涂装工艺与设备(电泳涂装工艺)

涂装工艺与设备涂装工艺与设备2定义在直流电场作用下，分散在极性介质中的带电胶体离子向其所带电荷相反的电极方向移动的现象称为电泳电泳涂装是利用电泳原理，将工件浸在水溶性涂料中，在电场作用下依靠电场产生的物理化学作用，将涂料沉积到工件上的涂装方法电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第3分类按照涂料的品种分电泳底漆底面合一电泳电泳面漆二次电泳电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第4分类按照涂料的品种分按照涂料树脂及电源分阳极电泳阴极电泳电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第阳极电泳：被涂装工件作为阳极，涂料粒子为负电性颗粒。阴极电泳：被涂装工件作为阴极，涂料粒子为正电性颗粒。5分类按照涂料的品种分按照涂料树脂及电源分阳极电泳阴极电泳脉冲电泳电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第脉冲电泳：施加的电流为脉冲电流脉冲电流的方式：1.由连续和间断电流组成2.电流交替的连续和断续3.在连续小电流上叠加较大的断续电流或脉冲电流6分类按照涂料的品种分按照涂料树脂及电源分阳极电泳阴极电泳脉冲电泳喷射电泳电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第喷射电泳：被涂工件为一极，喷射装置为另一极，涂料由喷嘴喷出，在被涂工件和喷嘴之间加以电位差。喷射电泳和普通电泳涂装的区别只是在于供给涂料的凡是不同，其沉积方式与电泳涂装是一致的。7分类按照涂料的品种分按照涂料树脂及电源分阳极电泳阴极电泳脉冲电泳喷射电泳交流电泳电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第交流电泳：施加的电流为普通交流电，被涂工件在两个半周中的极性是相反的，作为涂料粒子所带电荷是不变的，因此在整个涂装过程中，只有半周时间是可以实现漆膜的沉积。交流电泳有其自身的特点，优势工艺范围宽，不足耗电大，效率低。8电泳涂装的特点有利于实现涂装连续化、自动化，大大提高了劳动生产率并减轻了劳动强度电泳涂装无挥发性溶剂，无人员中毒和火灾等隐患无论形状简单、复杂的工件，均可获得附着力良好，厚度均匀的涂层涂料利用充分，可大大降低成本设备复杂，投资费用大对涂料稳定性要求较高，槽液管理技术复杂电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第9电泳涂装的基本原理电泳涂料在电场中的电流作用下，主要发生四种作用电泳电泳过程是电泳涂装的基础，涂料中高分子离子的胶体性质决定了涂料泳动过程中的性质电泳过程中移动的粒子的组成与涂料的组成差别在很大程度上影响到最后漆膜的质量影响因素•槽电压•电位梯度•涂料粘度•温度电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第阳极电泳胶粒模型+++++++++++++++|||||||||||||||KDEU介质粘度圆柱状粒子球状粒子粒子形状参数电位梯度分散介质的介电常数双电层界面动电位46KKKED10电泳涂装的基本原理电泳涂料在电场中的电流作用下，主要发生四种作用电泳电沉积在直流电场作用下，带电高分子粒子到达工件表面，并在其上放电阳极电泳涂料主要是羧酸盐的反应阴极电泳涂料主要是铵盐的反应阴极电泳涂料的泳透力以及电流效率都高过阳极电泳涂料阴极电泳过程中不存在金属的氧化过程电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第11电泳涂装的基本原理电泳涂料在电场中的电流作用下，主要发生四种作用电泳电沉积电解电解过程主要是涂料中的小分子物质在电极上的竞争反应最主要的电解反应是电解水，水的电解反应程度与电场强度成正比，因此，电泳时尽量不采用过高电压电解过程是电泳涂装中不需要的反应，但电解反应是不可避免的，只能是适当控制电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第12电泳涂装的基本原理电泳涂料在电场中的电流作用下，主要发生四种作用电泳电沉积电解电渗是电泳的逆过程，其过程中主要是湿膜中的水向外运动电渗对最终的漆膜质量影响较大影响因素•颜基比•树脂的相对分子量•pH值电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电渗使涂层内的水分显著减少，约为5%-15%，电渗作用不彻底可能会造成涂层气泡或粗糙，甚至气孔等缺陷的出现。13电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺过程常用14电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第工件预脱脂脱脂（除锈）热水水洗酸洗中和表面调整水洗去离子水洗去离子水洗（或热风吹干）电泳沉积超滤循环水洗烘烤成膜冷却涂装面漆特殊要求的特殊工艺过程丙烯酸及聚氨酯电泳漆前处理工艺流程上挂→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→闪银适用范围：装饰性工件和要求外观漂亮但使用环境腐蚀不强的轻工业产品，如眼镜、打火机等基材不同可能具有不同的工艺过程基材→有机封孔→水洗→固化→磷化→去离子水洗→电泳→去离子水洗→烘烤适用范围：多孔隙材料，如高孔隙的粘接钕铁硼磁体等15电泳底漆涂装工艺条件及其控制电泳涂装的工艺参数包括四个方面13个参数槽液的组成方面固体分、灰分、中和当量（MEQ）和有机溶剂含量电泳条件方面槽液温度、涂装电压、泳涂（通电）时间槽液特性方面pH、电导率电泳特性方面库仑效率、最大电流值、膜厚和泳透力电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装主要参数项目环氧、酚醛阳极电泳聚丁二烯阳极电泳第一代阴极电泳第二代阴极电泳第三代厚膜阴极电泳膜厚/μm18—2018—2018—2218—2230—35pH8—98—93—46—76—6.7固体分/%10—1510—1510—2018—2018—20电泳电压/V40—60100—180100—180200200—300电泳时间/min2—32—3333电导率/(S/m)0.5—10.5—11—21—2----泳透力/%6—870507580烘烤温度/℃180180185175150—175烘烤时间/min303030303016电泳底漆涂装工艺条件及其控制电泳电压电泳涂装的通电方式定电压式阶梯跃升式电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第定电压式：冲击电流大，对整流器的容量要求高阶梯跃升式：在步进式电泳涂装生产线上，起始15-30s电压较低，随后逐步升到该涂料的工作电压（这种方式称为软启动）电泳涂装主要参数项目环氧、酚醛阳极电泳聚丁二烯阳极电泳第一代阴极电泳第二代阴极电泳第三代厚膜阴极电泳膜厚/μm18—2018—2018—2218—2230—35pH8—98—93—46—76—6.7固体分/%10—1510—1510—2018—2018—20电泳电压/V40—60100—180100—180200200—300电泳时间/min2—32—3333电导率/(S/m)0.5—10.5—11—21—2----泳透力/%6—870507580烘烤温度/℃180180185175150—175烘烤时间/min303030303017电泳底漆涂装工艺条件及其控制电泳电压电压升高，电沉积速度加快，泳透力提高，涂膜增厚电压过高，电解反应加剧，气泡增多，涂膜过厚，粗糙有针孔——破坏电压电压过低，电解反应慢，电沉积量减少，涂膜薄甚至不能泳涂涂料，泳透力差——临界电压确定因素电泳涂料的类型被涂工件的材质表面积大小电极间距电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳电压与膜厚的关系电泳电压与泳透力的关系18电泳底漆涂装工艺条件及其控制pH值对涂料稳定性以及涂层质量的影响很大pH值对阴极电泳涂料和阳极电泳涂料的影响不同在涂装过程中需要随时调整，控制范围在±（0.05-0.10）调整方式加料法电极隔膜法离子交换树脂法电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装主要参数项目环氧、酚醛阳极电泳聚丁二烯阳极电泳第一代阴极电泳第二代阴极电泳第三代厚膜阴极电泳膜厚/μm18—2018—2018—2218—2230—35pH8—98—93—46—76—6.7固体分/%10—1510—1510—2018—2018—20电泳电压/V40—60100—180100—180200200—300电泳时间/min2—32—3333电导率/(S/m)0.5—10.5—11—21—2----泳透力/%6—870507580烘烤温度/℃180180185175150—175烘烤时间/min303030303019电泳底漆涂装工艺条件及其控制pH值对涂料稳定性以及涂层质量的影响很大pH值对阴极电泳涂料和阳极电泳涂料的影响不同在涂装过程中需要随时调整，控制范围在±（0.05-0.10）调整方式加料法电极隔膜法离子交换树脂法电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第加料法1.阴极电泳过程中补加低酸或无酸新涂料2.阳极电泳补加低胺或无胺涂料3.此法仅适用于小槽或小批量生产电泳涂装主要参数项目环氧、酚醛阳极电泳聚丁二烯阳极电泳第一代阴极电泳第二代阴极电泳第三代厚膜阴极电泳膜厚/μm18—2018—2018—2218—2230—35pH8—98—93—46—76—6.7固体分/%10—1510—1510—2018—2018—20电泳电压/V40—60100—180100—180200200—300电泳时间/min2—32—3333电导率/(S/m)0.5—10.5—11—21—2----泳透力/%6—870507580烘烤温度/℃180180185175150—175烘烤时间/min303030303020电极隔膜法电泳底漆涂装工艺条件及其控制pH值对涂料稳定性以及涂层质量的影响很大pH值对阴极电泳涂料和阳极电泳涂料的影响不同在涂装过程中需要随时调整，控制范围在±（0.05-0.10）调整方式加料法电极隔膜法离子交换树脂法电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电极隔膜法1.又称阳极或阴极极罩法2.利用半透膜使电极区域之间连通，但在辅助电极区形成的对槽液pH影响较大的物质不能交流3.此法对于自动化生产较为适用电泳涂装主要参数项目环氧、酚醛阳极电泳聚丁二烯阳极电泳第一代阴极电泳第二代阴极电泳第三代厚膜阴极电泳膜厚/μm18—2018—2018—2218—2230—35pH8—98—93—46—76—6.7固体分/%10—1510—1510—2018—2018—20电泳电压/V40—60100—180100—180200200—300电泳时间/min2—32—3333电导率/(S/m)0.5—10.5—11—21—2----泳透力/%6—870507580烘烤温度/℃180180185175150—175烘烤时间/min303030303021电泳底漆涂装工艺条件及其控制pH值对涂料稳定性以及涂层质量的影响很大pH值对阴极电泳涂料和阳极电泳涂料的影响不同在涂装过程中需要随时调整，控制范围在±（0.05-0.10）调整方式加料法电极隔膜法离子交换树脂法电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第电泳涂装工艺水性涂料及其涂装章66.4第离子交换树脂法1.设备复杂2.电泳涂料稳定3.此法应用少22电泳底漆涂装工艺条件及其控制固体含量固体分含量在30％以下时，电沉积量随固体分含量增加而增加