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涂装手册上海XX涂料化工有限公司二000年六月1目录前言…………………………………………………………………………11．电泳涂装的历史和特点1．1电泳涂装的历史1．2电泳涂装的优点………………………………………………………21．3电泳涂装的局限性……………………………………………………32．电泳涂装（电沉积）机理2．1电化学机理…………………………………………………………42．2电泳的化学反应式……………………………………………………53．涂装前处理3．1概述3．2清洗……………………………………………………………………63．3表面转化………………………………………………………………74．电泳系统工艺概况4．1电泳工艺…………………………………………………………94．2电泳系统设备介绍…………………………………………………104．2．1电泳槽……………………………………………………………114．2．2循环系统…………………………………………………………124．2．3过滤装置…………………………………………………………134．2．4清洗系统（后冲洗）……………………………………………144．2．5热交换（冷却）系统……………………………………………154．2．6超滤（UF）系统4．2．7反渗透（RO）系统……………………………………………184．2．8阴（阳）极系统………………………………………………194．2．9电源系统……………………………………………………………234．2．10加料系统………………………………………………………254．2．11后冲洗系统……………………………………………………2624．2．12烘干系统………………………………………………………275．异常情况处理5．1概述5．2阳极电泳异常情况处理………………………………………285．3阴极电泳异常情况处理………………………………………366．电泳涂料的使用6．1设备检查与现场清理…………………………………………496．2设备清洗6．3投槽6．4试涂装6．5电泳线现场管理要求…………………………………………537．水性浸涂漆7．1前言7．2简介……………………………………………………………577．3浸涂设备要求…………………………………………………587．4涂装工序7．5前处理工艺要求………………………………………………607．6浸涂…………………………………………………………618．涂料的检测方法8．1固体份638．2粘度638．3细度8．4pH值8．5MEQ值8．6颜基比(65)8．7电导率8．8有机溶剂含量(66)38．9泳透率(67)8．10库仑效率(69)8．11电泳漆电沉积量测定(70)9．涂膜的检测方法9．1电泳漆膜制备方法(70)9．2膜厚测定(71)9．3硬度(72)9．4光泽9．5附着力(73)9．6柔韧性(74)9．7耐冲击（75）9．8漆膜耐水性(76)9．9耐盐雾(77)4前言作为汽车防腐层的涂装，电沉积过程最易实现自动化，电沉积涂装法与传统的涂漆方法有着本质上的差异，它是通过电解、电泳、电沉积、电渗等作用完成的，其工作液属于低浓度的胶体分散体系，只有在特定的条件下才能稳定，才能取得理想的涂装效果。因此选择和控制合理工作条件十分重要，按照涂料的工艺要求及涂装规范，严格管理工作液是保证电沉积涂装正常进行的必要条件。本涂装手册旨在帮助用户更好地操作和控制电沉积过程，以确保XX公司的电泳涂料产品能够发挥其最佳性能。该手册适用：·电泳涂装线操作者培训手册。·现场技术服务规范的资料和依据。·版权所有，严禁翻印。51．电泳涂装的历史和特点1．1电泳涂装的历史电泳涂装的原理发明于二十世纪三十年代。为提高汽车车身内腔和焊缝面的防腐蚀性，美国福特汽车公司于1957年开始着手研究电泳涂装。福特公司于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。之后电泳涂装工艺在汽车工业中迅速普及、发展。我国开发电泳涂料和涂装技术已有近30年的历史，70年代初，我国汽车工业中就已建成几条汽车零部件阳极电泳涂装线，到70年代中后期，第一条阳极电泳车身线在“一汽”投产。1．2电泳涂装的优点1．2．1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。另外，电沉积工艺的能量消耗和保养费用也大大低于常规喷涂工艺。1．2．2可控性工作槽液容量较大，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，容易得到均一目标的膜厚，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10-35μm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。1．2．3泳透（力）性好提高了工件内腔的防腐蚀性，尤其阴极电泳涂膜的耐蚀性更好。喷涂、浸涂等涂装法涂装不到的部位和涂料难以进入的部位也能涂上漆膜；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、6焊缝、边缘等处的耐蚀性显著提高。1．2．4高效性若槽液操作参数及设备维护得当，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UF液封闭清洗，回收带出槽外的漆液。1．2．5低污染性、高安全性与其它溶剂型涂料、水性涂料相比，因其溶剂含量少，且低浓度，故无火灾危险，对水源和大气污染少。采用UF和RO装置，实现电泳后的全封闭水洗，可大大减少废水处理量。1．2．6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，溶剂含量也低，在烘干过程中不会象其它涂料那样产生流痕、溶落、积漆等弊病。电泳水洗后的涂膜相对干燥，因此晾干时间短，可直接进入高温固化。1．3电泳涂装的局限性一般电泳涂膜的耐候性差，在户外使用时需涂装面漆。●对挂具的管理要求较严，要确保被涂物良好导电。●仅适用于具有导电性被涂物的涂装。●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。2．电泳涂装（电沉积）机理7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。2．1电沉积的电化学机理电泳涂装过程中伴随有电解、电泳、电沉积、电渗等四种电化学现象。2．1．1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。2．1．2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。2．1．3电沉积：电沉积是指涂料粒子在电极上沉析成膜的现象。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H+，致使工件表面形成高酸性介面层，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（OH-），致使在阴极（被涂物）表面形成高碱性介面层，当阳离子（涂料粒子）与氢氧离子反应变成不溶性时就产生涂膜的沉积。2．1．4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。2．2电泳的化学反应式2．2．1阳极电泳涂料（阴离子电沉积涂料）的化学反应：8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+H2O2．2．2阴极电泳涂料（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→4H++4e+O2↑RCOO—+H+→RCOOH2．3泳透率与涂膜形成的电化学过程相关的另一个电沉积的特征是泳透率，即电泳过程中使背离电极的被涂物表面涂上漆膜的能力强弱称之为泳透率，也可理解为电泳涂膜在膜厚分布上的均一性。电沉积涂装时，沉积是沿着系统中存在于阴极和阳极之间的电力线进行的，沉积行为将沿着阻力最小的路线进行，首先覆盖最靠近电极的外表面，随着沉积膜厚的增加，所形成的涂层的绝缘特性渐渐屏蔽了金属基层的导电性，并使电场强度因这种绝缘性的出现而减少，电力线转移到较远的表面，渐渐地，外表面便完全绝缘，电沉积停止，电力线将开始完全作用于内表面。同样，重复上述的过程而使被涂物的内、外表面均被泳涂上漆膜。泳透率与电泳槽液的电导率和湿膜的比电阻成正比关系，泳透率9还与涂装工艺参数有直接关系，如泳涂时间长些，电压和固体份高一些，泳透率也就会相应增高，它是确保工件（被涂物）内腔部分，缝间等表面涂上漆膜的目标值。3．涂装前处理3．1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。前处理主要分为清洗和表面转化二个部分。3．2清洗部分在电沉积处理的前期，首先应清洗掉各种附着在被涂物表面的污物（油污、锈、氧化皮、焊渣、金属屑等），各种清洗系统至少都应包含：预脱脂、脱脂、水洗三个步骤。3．2．1预脱脂：是在上挂工件表面手工揩擦或高压喷雾脱脂剂，或者擦前处理供应商提供的手工脱脂剂（膏），为下道脱脂工位作准备，并且要保持工件表面湿润，以防疏松的脏物再干燥，因为若除去不净会导致磷化层出现斑纹病态。3．2．2脱脂：通常情况下脱脂是在预脱脂后，采用浸渍或喷淋的方法进行，工作液是含有多种表面活性剂的碱溶液，其浓度、温度、处理时间及喷淋压力由供应商推荐。工作液可循环使用，但应配备油水分离系统，确保脱脂液中的含油量在规定值以下。3．2．3水洗：脱脂后，进入水洗，主要是为了清洗掉工件表面残留的脱脂剂及附着物。10水洗可采用喷淋或浸渍的方式进行，采用循环清水清洗，连续生产时，应保持一定量的溢流来控制清水的pH值和碱性清洗剂的浓度，从而使工件表面得到完全的清洗。3．3表面转化（磷化）3．3．1表调：对工件表面使用钛盐或其它物质进行活化，是该工序之目的，主要作用是增加磷化膜晶体的成核点，提高结晶致密度，减少晶粒尺寸和重量，改善磷化膜的结构。表调工艺的良好，是形成优良磷化膜的重要保证。表调可采用喷淋或浸渍的方式实施。如果采用喷淋，保持表调处理液的浓度十分重要，喷淋时建议采用低压宽口喷嘴，可进行平稳的喷淋而均匀地覆盖工件的内外表面，避免强力的冲击而使表调剂在产生预期作用前被冲走。为使喷淋难以到达的部位能够进行有效的表面调整，我们目前推荐采用浸渍处理的方式。3．3．2磷化：汽车工业使用最多的是磷酸锌系的转化处理，得到的磷化膜应有以下特点：·提供一