艺知识讲义 编制：王立维 校对：李立志
电泳工艺知识 电泳涂装时一种特殊的涂膜形成方法.仅使用于与一般涂料不同的电泳涂装专用的水性涂料.简称电泳涂料.它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极（或阴极）.在槽中另设置于相应的阴极（或阳极）.在两极间通直流电一定时间.在被涂上析出均一.水布溶的涂膜的一种涂装方法.根据涂物的极性和电泳涂料的种类.电泳涂装分为两种. 阳极电泳涂装法和阴极电泳涂装法 一.电泳原理 电泳涂装过程伴随着电解.电泳.电沉积.渗透等四种化学物理作用组合.形成涂膜. 二.电泳涂料的组成 树脂液.颜料浆.溶剂（-03.-04）PH值调节剂.去离子水. 三.电泳工艺流程 电泳槽—UF1—UF2—新鲜纯水洗—转挂—电泳烘干炉. 四.电泳各系统的工艺及工艺设备要求 电泳槽分为主槽和辅槽.槽液进主槽流向辅槽.电泳涂装的其它一切装置都为本槽服务. 工艺要求；1.PH：5.6—6.0 2.电导率950—1250us/cm
3.固体份：16—18％ 4.工作时间；2—4分钟 5.工作温度：30—32度 6.电泳的工作条件：分两段式供给：低压100—150V.时间 控制在30—40秒.高压230—300V.时间控制在150-160 秒. 7.阴极液PH值：2.0—4.0 电导率：100—300us/cm 工艺设备：电泳槽加料系统.制冷机组.循环过滤系统.阴极系统。超滤系统. UF1工艺参数及技术要求 工艺参数：PH：5.0—6.0 电导率600—100us／cm 喷射压力：0.1—0.2MP2 技术要求：1.检查过滤罐的进出口压力.当达到0.08—0.1MP2时更换过滤袋. 2.检查喷嘴的喷淋情况.定期更换. 四．电泳加料系统 设备作用：及时补加电泳漆材料.以保持电泳槽液的参数稳定及特殊情况及时调整. 工艺要求：补加完后用少量纯水冲洗管路和泵件.以免泵被堵塞.
电泳设备基本原理
电泳设备基本原理
阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流 电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移 动，并堆积在阴极上，这便是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。电泳涂装是一 个很杂乱的电化学反响，一般以为至少有电解、电泳、电堆积、电渗这四种效果 一起发作。 1、 电解
任何一种导电液体在通电时发作分化的现象，如水的电解 能分化成 H2 和 O2。 2、 电泳
在导电介质中，带电荷的胶体粒子在电场的效果下向相反电极移动的现 象，如阴极电泳中带正电荷的胶体粒子（R3N H）夹藏和吸附颜料粒子由电泳进 程移向阴极。 3、电堆积
漆粒子在电极上的堆积现象。电堆积的第一步是 H2O 的电化学分化，这一 反响至使在阴极外表区发作高碱性（OH）界面层，当阳离子（树脂和颜料）与 OH 反响变成不溶性时，就发作涂膜的堆积。 4、电渗
刚堆积到被涂物外表的涂膜是半浸透的膜，在电场的继续效果下，涂膜内 部所含的水分从涂膜中渗分出来移向槽液，使涂膜脱水，这种现象称电渗。电渗 使亲水的涂膜变为涂膜，脱水而使涂膜细密化。
制造进程 它包含四个进程：
1 ）电解（分化） 在阴极反响开始为电解反响，生成氢气及氢氧根离 子 OH ，此反响构成阴极面构成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根效果成为 不溶于水的物质，涂膜堆积，方程式为：H2O→OH+H 2 ）电泳动（泳动、搬迁）阳离子树脂及 H+ 在电场效果下，向阴极移动， 而阴离子向阳极移动进程。 3 ）电堆积（分出） 在被涂工件外表，阳离子树脂与阴极外表碱性效果， 中和而分出不堆积物，堆积于被涂工件上。 4 ）电渗（脱水） 涂料固体与工件外表上的涂膜为半透明性的，具有大都 毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场效果下，引起涂膜脱水，而涂膜则 吸附于工件外表，而完结整个电泳进程。
工艺特色 电泳外表处理工艺的特色： 电泳漆膜具有涂层饱满、均匀、平坦、润
滑的长处，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击功能、浸透功能显着优于其它 涂装工艺。
（1）选用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了很多有机溶剂，大大下降了 大气污染和环境危害，安全卫生，一起避免了火灾的危险；
（2）涂装功率高，涂料丢失小，涂料的利用率可达 90%～95%； （3）涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、洼陷、 焊缝等处都能取得均匀、滑润的漆膜，处理了其他涂装办法对杂乱形状工件的涂
阴极电泳涂装系统中的阳极系统
阴极电泳涂装系统中的阳极系统 对阴极电泳涂装工艺而言，若要在生产过程中获得优质的电泳漆膜，必须确保槽液pH值和电导率的稳定。而在阴极电泳涂装工艺中，阳极系统正是扮演稳定槽液pH值和电导率的角色。 阴极电泳的阳极反应 通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。阴极电泳涂装的阳极系统如图1。 在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。 这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。 阳极单元 电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。
阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。阳极单元结构如图2。 1. 阴极电泳阳极棒 阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。 2. 阴极电泳阳极隔膜 阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。 阳极膜是一种半透膜，它能够在电场的作用下选择性地允许带有相应电荷（负电荷）的离子通过，这种半透膜只有水分子、小的酸根离子等小分子能够通过，树脂、颜料等大分子则不能透过。阳极液和电泳槽液就是借助于这种选择性透过的半透膜隔离开来的。酸根离子只有在电场的作用下才能从电泳槽液向阳极系
电泳涂装基本原理
电泳涂装基本原理 所谓电泳涂装，是将被涂物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、电泳：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：由于电泳作用，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。 电泳涂装的方法及技巧 （1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。 （2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。 （3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。 （4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。
汽车外壳阴极电泳涂装生产线设计
普通轿车车身涂装车间设计 0 前言 随着汽车涂装技术的发展和环保要求的逐步提高，国内汽车涂装线已越来越重视环保节能型涂装新材料、新工艺的应用。设计汽车涂装线时，涂装设备的工作原理和参数必须与之相匹配；同时，为了追求涂装线的高精益化和高柔性化，设备选型应尽可能多地采用国产设备，通过加强设备维护来提高整个生产线的开动率，从而降低生产线的建设费用；还要充分了解和预测新车型的开发，新涂装线应能满足多品种共线生产，使后续车型投产时对生产线的停产改造时间尽可能短。现在，根据设计任务的要求，设计一个年产10万辆普通轿车的车身涂装车间，选用典型的3C3B涂装工艺。工艺选定后，根据所采用的工艺及年生产纲领的要求，进行工艺的设计及计算。工艺的设计包括工艺流程的确定、各工序采用的工艺规范等。选择和计算各工序所采用的前处理槽的尺寸及数量，选择车间所需的主要设备等。设备选型与计算完毕后，设计车间平面布置图、阴极电泳槽图、以及喷漆室的设计图。最后对所设计的内容进行评述。 1 设计前提 1．1 生产能力、车身尺寸和输送方式 被涂物尺寸(长×宽×高)：4.8m×1.7m×1.4m 生产纲领：10万台/年 净生产能力：300台／d，工作时间：23 h／d。 输送方式：前处理、电泳线采用摆杆输送机；车底喷涂采用反向滑橇；中涂、面漆喷涂线及其他部分采用滑橇输送系统。 1．2车身涂层质量要求 满足中、高级轿车的涂层质量要求。电泳底漆、中涂漆和面漆的涂膜厚度的要求不一样，电泳漆：外表面≥18μm，内部空腔≥1lμm；中涂：外表面30～40μm，内表而15～20μm；面漆：金属底色漆12～20μm或素色漆20—25μm，清漆35～50μm。 2 涂装线的生产能力和输送速度
电泳烤漆原理及用途
电泳烤漆 电泳烤漆概念 电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。 烤漆分为两大类，一类低温烤漆固化温度为140°-180°，另外一类就称为高温烤漆，其固化温度为280°-400°。 电泳烤漆原理 电泳涂装属于有机涂装，利用电流沉积漆膜，其工作原理为“异极相吸”。 电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。采用直流电源，金属工件浸于电泳漆液中。通电后，阳离子涂料粒子向阴极工件移动，阴离子涂料粒子向阳极工件移动，继而沉积在工件上，在工件表面形成均匀、连续的涂膜。当涂膜达到一定厚度（漆膜电阻大到一定程度），工件表面形成绝缘层，“异极相吸”停止，电泳涂装过程结束。整个电泳涂装过程可以概括为以下四个步骤： 电解：水的电解 电泳：带电的聚合物分别向阴极或阳极泳动的过程 电沉积：带电的聚合物分别在阴极或阳极沉积的过程 电渗：沉积的电泳涂膜收缩、脱去溶剂和水，形成均匀致密的湿膜 烤漆一般是用来喷涂和烘烤车漆的，因此，烤漆房最确切的描述应为“喷烤漆房”。喷漆时，外部空气经过初级过滤网过滤后由风机送到房顶，再经过顶部过滤网二次过滤净化后进入房内。房内空气采用全降式，以0.2-0.3m/s的速度向下流动，使喷漆后的漆雾微粒不能在空气中停留，而直接通过底部出风口被排出房外。这样不断地循环转换，使喷漆时房内空气清洁度达98%以上，且送入的空气具有一定的压力，可在车的四周形成一恒定的气流以去除过量的油漆，从而最大限度地保证喷漆的质量。 烤漆时，将风门调至烤漆位置，热风循环，烤房内温度迅速升高到预定干燥温度(55℃—60℃)。风机将外部新鲜空气进行初过滤后，与热能转换器发生热交换后送至烤漆房顶部的气室，再经过第二次过滤净化，热风经过风门的内循环作用，除吸进少量新鲜空气外，绝大部分热空气又被继续加热利用，使得烤漆房内温度逐步升高。当温度达到设定的温度时，燃烧器自动停止；当温度下降到设置温度时，风机和燃烧器又自动开启，使烤漆房内温度保持相对恒定。最后当烤漆时间达到设定的时间时，烤漆房自动关机，烤漆结束。 电泳烤漆用途 电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，仅适用于与一般涂料不同的电泳涂装专用的（水性水溶性或水乳液）涂料（简称电泳涂料）。 它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极（或阴极），在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流
阴极电泳与阳极电泳的区别
阴极电泳与阳极电泳的区别 大家都知道，电泳涂装将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极（或阴极）、在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。 根据被涂物的极性和电泳涂料的种类，电泳涂装法可分为两种。阳极电泳涂装法：被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子型（带负电荷）。 阴极电泳加工涂装法：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）. 这里简单的写下阳极电泳涂料和阴极电泳加工涂料的化学反应式，了解一下就可以，具体可参看电泳涂装（电沉积）机理一节。 阳极电泳涂料（阴离子电沉积涂料）的化学反应： 阳极反应（被涂工件） 2H2O→4H++4e–+O2↑ （电解） Me→Men++ne- (阳极溶解) RCOO—+H+→RCOOH↓（电沉积，树脂，颜料树脂的析出） 水溶性→水不溶性 nRC00—+Men+→(RCOO)nMe↓ 阴极反应： 2H2O+2e→2OH—+2H2↑ R3NH++OH—→R3N+ H2O 阴极电泳加工涂料（阳离子电沉积涂料）的化学反应： 阴极反应（被涂物） 2H2O+2e→2OH—+H2↑ R-NH++OH—→R-N↓+H2O （水溶性→水不溶性） 阳极反应： 2H2O→4 H++4e+O2↑ RCOO—+ H+→RCOOH 为什么会出现阳极电泳和阴极电泳加工两种电泳方法了，阴极电泳加工相对于阳极电泳来说有什么什么优点了。请看下面。 在电泳的初期人们都是采用阳极电泳，在电泳的不断发展中，经过长期的研究与使用，人们逐渐发现阳极电泳涂装工艺存在着以下三个问题： 1）由于电泳漆的特点，合成的树脂必须是水溶性的。为了达到树脂水溶的目的，在聚合物分子链上常需引入一定量的强新水性基团。如：羧基，羟基，醚基等。由于酯键、羧基和这些亲水性基团的存在，所以阳极电泳漆的耐碱性、耐盐雾性及耐用水性能均不够理想。 2）由于在阳极电泳过程中被涂工件作为阳极，电泳过程中被涂的基体金属及表面处理膜（如磷化膜）在电沉积过程中被析出而混入到漆膜中，这不仅使漆膜色泽变深，而且还降低了漆膜的耐腐性。 3）电泳涂装时，由于在阳极区发生电解产生的氧气对树脂影响很大（主要是对漆液的稳定性），必要时还须加入抗氧剂。 由于阳极电泳存在以上这些问题，于是人们通过研究发明了阳极电泳，那么阴极电泳加工又有什么优点了，我们就一起来看一下吧。 阴极电泳加工的特点：与阳极电泳相比，阴极电泳加工具有漆膜性能好，涂层均匀，漆膜色泽不变深，有色金属也能涂覆等特点：
阴极电泳工艺流程
阴极电泳工艺流程 通用的金属表面电泳涂装的全操作工艺流程如下：预清理一上线一除油一 水洗一除锈一水洗一中和一水洗一活化一水洗一底层电镀一水洗一光亮电镀一水 洗一电泳涂装一槽上清洗一超滤水洗一烘干一检验一包装。 被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。因此，不同的金属材料和不同 的制作成型的制品有不同的工艺流程和前处理要求。铸件一般采用喷砂或喷丸进 行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等 杂物。钢表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。 不同材质金属进行不同色彩的阴极电泳加工的工艺流程如下。 (1)钢铁件 金色：前处理一镀镍一镀薄银一透明金色电泳； 咖啡色：前处理一磷化一透明金色电泳； 青铜色：前处理一镀锌一青铜色电泳； 黑色：前处理一磷化一黑色电泳； 其他色：前处理一镀镍一无色透明电泳一着色。 (2)铝及合金 金色：前处理一化学或电化学抛光一透明金色电泳； 咖啡色：前处理一透明咖啡色电泳； 青铜色：前处理一青铜色电泳； 黑色：前处理～黑色电泳； 其他色：前处理一化学抛光一无色透明电泳一着色。 (3)锌合金 金色：前处理一碱铜一酸铜一光亮镍一透明金色电泳； 咖啡色：前处理～透明咖啡色电泳； 青铜色：前处理一青铜色电泳； 黑色：前处理一黑色电泳； 其他色：前处理一碱铜一酸铜一光亮镍一无色透明电泳一着色。 (4)铜及铜合金
金色：黄铜件前处理一化学抛光一透明金色电泳；铜件前处理一光亮镍一镀薄银一透明金色电泳；咖啡色：前处理一着咖啡色一无色透明电泳； 青铜色(青铜)：前处理一抛光一无色透明电泳； 黑色：前处理一黑色电泳； 其他色：前处理一光亮镍一无色透明电泳一着色。
汽车零部件阴极电泳涂装生产线技术协议书
汽车零部件阴极电泳涂装生产线技术协议书 定作方:新乡市锦汇机械制造有限公司代表: 承揽方:扬州富山涂装工程有限公司代表: 二〇一三年十一月十二日
目录 一、设计依据 二、设备设计尺寸 三、设备技术性能及结构要求 四、全线能源配置表 五、工程界定表 六、工程进度计划表 七、买卖双方的设计分工和设计联络 八、机组性能保证值及验收方法 九、售后服务计划 十、备品、备件明细表 十一、主要外购件成件配置表 十二、设备配置明细单 十三、平面布局图 一、设计依据
1、方案设计的基本原则 第一、质量第一原则：经济、实用、工艺合理、低使用面积、低运行成本. 第二、环保同步治理原则：要考虑“三废治理”，在建线同时考虑环保问题，设计出对废水、废气的排放及处理的基本设施和设备要求； 第三、安全可靠原则：整套设备操作方便，维护简单。特别注意，悬链、管道、水沟、电路、通道的合理布局； 第四、流程合理原则：根据工艺需要，上下挂件及每个操作点布局合理、流程顺畅，自动化程度相对要高，但留有必要的弹性空间或条件，当出现某些不确定的问题时，可以方便调整或增补设备。 第五、低成本原则：整套设备在实现满足使用功能的前提下，去除不必要的或作用不明显的步骤及设备，整线结构尽可能简单，争取最少的建线、维护费用，尽可能的降低使用成本。 第六、美观协调原则：整个结构要协调（包全线色调）；外形美观大方。 要结合与其它工序在同一大车间的实际，严防烘道烟雾熏及厂房。 第七、充分利用空间原则：尽可能最大利用空间，在不影响使用和维护的前提下利于风管的布置；可以最大程度节约面积。
4、气候条件 备注序号名称设计参数
电泳涂装技术简介~
目录 一概述 1电泳涂装的特点 2电泳涂装的种类（阴极、阳极电泳驻性能比较）二电泳涂装基本原理 三电泳涂装工艺及工艺管理 1工件涂装前金属表面处理 2电泳涂装工艺条件及重点参数管理 四电泳涂装设备 五电泳涂装的漆膜弊病及其防治 六电泳涂料及其涂膜性能的测试方法〈操作实验〉
一概述 电泳涂装是将具有导电性的被涂工件，浸渍在装水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阴极（或阳极），在槽中另投置与其相对应的阳极（或阴极），在两极间通一定时间的直流电，通过物理化学作用将漆沉积在被涂工件上，形成、水不溶性膜的一种涂装方法。 1．阴极电泳涂装的特点： 高效——从漆前处理到电泳底漆烘干可实现生产线化，可适用于大流水线生产。 优质——其泳透力好，提高了工件内的防腐蚀性；（其对工件内腔、焊缝、边缘等的防腐能力是其它涂装法所不能比拟的，漆膜耐盐雾试验可达成1000小时）可得到均一的膜厚，外观好。 安全——属低公害水溶性涂料，溶剂含量少，无火灾危险，尤在采用UF 装置后，涂料回收好，大大减少了对水质和大气污染。 经济——指涂料利用率高，可达%95 2电泳涂装的种类： 电泳涂装根据涂料树脂所带电荷的种类分阴极电泳和阳极电泳。 1）阳极电泳——所用涂料树脂是由带羟基团的聚合物经胺中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带负电荷。常见的有聚丁二烯阳极电泳涂 料等。 2）阴极电泳——所用涂料树脂是由带胺基的碱性树脂经酸中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带正电荷。常见的有环氧树脂、聚胺脂等 阴极电泳涂料。 3）阴极电泳漆比较于阳极电泳漆，具有以下优点： （1）具有优良的防腐性能，对底材的附着力高，对焊缝、锐边保护更好。根据资料统计，阴极漆膜的抗蚀能力优于阳极漆 膜5~6倍。从成本角度考虑，膜厚为10μm的阴极电泳漆漆 膜，其耐盐雾试验>=400h,而膜厚为20μm的阳漆膜，其耐雾 试验仅达到240-360h。 （2）阴极电泳涂料的库仑效率为阳极电泳涂料的二倍，可使耗电量减少于30% （3）阴极电泳的泳透力高，一般为阳极电泳的1.3-1.5倍，更适宜于形状复杂的工件涂装。 （4）阴极电泳漆的利用率高，可达95%。 （5）阴极电泳漆漆漆膜外观必须有足够的膜厚，这对涂料耗用有负面影响。 二、电泳涂装基本原理 阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并沉积在阴极上，这就是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。 电泳涂装是一个很复杂的电化学反应，一般认为至少有电解、电泳、电沉积、电渗这四种作用同时发生。 1、电解——任何一种导电液体在通电时产生分解的现象，如水的电解
电泳涂装工艺设计过程
电泳涂装工艺过程 电泳涂装基本原理 所谓电泳涂装，是将被涂物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、电泳：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：由于电泳作用，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、灰色环氧电泳漆为例：该电泳漆系改性环氧树脂，丁醇，乙醇胺，滑石粉，钛白粉、炭黑、高岭土的物质组成，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。 电泳涂装的方法及技巧 （1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。（2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。 （3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。 （4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。（5）随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。 （6）超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30～40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。（7）电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的各种参数定期进行检测，并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数：电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴（阳）极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含
家用电器壳体阴极电泳涂装线的设计
－涂装技术及其应用? 冯修扎，门连通（天津７０７研究所，３００１３１） 摘要：介绍了家用电器壳体阴极电泳涂装生产线的殴计方法，阐述了生产线各部分的基本组成艇功能，重点说臻了甄援毫苏涂装澄备赫设ｉ卡愿到：： 关键词：家用电器壳体；阴极电辣涂装线；设计辣剿 ｌ前裔 阴极电泳涂装楚一种先进、现代的涂装新技术。蕊主要特点是： （１）涂膜质量好，家用电器壳体的边角、接缝等处戆够彩或逡句豹涂羧；嚣囊链｛尘囊裹，舞善逶潮校电泳涂层的４—６倍，盐雾试验可达１００２ｈ以上：耐水性、耐酸碱性、耐潮瀑性、耐湃测性、耐沸水性等都比嗣援电泳涂膜性能蠢较大据离； （２）涂膜均匀，可控制厚艘（４０／ａｍ； （３）溶鹦羁翔搴骞达９５％一９８％，省工、省辩，疲本低，效益明显； （４）适用丁大批跫、涂料用量大的自动化连续生产。生产效率高； （５）电泳漆属水溶性涂料，无火灾隐患，生产安全： （６）废水、废气处理简单，低污染，符合环保要求，为文明生产打好基础，符合可持续发展战略要求。 为了提高家用电器壳体的表面涂胺质量，特别是蜒决壳体缎饽接缝、焊缝及边霸处易如瑷锈斑积涂层破坏的问题，国外已经普遍程洗衣机、电冰箱等家电产品采用阴极电泳涂装技术。现在我国已有厂家正在；ｌ遂整粪蕊摄龟溶涂装设备，翟投褒较夫。毽我遥切需要研制国产的成套阴极电泳涂装设备，该涂装生产线的梭心部分是阴掇电泳溶装。 ２涂装线的基本组成及功能 经努耩凌较试为，昧强授龟溶涂装部分辨，蓠处捶涛洗磷纯设蚤、烘手炉及粉末藿饿炉、悬挂辕送系统、电气控制系统簿配置与普通磷化喷涂生产线基本是一样的。图１为阴极电泳涂装生产线的设备布置示意圉。 ：乒瑶萝喜歹寻ｉ一｝弧一～～Ｊ：０ ２．１前鲢理清洗、磷佬设暂的配置 包括喷淋棚体、贮液槽、喷淋泵、喷淋管路系统、辨圈管辫及拜汽系统。工蕊淀施按藕娃瑾嚣液技术要求确定如下：预脱脂一脱脂一水洗１一水洗２一表西调整一辚位（锌系ｊ元磷化）一承洗３一去离予水清洗，采用逆向清洗的原聪，要求设备无跑臀滴漏。Ｔ件经前处理后，袭面形成１～３∥ｍ２均匀、薄而致密的磷纯貘，终为龟藏漆豹褒潦茁。 ２．２阴极电泳涂装配置 疆投电泳涂装配置熠撼龋２。 －２２?涂章毒工业２０００年莓６襄 万方数据
阴极电泳漆参数及影响
过高时刚膜层比较粗糙，易起桔皮。因此稳定固体分含量是保证电泳质量的一个关键。根据生产量的大小建议用户3小时检测一次。 2.溶剂：电泳漆液刚配制时，其溶剂含量稍高。但随着漆液使用时间的延长和超滤的使用，溶剂不断挥发和滤出，其含量会逐渐下降，影响漆膜质量。严重时，漆膜会在烘烤前脱落。因此，应及时添加调整，一般每滤出100L超滤渗透液，应补充1.2L溶剂。 3.电压：极间电压升高，电场作用加强，漆液中带电粒子泳动，沉积速度加快，使用泳透力提高，膜层增厚。电泳操作时，应根据零件形状与大小，槽液温度高低，所需膜的厚薄，选择最佳电压。当电泳漆槽刚配制时，其溶剂含量及导电度均高，则 电压应适当降低。 4.PH值：由于阳极采用隔膜控制，电泳漆液的PH值较为稳定，当超滤液排出太多或隔膜液漏出进入电泳漆液时，使电泳漆液PH值发生变化，可用有机酸调整。PH 值过低时，漆膜再溶解增加，膜层变薄，且对设备腐蚀严重。 5.电导率：电导率是控制电泳漆膜层质量的关键指针之一。新配溶液时电导率可能较高，因此需要通过超滤排出渗液以降低电导率。电导率过高，则膜厚易产生桔皮和表面粗糙等现象。电导率过低，则容易产生针孔和麻点。因此当电导率的高低不同时需要采用不同的电压和槽液温度，以便获得良好的膜层。电导率较高时，可采用较低的电压和温度；反之则要相应提高电压和温度。 6.温度：电泳漆液的温度一般控制在26度左右。温度过低，必需使用较高的电压以达到电泳的目的；温度过高，则加剧溶剂的挥发，不利于电导率的稳定和控制。 7.电泳时间：电泳时间的长短会影响漆膜外观及膜层的厚薄。当电泳时间过长时，膜厚色深，透明性变差。电泳时间过短，则膜层不完整。因此需要根据漆液的电导率。固体分含量等因素的变化，在确定溶液温度和电压的前提下，选择最佳的电泳时间以确保膜层的质量。 在电泳过程中，主要以电压的大小来控制膜层厚度。时间如超过一定数值，厚度不会显著增加，这是因为电泳漆是不导电的，当零件给膜层完全覆盖后，成为绝缘体，时间再长也不会增加漆膜的厚度。因此如需要较厚漆膜时，尤其在镀凹位较深零件时，应用较高电压和较短时间。
最全前处理电泳工艺、设备、质量控制参考资料
阴极电泳涂料涂装原理简介 一、电泳涂料成膜原理 1.涂料工作原理 电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。 电泳涂装属于有机涂装，利用电流沉积漆膜，其工作原理为“异极相吸”。 电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。采用直流电源，金属工件浸于电泳漆液中。通电后，阳离子涂料粒子向阴极工件移动，阴离子涂料粒子向阳极工件移动，继而沉积在工件上，在工件表面形成均匀、连续的涂膜。当涂膜达到一定厚度（漆膜电阻大到一定程度），工件表面形成绝缘层，“异极相吸”停止，电泳涂装过程结束。整个电泳涂装过程可以概括为以下四个步骤： ●电解：水的电解 ●电泳：带电的聚合物分别向阴极或阳极 泳动的过程 ●电沉积：带电的聚合物分别在阴极或阳 极沉积的过程 ●电渗：沉积的电泳涂膜收缩、脱去溶剂 和水，形成均匀致密的湿膜 电极附近主要的化学反应如下表所示： 反应过程图如下所示：
在电场作用下，涂料粒子向阴极移动（电泳），由于受到阴极附近碱扩散层（OH-）的影响，涂料粒子在阴极聚结（电沉积）。槽液的流动影响扩散层，流动速率高，扩散层薄，流动速率低，扩散层厚。刚沉积的湿膜含有大量水分，由于电流的影响，会发生部分脱水，使湿膜不挥发份达到80%（电渗）。脱水后湿膜牢牢黏附在底材上，通常的清洗不能洗脱。由 于边缘电流密度高，电泳过程首先发生在这些区域。如下图所示： 2.电沉积类型 ●阳极电沉积（AED） 阳极电泳涂装，金属工件为阳极，吸引漆液中带负电荷的涂料粒子，电沉积时，少 量的金属离子（阳极氧化）迁移到涂膜表面，对涂膜的性能造成影响。阳极电泳涂料主 要用于对耐蚀性要求较低的工件，是经济型涂料。 ●阴极电沉积（CED） 阴极电泳涂装，金属工件为阴极，吸引漆液中带正电荷的涂料粒子，由于被涂工 件是阴极而非阳极，进入涂膜的金属离子大大减少，从而提高了漆膜性能。涂膜优良， 具有优异的耐蚀性能。
一般金属表面的电泳涂装工艺流程
金属电泳涂装工艺流程分析 一般金属表面的电泳涂装工艺流程主要有以下步骤：预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线，只须对以上步骤实施严格的工艺过程控制，电泳涂装的质量方可得到保障 （1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为： 预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。 （2）超滤系统控制工件带人的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干粘。干桔后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30~40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。 （3）在过滤系统中，一般采用一级过滤过滤器为网袋式结构，孔径为25~75um。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50um 的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。 （4）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，前棉纱清除工件表面的灰尘，用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1~2um，要求磷化膜结晶细而均匀。 （5）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制在6~8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。 （6）随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。 （7）对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准，一般每个批次都需检测。电泳施工中常见漆膜缺陷及防止办法 （8）电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的各种参数定期进行检测，并根据检测结果对槽液进行调整和更新。一般按如下频率测量槽液的参数： 电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴（阳）极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天1次；
电泳涂装工艺过程精编版
电泳涂装工艺过程公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
电泳涂装工艺过程 电泳涂装基本原理 所谓电泳涂装，是将被涂物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、电泳：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：由于电泳作用，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、灰色环氧电泳漆为例：该电泳漆系改性环氧树脂，丁醇，乙醇胺，滑石粉，钛白粉、炭黑、高岭土的物质组成，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。 电泳涂装的方法及技巧 （1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。 （2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。 （3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。 （4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。 （5）随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。
阴极电泳的阳极系统
阴极电泳的阳极反应 通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。阴极电泳涂装的阳极系统如图1。 在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。 这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。热点模具网 阳极单元 电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。 阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。阳极单元结构如图2。
1. 阴极电泳阳极棒 阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。 2. 阴极电泳阳极隔膜 阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。热点模具网 阳极膜是一种半透膜，它能够在电场的作用下选择性地允许带有相应电荷（负电荷）的离子通过，这种半透膜只有水分子、小的酸根离子等小分子能够通过，树脂、颜料等大分子则不能透过。阳极液和电泳槽液就是借助于这种选择性透过的半透膜隔离开来的。酸根离子只有在电场的作用下才能从电泳槽液向阳极系统迁移。若没有电场的作用，酸根离子将在浓度极差的作用下在槽液及阳极液中均匀分散，其工作原理见
阴极电泳基本知识
电泳技术人员培训初级资料 目录 1、电泳涂装概念及优点--------------------------------------------------------- 2 2、电泳涂装的机理及特性- --------------------------------------------------------- 3～4 3、电泳涂装工艺流程图---------------------------------------------------------------- 5 4、槽液特性值-------------------------------------------------------------------------------- 5～6 5、电泳涂装线设备--------------------------------------------------------------------------- 7 6、电泳涂装线操作要点-------------------------------------------------------------------- 8
1、电泳涂装 1、何谓电泳涂装？ 被涂物浸渍于电泳涂料(水性)中，被涂物与电极间通以直流电，由于电场作用得到涂膜的涂装方法，叫做电泳涂装. 2、特点 1）尽管复杂形状的被涂物也可得到均一涂膜（膜厚）的涂装 2）防锈性优良 3）泳透性良好，构造物夹合处 4）易于自动化（节省人力） 5）作业线保养容易 补给作业简单，无需特别补给装置 酸浓度管理因隔膜方式所以容易 6）涂装作业性良好（缺陷：流漆，针孔等涂装异常较少） 7）经济实惠 因具有UF回收装置涂料回收率极高（90%以上） 8）低公害 溶剂含有量较少，故空气污染少 9）因系水性涂料没有火灾顾虑