电泳涂装基础知识.ppt

1,阴极电泳涂装手册,2,目 录,第一章：涂料的基础知识 第二章：电泳涂料的基础知识 第三章：电泳涂装的基础知识 第四章：前处理 第五章：电泳、后冲洗、烘干 第六章：电泳涂装设备 第七章：电泳涂料的使用 第八章：异常情况分析和处理 第九章：槽液参数检测方法 第十章：专业术语,3,第一章：涂料的基础知识,1、涂料的作用 防腐作用：在基材表面形成具有一定耐水性、耐 候性、耐油、耐化学品等性能的涂膜。 装饰作用：涂膜使被涂物具有色彩、光泽、鲜映 性、平滑性、立体感等。 标识作用：如马路路标等。 特殊作用：能调节热、电等能量的传导性，防止 微生物的生长，控制声的散发、反射、 吸收，以及不粘锅等。,4,2、涂料的组成 一般主要由树脂、颜填料、溶剂、助剂等组成。 3、涂料的分类 1）根据施工时的层次： 分为底漆、腻子、中涂、面漆、罩光清漆等品种； 2）根据介质的不同： 分为溶剂性涂料和水性涂料； 3）根据涂料固化的条件： 分为热塑型和热固型以及光固化等； 备注：电泳涂料为水性涂料的一种,5,4）根据成膜物质的所含树脂，分为十八大类：,6,4、涂装方法 手工涂装 ： 如：刷涂、刮涂、擦涂、滚涂、人工浸涂等； 机械涂装： 如：彩钢板滚涂、浸涂、淋涂等； 喷射涂装： 如：空气喷涂、高压无气喷涂、静电喷涂等； 电泳涂装： 专用于电泳涂料的涂装方法；,7,第二章：电泳涂料的基础知识,1、什么是电泳涂料？ 电泳涂料：是一种在水性底漆的基础上开发的，仅适用于电泳涂装法的专用水溶性（或水乳化）涂料；在水中能离解出带电荷的成膜聚合物，并在直流电场的作用下向相反的电极（被涂物）移动，最终在其表面上沉积析出。可根据被涂物所处极性位置的不同，分为阳极电泳漆（又称阴离子电沉积涂料）、阴极电泳漆（又称阳离子电沉积涂料）。所采用的电源为直流电源。,8,阳极电泳漆（aed）：所使用的成膜聚合物为阴离子型树脂，常见的都是多羟基的聚合物，中和剂为有机胺，如一乙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺等；常用的有聚丁二烯、酚醛、顺酐化油、环氧酯、丙烯酸类等阳极电泳漆。 阴极电泳漆（ced） ：所使用的成膜聚合物为阳离子型树脂，在树脂骨架里含有氨基，中和剂为有机酸，如甲酸、乙酸、乳酸等；最常用的树脂有环氧树脂、丙烯酸、聚氨酯类等。,9,2、电泳涂料的发展过程 电泳涂装的原理发明于二十世纪三十年代。二十世纪五十年底，汽车制造厂商们注意到传统的浸涂法虽然能使涂料进入汽车内部、夹缝，但是在烘干过程中，油漆因溶剂蒸发而被洗掉。所以美国福特汽车公司在george brewer 博士的领导下，从1957 年着手研究电泳涂装。这个计划是开发一种改善车身难涂部位防腐蚀性的方法，开发小组努力去开发一种在施工过程中溶剂可以从涂膜中被排除掉的涂料，他们的工作开创了电泳涂装。,10,福特汽车公司于1961年7月建立了第一个用于涂装车轮的阳极电泳槽，wixom总装厂用来涂装汽车车身的电泳槽建于1963年。 电泳涂装在实际应用中显示了高效、优质、安全、经济等优点，受到世界各国涂装界的重视。 1973年成功开发了阳离子电泳涂料和阴极电泳涂装技术，之后阴极电泳涂装工艺在汽车工业中迅速普及、发展，目前90以上的汽车采用电泳涂装。,11,3、电泳涂料的组成（以双组分阴极电泳涂料为例） 乳液部分,12,色浆部分,13,4、电泳涂料的应用广度 汽车、汽车零部件、重型拖拉机、巴士、钢圈； 重卡、卡车车架和底盘； 农业设备、家用电器； 电开关齿轮、紧固零件； 割草机、花园栅栏； 金属办公设备以及铁制工艺品； 印刷电路板； 结构钢、铝型材； 电脑配件等；,14,第三章：电泳涂装的基础知识,1、什么是电泳涂装？ 电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，适用于电沉积涂料的涂装。它是将具有导电性的被涂物浸渍在用纯水稀释的、固体份较低的电泳漆槽中作为阳（或阴）极，槽中另设置与其相应的阴（或阳）极，两电极间通直流电及一定时间，在被涂物表面析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。,15,2、电泳涂装的原理 电泳涂装过程中伴随有电解、电泳、电沉积、电渗等 四种理化反应。 电解： 是指导电液体在通电时，发生分解的现象。在电泳过程中水发生分解，在阴极上产生氢气，阳极上放出氧气，金属阳极发生溶解，溶出金属离子。 电泳： 电泳是指导电介质中的带电荷的胶体粒子（树脂及树脂包裹的颜料）在电势的作用下向相反电荷的电极迁移的过程。,16,电沉积： 电沉积是指涂料粒子在被涂物上沉析成膜的现象。在阳极电泳涂装时，带负电荷的涂料粒子在阳极凝聚成膜，平衡离子则在阴极上聚集，这是一个不可逆过程。阳极上的最初反应是形成氧气和氢离子，致使工件表面形成高酸区（ph=3-4），当阴离子树脂与氢离子反应变成不溶性时，就产生了涂膜的沉积。同理，在阴极涂料涂装时，带正电荷的粒子在阴极上凝聚，带负电荷的粒子（离子）在阳极聚集，在电沉积过程中，由于水在阴极区电解生成氢气和氢氧根离子，致使在阴极（被涂物）表面形成高碱区（ph=12-13），当阳离子（涂料粒子）与氢氧根离子反应变成不溶性时就产生涂膜的沉积。,17,电渗： 电泳涂装过程中刚沉积到被涂物表面的涂膜是半渗透性膜，在电场的持续作用下大分子涂膜内部所含的水分子从涂膜中渗析出来移向槽液，使涂膜脱水，这种现象称为电渗。电渗使亲水的涂膜转化成为憎水涂膜，并使之致密化，所以工件泳涂成膜后，可用水来冲洗附浮在漆膜表面的槽液。,18,19,3、电泳涂装的优缺点 1）优点 底涂工序可实现自动化，适用于流水作业。 相对于喷涂工艺而言，电沉积工艺虽然一次性投资较大，但投槽后两至三年内就可收回，高于常规喷涂工艺的那部分成本。同时电沉积过程的能量消耗和正常的保养费用都大大低于常规喷涂工艺。 可控性强 工作槽液容量较大，使涂料及工艺参数的变化减到最小。操作工艺参数已有明确的规定，且是以丰富经验为基础。依靠调整电压，容易得到均一的目标膜厚，通过选择不同品种的电泳漆和调整泳涂工艺参数，膜厚可控制在10-35m范围内。工件间和不同日期所沉积的涂膜（如膜厚及性能）重现性好。,20,泳透力好 提高工件内腔及夹缝的防腐蚀性，尤其阴极电泳涂膜的耐蚀性更好。对于喷涂、浸涂等涂装法，夹缝和内腔很难涂上漆膜；且缝隙间的涂膜在烘干时不会被蒸汽洗掉，从而使工件内腔、焊缝、边缘等处的耐蚀性显著提高。 高效性 若槽液操作参数及设备维护得当，与喷涂相比，涂料的有效利用率可高达95%以上。工作液是低固体份的水稀释液，粘度与水相似，原漆带出槽外的量很少。泳涂的湿漆膜是水不溶性的，泳后可采用超滤（uf）液封闭清洗，回收带出槽外的漆液。,21,低污染性、高安全性 与其它溶剂型涂料、水性涂料相比，因其有机溶剂含量少，且低浓度，故无火灾危险，对水源和大气污染少。采用超滤(uf)和反渗透(ro)装置，实现电泳后的全封闭水洗，可大大减少废水处理量。 电泳涂膜的外观好，烘干时有较好的展平性，电泳涂装所得涂膜的含水量少，溶剂含量也小，在烘干过程中不会象其它涂料那样产生流挂、溶落、积漆等弊病。电泳水洗后的涂膜是较干的，晾干时间短(5-10min)，可直接进入高温固化。 磷化膜经纯水清洗后，不需要烘干，可直接进入电泳工序；而其他漆种必须将水份烘干，才能进行涂装。,22,2）局限性 一般电泳涂膜的耐候性较差，在户外使用时需涂装面漆。 对挂具的管理要求较严，要确保工件良好导电性以及有良好的防腐性。 仅适用于具有导电性被涂物的涂装。 能带较多液体或污物进入电泳槽的不宜电泳；或经多次水洗后仍积液多的不宜电泳。 对不耐高温以及对颜色有要求的工件不宜电泳。 对小批生产场合不宜推荐采用电泳涂装，原因是槽液的更新速度太慢，槽液中的树脂和溶剂组份的变动大，而使槽液不稳定。,23,第四章：前处理,1、概述 在钢铁的制造、冲压成型和组装操作中，会使用各种保护油、润滑油、冲压油、粘合剂、焊接助剂等，而要得到光滑平整、耐腐蚀好，附着力好的涂层决定于工件表面的清洁程度及转化膜的质量。 前处理就是对铁板、钢板、镀锌板等金属的表面进行清洗、化学处理，而使底材易于电泳涂装，从而得到所需的防腐蚀涂层。经过表面清洗、磷化或转化而在底材上形成一层膜，主要作为涂料的底层，并不是对暴露于大气中的底材表面所进行的防锈处理或作进一步的贮存。 前处理主要包含除油、除锈、表调、磷化等工序。,24,2、除油 作用：清洗掉在粘附在工件表面的各种类型油污。 除油的方法 1）溶剂除油：用有机溶剂，如汽油、甲苯、二甲苯、三氯乙 烷等，其特点是除油效率高，尤其对粘度高、滴落点高的油脂有很好的效果。但由于劳动条件差、毒性大、防火要求高。 2）超声波除油：利用超声波发出的微波，通过震荡，将油污 从底材表面上剥离。 3）电解除油：通过电解时产生的气体，将油污从底材表面上剥离出来。 4）脱脂剂除油：利用含有表面活性剂的碱性物质对油污进行 浸润、分散、乳化、增溶、溶解等作用达到去油的目的。目前此方法最常用。,25,脱脂剂的组成 主要有碱性物质、表面活性剂以及能够软化硬水的络合物等组成。 脱脂的控制要点 温度、浓度、时间、机械作用（喷淋压力、循环量等）、含油量等。 脱脂剂的选择 有良好的渗透性、润湿性、降低表面张力；有中和酸性物质的碱性物质；有利于固体油污的去除，以及防止再沉积在工件表面上；有防止ca2+、mg2+等对表面活性剂有害作用的，及具有水溶性的螯合物；对金属有缓蚀作用的药剂；具有良好消泡作用；有效的除油能力等。,26,3、除锈 作用：除去工件表面的锈蚀以及氧化皮。 除锈的方法 1）喷砂、抛丸除锈，一般适用于车架等承重件； 2）手工除锈：用砂布、铲刀等，适合小面积除锈； 3）酸洗除锈：如硫酸、盐酸、磷酸等进行除锈，这种 方式比较常见。,27,常用的酸 1）硫酸：成本低、挥发少、效果好，当浓度下降时，可升高温度来 保持除锈能力，但温度过高时回会产生氢脆和过蚀；一般浓度为10-15%的水溶液、t=50-60、t=5-10min。 2）盐酸：常温，t=10-20 min，浓度为10-15%的水溶液，fe含量120g/l。但由于盐酸挥发快，产生大量的酸雾，影响生产环境及破坏设备，故很少单独使用。 3）磷酸：不产生过腐蚀和氢脆，可以得到一层有一定防锈能力的膜。但成本较高，严重的锈蚀不易除去，溶解fe的能力差，当fe3+10g/l时，会产生大量的feso4沉淀，而影响除锈效果，需提高浓度来解决；一般浓度为15-20%、t=40-60、t=5-10min，fe2+ 50g/l。另外对磷化有一定的坏影响。 备注：都要使用酸用缓蚀剂，避免底材过度腐蚀。,28,4、表调 作用：改变金属基体表面其微观状态，促使磷化过程中形成结晶小、均匀、致密的磷化膜，同时加快磷化速度。 主要成分和原理 目前使用最多的是胶体磷酸钛和草酸，由于其胶体微粒表面能很高，对底材有极强的吸附作用，在基材表面形成均匀的吸附层，在磷化时，这吸附层就是一层分布均匀、数量极多的磷化膜结晶的晶核，因而促使结晶均匀、快速形成，并限制了大晶核的生长。 控制要点 一般控制表调的ph值，到一定时间会失效，故此需要定期更换。,29,5、磷化 作用 磷化膜可以提高漆膜和底材之间的附着力； 磷化膜提高漆膜的耐盐雾性能 ； 磷化液的种类 铁系磷化； 锌系磷化； 锰系磷化； 锌镍锰三元磷化等；,30,控制要点 1）ta（总酸）：在使用时，呈下降趋势，需及时补充。ta高时，磷化膜薄、细致；ta低时，膜厚、粗糙。 2）fa（游离酸）：一般在生产时会小幅上升（指在总酸不变的前提下）。fa高时不能成膜、易出现黄锈、粗糙、多孔；fa低时，磷化不稳定，且易出现不必要的沉渣。 3）温度：温度高，成膜速度快，但会产生更多的磷化渣，造成额外消耗。温度低，成膜离子浓度达不到溶度积，不能形成完整的磷化膜。 4）时间：时间长，膜厚、疏松多孔；时间短，不易成膜。 5）促进剂（ac）：加快磷化成膜速度，使磷化膜均匀、细致。过 高，磷化膜太薄，出现彩膜；过低，磷化膜粗糙、多孔、发暗。 6）含渣量的控制，不能高，否则容易出现挂灰现象。,31,常见的磷化膜电镜图 zn/ni/mn三元系磷化 zn系磷化 fe系磷化,汽车行业普遍采用三元体系的磷化，该类型磷化膜耐碱性好,32,6、电泳涂装对前处理的要求 工件表面无油、无锈； 磷化膜均匀、细致，不发花、不挂灰、不发黄等； 磷化膜沉积量2-3g/m2，膜厚1-4m； 电泳失重：阳极电泳漆10%、阴极电泳漆 8%； 工件、挂具的滴水电导小于50s/cm，同时ph值为中性，一般控制在6-7.5。,33,7、工艺流程卡 预脱脂,工位名称：予脱脂 控制要点： 碱度=15-20pt； 温度=50-60； 时间=1-2min； 喷淋压力=0.1-0.2mpa； 含油量 4g/l； 注意事项： 定期清槽更换； 定期清除油污；,34,脱脂,工位名称：脱脂 控制要点： 碱度=15-20pt； 温度=50-60； 时间=1-2min； 喷淋压力=0.1-0.2mpa； 循环量2-3次/hr 含油量 4g/l； 注意事项： 定期清槽更换； 定期清除油污；,35,水洗1#/2#,工位名称：水洗1#/2# 控制要点： 碱度0.5pt； 温度=常温； 时间=1min（浸入即出）； 喷淋压力=0.1-0.2mpa； 浑浊情况； 注意事项: 定期清槽; 生产过程中：2#往前级溢流，1#保持溢流；,36,表调,工位名称：表调 控制要点： ph=8-9； 浓度=0.1-0.3%； 温度=常温； 时间=1min； 注意事项: 定期清槽； 定期更换表调液；,37,磷化,工位名称：磷化 控制要点： 总酸=20-25pt； 游离酸=0.8-1.5pt； 温度=35-45； 促进剂=3-5pt； 时间=3-5min； 磷化渣含量500ppm（体积比）； 注意事项: 定期清槽，清除磷化渣； 生产过程中要注意进行连续除渣；,38,水洗3/4,工位名称：水洗3#/4# 控制要点： 酸度0.8pt； 温度=常温； 时间=1min（浸入即出）； 喷淋压力=0.1-0.2mpa； 浑浊情况； 注意事项: 定期清槽； 生产过程中：4#往前级溢流，3#保持溢流；,39,纯水洗,工位名称：纯水洗 控制要点： ph=6.0-7.0； k20s/cm； 温度=常温； 时间=1min（浸入即出）； 喷淋压力=0.1-0.2mpa； 浑浊情况； 注意事项: 定期清槽更换； 生产过程中前级保持溢流（出槽时，采用新鲜纯水喷 淋）；工件、挂具的滴水ph=6.0-7.0 k50s/cm；,40,第五章：电泳、后冲洗、烘干,1、概述 将经过前处理的工件浸入电沉积槽中，通电后工件表面首先被泳涂。当外表面产生较大的电阻后，未被泳涂的内表面电流增大，沉积便在这些表面发生，该过程将一直持续到所有的外表面及内表面被涂覆完毕。 电泳过程结束后，工件从电泳槽中取出，在被涂物表面吸附一层浮漆，这些浮漆必须通过后冲洗进行清洗，以保证涂膜外观；同时回收的浮漆，重新回到电泳槽，以提高涂料的利用率。 最终，通过烘烤，固化漆膜，使漆膜具有一定的理化性能。,41,2、电泳 槽液的组成： 一般讲，电泳槽液中含80%以上的水，1-3%的溶剂和10-20%的固体份，施以一定的电压，工件上可得到一层固体份为75-90%的漆膜。 参数的控制 根据所选择的电泳涂料，来制定参数的控制范围，主要包括：nv、ph、k、p/b以及溶剂含量等参数。同时也包含极液的ph、k的控制。 施工条件的控制 主要控制施工电压、电泳时间以及槽液温度。,42,3、后冲洗部分 电泳后涂膜已具有水不溶性，可以用超滤液和纯水冲洗，其主要目的有：回收槽液，提高涂料的利用率；提高涂膜的表面质量，避免产生二次流痕等弊病；减轻打磨工作量，从而提高涂膜的耐腐蚀性。 一般采用喷、浸结合的方式，以便提高清洗的质量对于要求不高的工件，可以适当简化一些工序。 超滤器是完成该系统的基础，它可以将槽液中的水、溶剂和低分子物质，提取出来成为超滤液（uf液），利用超滤液对工件进行连续性清洗，进行回收，同时可减少纯水的用量及排放废水的处理。,43,4、烘干 每种电泳涂料都有特定的固化条件。无论漆漠未烘干，还是过烘烤，都会影响漆漠的理化性能，如附着力性、硬度、柔韧性、防腐性能、抗石击性能等。 大部份烘干炉设计为多个区域，每个区域的温度可以单独调节。这样可以逐渐除去膜中的挥发份物质，避免产生水迹、起泡、桔皮等漆膜弊病，同时可以改善成膜过程中的流动状况，使涂膜有良好的流平，得到光洁的表面。 热源 一般采用电、油、气等能源。,44,5、典型的电泳工艺流程,45,6、工艺流程卡 电泳,工位名称：电泳 控制要点： 槽液参数：nv、ph、k、p/b、溶剂含量等参数根据选 择的电泳漆产品而定； 施工条件：槽液温度=28-32； 电压/时间：根据电泳漆的施工要求而定； 通电方式：分段电压/软启动； 阳极液： ph、 k根据所选择的电泳漆而定； 注意事项： 定期清槽； 加强现场的 工艺、设备管理；,46,槽上喷淋（0次水洗）,工位名称：槽上喷淋 控制要点： ph=5.0-6.0； k1800s/cm； 温度=常温； 时间=0.5min； 喷淋压力=0.05-0.08mpa； 注意事项: 注意喷淋的角度和压力，避免返溶； 可以采用uf1中槽液，也可采用新鲜超滤液； 备注：超滤液的参数是受电泳槽液参数控制的。,47,uf1,工位名称：uf1 控制要点： ph=5.0-6.0； k1800s/cm； nv2%； 温度=常温； 时间=1-2min； 喷淋压力=0.1mpa； 注意事项: 注意返溶； 定期清槽； 备注：uf1的参数是受电泳槽液参数控制的。,48,uf2,工位名称：uf2 控制要点： ph=5.0-6.0； k1800s/cm； nv1%； 温度=常温； 时间=1-2min； 喷淋压力=0.1mpa； 注意事项: 注意返溶； 定期清槽； 备注：uf2的参数是受电泳槽液参数控制的。,49,纯水洗,工位名称：纯水洗 控制要点： ph=6.0-7.0； k50s/cm； 温度=常温； 时间=1-2min； 喷淋压力=0.1mpa； 注意事项: 生产中采用新鲜纯水进行补充，并保持溢流；,50,沥水,工位名称：沥水 控制要点： 必要时采用压缩空气，尽可能将残留的水分吹干； 沥水时最好有一定的斜度； 时间=5-10min； 注意事项: 注意压缩空气中含油量，保持比较干净。,51,烘干,工位名称：烘烤 控制要点： 烘烤温度=160-180(指工件表面的温度，按照产 品的固化条件)； 时间=20-30min； 温度是否均匀； 注意事项: 定期清理烘道，清除灰尘等杂质颗粒； 避免因为温度的不均匀或者过高、过低，而造成漆 膜弊病，以及影响漆膜的理化性能；,52,第六章：电泳涂装设备,1、概述 电泳涂装设备一般由电泳槽、循环系统、过滤系统、冷却系统、超滤系统、直流电源系统、极液系统、涂料补加系统、后冲洗系统、烘干系统等组成。 不同的电泳漆品种对涂装设备的要求有一定的差异，电泳涂装工艺及设备设计或选用不当，所导致产生质量问题。所以涂装工艺及设备的设计，作为涂料供应方应尽早介入，提供必要的技术支持，即所说的“售前服务”，才能确保涂装的正常进行，即涂膜质量的正常。 这里的许多建议都来自我们现场服务及电泳涂装系统的故障排除过程所积累的经验。我们认为这些内容是必不可少的，并能令电泳涂料在电泳涂装中发挥良好的性能。,53,2、电泳槽 主要作用 盛放电泳槽液的地方、电泳涂装的场所 组成 分为两个基本部分组成：主槽、副槽 形状 方型（间歇式生产）、船型（连续式生产）,主槽,副 槽,主 槽,副 槽,54,设计要求 1）电泳槽的容积、形状，由工件最大尺寸、生产量、生产节拍来决定。 2）被涂物距液面、底部、电极在300mm左右。 3）槽底有2-3的倾斜度，有利于清洗和除渣。 4）主、副槽之间有溢流堰，液位可调（液位差100mm）。 5）槽底和转角都应设计呈弧型，尽量清除循环死角。 6）采用冷轧钢板，内衬环氧玻璃钢，耐电压2万伏，不允许有裸露金属。,55,3、循环系统 主要作用 1）搅拌：保持涂料均匀混合，防止颜料沉淀、析出； 2）过滤：进行过滤，除去槽液中的杂质颗粒及油污； 3）换热：经过热交换器，控制槽液温度； 4）消泡：及时排除电泳过程中在工件表面产生的气体， 以及将漂浮在主槽中的泡沫赶往副槽。 主要包含设备 泵、管路、喷管、喷嘴、过滤器、换热器、阀门、温度计、压力表等。,56,设计要求 1）使槽液沿单一路线连续运转，且成层流状态，液面运动方向与输送链运动方向相同，实践证明：这样可以得到最洁净的车身。 2）槽液循环过程中，确保液面流速不应小于0.2m/s；靠近槽底部的槽液流速最低为0.4m/s。 3）槽液的循环量要求为4-6个槽容量/小时，以此来选择泵的流量。 5）正常要求24小时不停的搅拌，如果出现问题，一般不超过4小时的停搅时间，因此最好设有备用电源。 6）在电泳槽液循环系统中，一般采用卧式及立式端吸式离心泵；分体卧式泵要求采用双机械封闭。因此需增加液封设备，采用洁净的超滤液，液封在压力3-5kgf/cm2左右。另外泵的转速最好选用1450rpm，如果转速太高，这样离心力大、剪切力大，会使颜料和树脂产生分离,从而形成小颗粒。 7）采用增效喷嘴，如文丘里、鸭嘴等类型喷嘴。,57,4、过滤系统 主要作用 除去槽液中的杂质颗粒、油污等 设计要求 1）过滤采用全过滤方式 ； 2）过滤器安装方式：并联式安装 ； 3）过滤精度：25-50m ； 4）定期更换滤袋； 5）倒槽时应100通过过滤器。,58,5、换热系统 主要作用 电泳涂装过程中，由于电解反应产生的热量、泵机械搅拌转化的热量、被涂工件带入的热量及施工环境温度的影响，槽液温度变化较大，因此，对电泳槽的温度必须有一个控制装置。 设计要求 冷却水=10 加热水=40-45（北方考虑）,59,6、极液系统 主要作用 提供电场；控制槽液ph值 结构 板式、管式、l型三种结构 设计要求 要求有单独的循环系统，循环量6-10l/min.m2 ； 极比：ced4-5/1；aed2-3/1； 备注：极比为工件面积比上电极面积。,60,极液系统示意图,61,7、超滤系统 主要作用 1）实现电泳后的闭合回路清洗方式，回收浮漆，提高涂料的利用率，降低生产成本。 2）减少废水的排放，减少污水处理量及费用，有利环境保护。 3）净化槽液，控制槽液电导率，提高、保证涂膜质量。 结构 卷式、管式、中空纤维，以前面两种使用最多。,62,设计要求 1）根据每小时最大涂装面积来计算所需uf装置的透过量，并最终确定uf膜面积的大小。 2）一般要求工件电泳后，每平方米涂装面积需1.2-1.5l左右的新鲜超滤液进行清洗回收，并适当考虑30-40%的系数。 清洗 当超滤液的出水量低于正常出水量的70后，就要对超滤膜进行清洗，正常情况下，采用1-5的中和剂，5的溶剂进行循环清洗，这两种药剂均为电泳涂料的辅助添加剂。,63,超滤系统回收示意图,主 槽,uf1,uf2,uf系统,uf液 储槽,副槽,浓缩的槽液,输送链,64,8、直流电源 主要作用：提供电场 输出方式：分段电压和软启动两种方式 设计要求 1）波纹系数5%； 2）电压：0-400v任意可调； 3）额定电流：正常情况下，电泳时的冲击电流在10-20a/m2左右，可以根据涂装面积来选择直流电源的额定电流。,65,9、纯水设备 作用 主要为泳前纯水洗、泳后纯水洗、电泳槽、超滤、极液等系统提供用水。 纯水装置 主要有离子交换和反渗透两种设备。 设计要求 1）ph=6.0-7.0； 2）k10s/cm； 3）用水量3.0 l/m2 。,66,10、加料系统 主要作用：槽液日常的生产时，固体份、颜基比、溶剂含量等参数会发生变化，因此通过加料系统来进行调整槽液参数，使之维持在正常的工艺范围之内。 加料方式 1）采用隔膜泵加料：可以直接将加料设在循环泵的吸口前端处，或直接设在电泳副槽。这种方式适合双组分电泳涂料的加料。 2）采用配漆罐加料：是由带机械搅拌的配漆罐、输漆泵、槽液及纯水的供给输入管道、输送漆液至电泳副槽的泵和管道等构成。这种方式适合单组分电泳涂料的加料。,67,11、后冲洗系统 主要作用：清洗涂膜，回收涂料，提高漆膜的外观及理化性能 。 设计要求 1）采用2-3道超滤液和2道纯水，清洗工件表面的浮漆； 2）采用喷淋和浸洗相结合的方式； 3）要有循环、过滤系统。循环量在2-3次/hr，过滤精度为25-50m。 4）喷淋时采用雾化喷嘴，避免产生过多泡沫；同时喷淋压力小于0.05mpa。,68,12、烘干系统 主要作用：固化漆膜，使之具有一定的理化性能。 传热方式：可分为传导对流烘干和辐射烘干。 设计要求 1）一般采用对流的烘干方式，这样烘道内的温度均匀。 2）设有低温区，预先将 水份烘干，避免产生水迹。 3）烘道的温度和长度，要根电泳涂料的固化条件来设计，一般设计温度要达到200，长度根据链速以及工件热容量决定来设定。,69,第七章：电泳涂料的使用,1、概述 这是系统化的过程，每个环节都非常重要。而且牵涉到的内容非常丰富。对于如何用好电泳涂料，相当重要。 为了确保生产的正常进行和获得稳定良好的泳涂质量，这一过程包含以下内容。 1）设备的审核：包括设计图的审核，设备安装过程的跟踪，以及投槽前对设备的最终确认； 2）涂装线相关设备的清洗； 3）投槽； 4）试生产； 5）现场管理。,70,2、设备的确认 由于电泳涂装对设备的要求比较高，而且不同的产品对于设备的要求也有差异。主要包含了设计图纸的审核，涂装设备安装过程的审核，发现问题提出改进措施并整改设备，直至确认设备能够满足电泳涂料的正常运行。 这点很重要，直接将影响涂装线能否运行正常。 关于设备确认，可以根据上一章节所讲的内容来进行，并根据实际情况做适当的修正。,71,3、洗槽 目的：电泳涂料的涂装质量与槽液中杂质的含量密切相关，微量的杂质可能导致严重涂装弊病，甚至造成槽液报废。杂质含量的控制，应从初次投槽开始，对整个电泳设备进行清洗，尤其是清除油污、油脂、杂质颗粒、杂质离子等，以保证电泳漆不受污染。 清洗材料 工业氨水（1%重量比），l-助剂i（1%重量比），l-助剂ii（1%重量比）， z-中和剂（0.5%重量比），纯水(10s/cm)、自来水等,72,清洗对象 1）电泳槽、配管、过滤器、喷嘴、换热器等； 2）备用槽（储备槽及配管）； 3）补漆设备（泵、配管、配漆罐、原漆过滤器）； 4）水洗系统（含uf水洗及纯水洗槽、循环管路、泵、喷嘴等）； 5）uf系统（uf装置、uf滤液储备槽）； 6）纯水供给设备（纯水贮槽，配管）； 7）极液系统（极液槽、配管、阀门、泵、流量计）；,73,清洗过程（以电泳槽为例） 1）人工清洗： 人工清除设备的焊渣、垃圾、异物、油污； 用含溶剂的棉布擦净附着的油污； 彻底清除干净顶部及关联设备的灰尘； 清扫包括人行道在内的整条涂装线，做到无灰尘、油污； 清扫烘道中的灰尘，擦净油污； 同时确保清洗后，不再被污染。,74,2）碱洗：电泳主槽及相关设备中加满自来水，然后加1%助剂和1%工业氨水，循环清洗24h； 3）将清洗液转移到储备槽或其他需要清洗的槽体； 4）人工采用高压水冲洗槽内的沉淀和污物； 5）酸洗（中和）：槽中加满自来水，再加入1%l-助剂ii和0.5%z-中和 剂。循环4-8小时清洗； 6）将酸洗液转移到其他槽体内； 7）自来水洗：加1/3-1/2的自来水，进行循环清洗，约4hr后排空电泳槽； 8）电泳槽放空后，先用纯水冲洗槽体，并排空，再放入纯水（一般放置1/3-1/2纯水），循环清洗4-8小时；,75,9） 检测纯水洗的水质，要求ph6-7；k50s/cm。 10）清洗合格后，排空电泳槽，更换所有过滤袋，并保持系统不被污染；关闭排污阀，以及通往超滤器的阀门，准备投槽； 备注： uf系统应在去离子水清洗后方可安装uf膜（按供应商提出的要求单独清洗）； 阳极系统应与主槽同步清洗（按供应商提出的要求单独洗），并在电泳槽纯水洗前，安装、试漏完毕。,76,4、投槽 投槽漆的计算，按照产品说明书上的配槽比例，并结合电泳槽容量来计算投漆量。 电泳槽先注入1/3槽容积的纯水，启动电泳主槽的循环系统，把计算量的乳液通过乳液加料泵输入电泳槽。 加完乳液后，再将计算量的色浆输入到电泳槽，色浆补加完毕后，补充纯水，至槽内液体可经副槽溢流循环为止，启动全循环系统。 5、检测参数 循环4小时后，检测槽液nv、ph、k、p/b等参数，视情况作调整达到施工参数范围内。,77,6、熟化 熟化的主要作用是：挥发掉一些低沸点的溶剂，降低槽液的溶剂含量，以及分散槽液的作用； 通过uf装置的运转，主槽内部分溶剂及其它低分子物转移uf清洗槽，逐渐达到平衡； 7、在槽液熟化期间，配制极液和超滤液如下表所示：,78,8、试生产 根据实验室的试验结果（或经验数据）设定涂装条件（t/v/t），生产线上的泳涂电压要比试验室电压高50100v。 在涂装过程中检查、观察时间、电压和时间、电流变化，电沉积特性（v- m、t-m、t-m、v-i、t-i），槽内液流和液面状况。 检查漆膜性能：膜厚与均匀性、泳透率（内壁表面的成膜状况及焊接处的泳涂状况）、涂膜的外观及硬度（干燥程度）。 根据上述结果，修定涂装条件，并直至试涂装出合格的涂层后，即可投入试生产。,79,9、日常管理 为确保生产的正常进行，电泳涂装线必须对涂装设备、槽液和生产环境进行严格的科学管理并做好记录。 1）槽液管理 在电泳涂装工艺管理中，现场管理的最主要的项目为确保槽液稳定及泳涂质量稳定，槽液管理由涂料供应方技术人员会同用户方技术人员共同负责。 槽液管理是指槽液特性：nv、p/b、ph、k、voc含量等参数；电泳特性：膜厚、库仑效率、泳透率、“l”效果、击穿电压等；涂膜特性：漆膜的理化性能等诸多特性的监测和调控。必须定期检测，作好记录，作出变化曲线，发现不正常现象，立即采取措施解决之。,80,2）涂装设备管理 在行业内有句行话，就是七分设备，三分管理，是把是把设备因素提到最高位置，可见其重要性。 只有涂装设备运行正常的情况，才能保证最终产品的质量。对设备的运行状态要进行统计，发现问题要及时调整，并对设备定期进行维护和保养。,81,3）涂装线日常管理要点,82,83,第八章：异常情况分析和处理,1、概述 电泳操作系统中的许多异常问题都可以通过日常、周期性地对槽液的监测、分析来寻找原因，由此引发的涂膜异常问题就迎韧而解了。 由于电泳涂装方法的特性，所产生的涂膜异常、弊病从形式上与一般漆膜弊病相同，单有些缺陷是电泳涂装独有的，比如水迹。其产生原因和防治处理却各不相同，本章节就日常运作中的变化情况进行鉴别，列出其产生异常，弊病的可能原因及相应的处理防治措施，鉴于每个电泳涂装情况有不尽相同之处，可作为一般的常规操作指南。,84,2、处理异常情况的过程 弄清问题 1）分辨：问题出在系统中，还是在有关的表面上？ 2）确定：发生哪类情况和是否发生在所有工件上？ 3）位置：问题出在整个工件上，还是经常发生在同一位置？ 4）时间：什么时候发生？ 5）持续性：问题经常发生，还是偶尔发生，或某些因素不变化，问题就不会发生，某些因素一变化就能解决。,85,确定故障原因 1）相关性：故障的常见原因是什么，生产线有无变化？ 2）槽液参数和问题的现象之间有没有相关性？ 3）机械方面：测试设备、仪器是否正常；电泳生产线设备是否运行正常？ 4）工艺方面：有没有违反工艺、程序进行操作？ 5）前处理：前处理质量有无变化？ 确定调整措施 1）哪些变量能在线上快速测定？ 2）哪些变量能几乎无须中断生产就能进行？ 4）哪些变量能在实验室测定？ 5）参数测定是否需供应商提供技术支持？,86,落实调整措施 每个变量都经过测试后，才能排除或确定可能的解决方法，可能有多种解决方法，但偶然也可能找不到解决方法，既必须重新弄清问题，然后再处理。 跟踪 需要确定哪些恒定的变量，以避免问题重复发生，这种故障处理模式为确定问题，对问题作出反反应和解决问题提供指导原则。如果正确地执行记录，就可对今后出现的问题作出迅速反应。 预防措施 1）电泳涂装设备运行正常，每年进行定期检修或清洗； 2）前处理工艺，质量要控制稳定； 3）电泳槽液各参数控制在工艺范围之内。,87,3、常见的异常情况分析和处理 ph值下降伴有膜厚下降，meq酸值、k值上升,88,ph值上升通常伴有膜厚增加，易起针孔、超滤透过量下降和meq酸值的提高,89,电导率下降伴有膜厚下降和电沉积效率下降,90,电导率上升伴有膜厚增加；电流密度的增加导致出现针孔、杂乱水迹、网纹、漆膜破裂等弊病,91,固体份下降伴随漆膜厚度、k值下降，uf液透过量增加,92,固体份升高伴有膜厚、k值增加，uf液透过量下降,93,灰份（p/b）下降伴有涂膜光泽上升，易出现针孔、缩孔、桔皮等,94,灰份（p/b）升高伴有漆膜粗糙,95,溶剂含量下降漆膜流平性差，厚度下降,96,溶剂含量上升漆膜厚度上升，破裂电压下降、泳透率下降,97,漆膜偏薄,98,漆膜偏厚,99,颗粒,100,101,缩孔、陷穴,102,103,针孔,104,105,水迹,106,二次流痕,107,桔皮,108,涂面斑印,109,异常附着,110,泳透力变差,111,干漆迹,112,槽液起泡,113,第九章：槽液参数检测方法,1、脱脂液的游离碱： 主要检测槽液的游离碱度：用10ml移液管取10ml脱脂液，倒入250ml锥形瓶中，加入23滴酚酞指示剂，用0.1n的h2so4（或hcl）滴定至颜色变成粉红色（10秒不褪色），为滴定终点，所消耗酸的毫升数既游离碱。 2、表调 一般检测ph值，用酸度计测量。,114,3、磷化液 游离酸（fa）：用10ml移液管取10ml磷化液，倒入250ml锥形瓶中，加入23滴溴酚兰指示剂，用0.1n naoh滴定，颜色从黄色变成蓝紫色，为滴定终点，所消耗naoh的毫升数既游离酸。 总酸（ta）：用10ml移液管取10ml磷化液，倒入250ml锥形瓶中，加入23滴酚酞指示剂，用0.1n naoh滴定至颜色变成粉红色（10秒不褪色），为滴定终点，所消耗naoh的毫升数既总酸。 促进剂（ac）:将磷化液倒满发酵管中，加25g氨基磺酸，上下转动几次后，静置2分钟，此时产生气体的毫升数就表示促进剂的浓度。（1ml为一个点）,115,4、电泳槽液 ph值：采用酸度计测量。 电导率：采用电导率仪测量。 固体份：称取2-4g 涂料，精确至0.01g，然后置于已升温至规定温度的鼓风恒温烘箱内焙烘一定的时间后，取出放入干燥器中冷却至室温后，称重，再放入烘箱内按规定温度焙烘规定时间后（120/1hr），于干燥器中冷却至室温后，称重（同时取样2组以上） 计算：固体份=烘烤后的样重/取样重量100%,116,颜基比（灰分）： 瓷坩埚精确到1mg称量； 取大约3g样品于坩埚中，精确到1mg称量 置已称好的漆样于烘箱中，140下将溶剂蒸干； 再将已蒸干的样品放入马弗炉中，从约200加热到900，漆样在最高温度阶段锻烧大约20min。 坩埚冷却后置于干燥器中，冷却至室温称量。 计算： 灰份%=残留物重量/漆样的干重100 颜料含量（p）=灰份f f颜料的挥发份含量系数，如结晶水、碳黑。 基料（b）=固体含量（nv） 颜料含量（p） 颜基比p/b,117,第十章：专业术语,1、ph值 电泳涂料是靠用有机胺或有机酸中和其漆基中的羟基或胺基，并保持一定的氢离子浓度而获得的较稳定的水溶液或乳液，电泳涂料的水溶液或乳液的氢离子浓度也是常规的ph值来表示。 不同的电泳漆都有特定的最佳范围，过高或过低，都会使槽液稳定性变差，导致产生颗粒，易堵滤袋、超滤器等。,118,2、电导率 电导又称比电导度，指在1cm