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奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电泳涂料及涂装知识讲师：张肄飞2005年8月11日奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训内容：1、阴极电泳涂料发展史；2、阴极电泳涂料组成及反应基本原理；3、阴极电泳术语介绍及相关设备；4、阴极电泳槽液日常维护项目；5、阴极电泳缺陷一般排查方法；6、电泳投槽简单知识；奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训阴极电泳涂装的发展过程•1809年，俄国化学家列斯首先发现了胶体粒子在电场作用下产生电泳的现象。•1960年，英国的卜内门公司与里兰公司共同研制成功阳极电泳涂料。•1963年，福特公司建立了世界上第一条完整的电泳涂装线。•1969年，美国在电泳涂装线上成功引入超滤技术。•1971年，第一代阴极电泳漆在通用汽车公司投入使用。•1976年，第二代阴极电泳漆在通用公司成功应用。•日本和英国1977年由美国引进技术后，其汽车涂装从78-79年向阴极电泳涂装转化。•80年代中期，美、德、日等开发厚膜型阴极电泳涂料。•90年代末，顺应环保法规要求的无铅电泳涂料相继投入应用奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电泳涂料开发经过及未来第Ⅰ代第Ⅱ代第Ⅲ代第Ⅳ代第Ⅴ代第Ⅵ代开发方向涂膜性能涂膜性能、作业性、表观附加特殊功能新技术地球环境类别AEDCEDCEDCEDCEDCED初期的CED高泳透性防锈性良好的槽液稳定性防锈钢板适应性高泳透性防锈性良好的槽液稳定性新防锈钢板应性低温固化性中厚膜高泳透性低温固化性提高低加热减量高防锈性防锈钢板适应性环境适合化节省资源节省能源低成本高性能特殊技术厚膜型赋于厚膜适应性高外观防锈钢板适应性端面防锈型端面防锈性良好无铅化薄膜、高抗针孔耐石击高耐候隆奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训阴极电泳涂料的发展趋势传统型CED环保CED高耐气泡针孔CED耐石击CED高耐候CED无铅化VOC削减无大气污染物削减工序(省中涂)镀锌板适应性，良好的附着力，涂膜外观节能CED低温固化奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训阴极电泳涂料的主要组成项目主要组成基础树脂聚酰氨或聚脂改性的环氧树脂交联树脂封闭异氰酸树脂中和剂有机酸调整溶剂醇、醇醚和酮类溶剂组份用途色浆主要为颜料份乳液主要为树脂份中和剂用于调整槽液PH值和MEQ值补给溶剂用于调节槽液溶剂含量奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训阴极电泳涂料的主要分类阴极电泳漆按一次泳涂膜厚按环保要求薄膜型有铅型厚膜型无铅型中厚膜型节能型低废气排放奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训H+电泳槽液-+R-OH-R-NHCOO-阴极电泳反应机理电解电渗电沉积电泳2H2O+2e-—2OH-+H2R-NH++OH－——R-N+H2O奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训相关术语：电解：任何一种导电液体在通电时产生分解的现象称为电解。一般电解伴随在一个或两个电极上逸出气体，在电极上分别进行着氧化与还原反应。在电泳过程中水发生水解，在阴极上放出氢气，在阳极上放出氧气，金属阳极产生溶解,溶出金属离子。电泳：在导电介质中的带电荷的胶体粒子在电场的作用下，在阴极电泳过程中带正电荷胶体树脂离子和颜料离子由电泳过程移向阴极(被涂物)。电沉积:漆离子在电极上的沉析现象称为电沉积。在阴极电泳涂装时带正电荷的粒子在阴极上凝聚，带负电荷的离子在阳极聚集。电沉积的第一步是水的电化学分解(电解)。假使槽液的PH是中性，在阴极上的最初反应形成氢气和氢氧根离子，这一反应致使在阴极表面区产生高碱性界面层，当阳离子(树脂和颜料)与氢氧根离子反应变成不溶性时就产生涂膜的沉积。电渗:刚沉积到被涂物表面上的涂膜是半渗透的膜，在电场的持续作用下,涂膜内部所含的水分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。电渗使亲水的涂膜变成憎水涂膜，脱水从而使涂膜致密化。奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训固化反应－OH－OH基体树脂＋NHCOOR＋ROOCHN封闭剂固化树脂OH－OH－反应基烘干热(固化触媒)(NCO封闭物)-OOCHNNHCOO-＋ROH封闭溶剂脱离架桥构造阴极电泳涂料固化机理奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训术语介绍:固体份*表示在涂料中的树脂及颜料的重量比率（%）。（NV）NV过高时出现的问题有：二次流痕、膜厚增加、涂料回收率下降。NV过低时出现的问题有：膜厚降低、桔皮、泳透力下降*表示相距1cm的极间（面积1cm2的阴-阳极间）的电导度（μs/cm），值越大，导电能力越强。一般MEQ值、NV、槽温高电导率就大，PH高电导率就低。如果MEQ、NV正常，而电导率偏高的话，可能是前处理带入的Na、Fe、PO4等杂离子大量蓄积槽中，此时将会导致槽液稳定性降低，易产生桔皮、针孔、处理斑痕等涂膜异常现象。电导率过高出现的问题有：库仑效率下降、镀锌板上易出现针孔、破坏电压降低、产生桔皮。电导率过低出现的问题有：槽液稳定性下降、膜厚分布不均匀。电导率奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训术语介绍:*表示固体成分中颜料的重量比率（%）。灰份由于槽内颜料沉淀导致ASH下降时，涂膜易产生颗粒，过滤易堵塞。（ASH）ASH过高出现的问题有：膜厚降低，涂膜水平面失光、易产生桔皮。ASH过低出现的问题有：抗缩孔能力下降，泳透力下降。*表示槽液中有机溶剂的总重量（%）。溶剂含量过高出现的问题有：泳透力、破坏电压下降，膜厚增加且分布不均匀等。溶剂含量过低出现的问题有：膜厚降低，涂膜产生桔皮、针孔、干斑等弊病。溶剂含量奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训术语介绍:主要是指被涂物或挂具从前处理工程中带入主槽的Na、Fe、Zn等杂离子，Fe离子另外由于涂料循环管道的腐蚀等原因带入，杂离子含量在界限值以上时，涂膜易发生失光、涂装作业性、涂膜性能不良等现象。除去Na、k等离子，可采用废弃U/F过滤液的办法；除去Fe离子时不能采取同样的方法，只能通过更换部分槽液的办法解决。杂离子浓度*是氢离子的浓度指数，值越小酸性越强。PH范围：0-14，PH=7是中性，通常CED在5.3-6.7之间，为弱酸性溶液。PH值过高出现的问题有：槽液的稳定性降低→涂料沉淀、凝聚→堵塞过滤，产生颗粒。PH值过低出现的问题有：腐蚀涂料循环管道等设备，库仑效率降低、破坏电压降低，用U/F水洗出现再溶解。PH奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训*表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/c）。影响库仑效率的因素有：溶剂含量、NV、MEQ、ASH、槽温、施工电压等。库仑效率过高产生的问题：槽液稳定性不良。库仑效率过低产生的问题：泳透力下降，用电量上升。库仑效率术语介绍:补充涂料的累计固体分与槽液固体分相等时称为一个T/O。更新周期一般若是0.2T.O./月以上的话，不需要定期添加溶剂。T.O.或T/OT/O槽液置换率165%287%395%主要是指被涂物或挂具从前处理工程中带入主槽的Na、Fe、Zn等杂离子，Fe离子另外由于涂料循环管道的腐蚀等原因带入，杂离子含量在界限值以上时，涂膜易发生失光、涂装作业性、涂膜性能不良等现象。除去Na、k等离子，可采用废弃U/F过滤液的办法；除去Fe离子时不能采取同样的方法，只能通过更换部分槽液的办法解决。加强纯水的管理也是很重要的。杂离子浓度奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训术语介绍:是为了使被涂物上膜的涂装电压（直流）。通常车身生产线是250-350V，零件生产线是200-300V。电压上升10V，膜厚约增加1μ。输送带停电时，为防止涂膜重溶，要求生产线上有30-50V的保护电压。施工电压过高时出现的问题：膜厚增加，镀锌板出现针孔。施工电压过低时出现的问题：膜厚下降，泳透力降低。施工电压一般电泳初期电流大，随着涂膜析出，涂膜电阻增加，电流值急剧下降，在某个电压以上电泳时，电流值过大，急剧产生H2，从而破坏析出膜，使涂膜发生显著异常。通常将产生这种现象的最低电压叫破坏电压。影响破坏电压的因素有：溶剂含量、MEQ、ASH、NV、电导率、槽温、杂离子含量、分极值、极间距、通电条件等。破坏电压奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训简单的电泳工艺图电泳槽阳极循环系统供给去离子水超滤系统（UF)袋式过滤器超滤液去喷淋系统阳极循环泵奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训涂三电泳线工艺设备图EDRO电泳主槽UF1洗UF2洗纯水洗备用槽UFUF贮槽主要阀门示意球阀电子自动控制阀球阀纯水工水冷水去轴封奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电泳涂装设备－槽液循环系统电泳主槽必须保证的最低循环量：4倍槽液量/hr必须保证的最低表面流速：必须保证的主副槽液位落差：必须保证槽底无喷射死角必须保证适当的过滤精度必须保证良好的温控换热系统考滤倒槽积漆的回收电泳主槽内衬玻璃钢，耐2万伏电压其它各槽可采用不锈钢或内衬玻璃钢循环量不够可能造成槽底沉积和工件表面沉积。表面流速低可能造成工件表面沉积。槽体内衬玻璃钢脱落可能造成涂料反复沉积溶解、槽壁腐蚀、漏电威胁人身安全。良好的过滤是保证涂膜无颗粒的重要措施。循环和电泳换热，控制槽液温度必不可少。奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电泳涂装设备－热交换系统•电泳槽液在生产过程中要求恒温，因此循环的槽液要有热交换系统和足够的换热能力•热交换介质温度要求：降温：5～15℃升温：50℃长时间停产时期一般槽液温度控制：20～25℃奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电泳涂装设备－整流电源•电泳涂膜的沉积需要直流电源•整流设备的电流容量、电压调整范围适应生产要求，一般I=0~1500A；V=0~450V•整流要求－整流输出电压的脉动率：5%•软启动方式：升压时间调整•多段电压设计•多段电压应用中防止串电奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电压分段一段电压三段电压二段电压t1t2一段电压t1启动时间t2通电时间t1t2t3t1启动时间二段电压t2、t3通电时间电泳电流与时间的关系IT电泳膜厚与时间的关系MT★两侧极板面积或电压不同可能存涂膜不均；★极距要求大于30cm,极距不同可能存在涂膜不均；★直流脉动率过大可能导致涂膜粗糙或针孔；★有必要测量、记录单个阳极的电流，阳极膜的老化、堵塞会造成膜厚的不均匀，PH低下。奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电泳涂装设备－阳极系统直流电源阳极阳极膜阳极液阳极分类板式阳极弧型阳极管式阳极电场分布不均匀、维护难电场分布较均匀、易维修用于底部阳极、易溶解通电方式入槽通电带电入槽裸露阳极电场分布均匀、易维修极液管理管式阳极为浸入有效面积板式、弧型浸入正面面积与工件面积比：1：4~6阳极面积手动控制自动控制电泳涂装中使用隔膜阳极是为了维持槽液的酸量平衡奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训•电泳后冲洗系统包括半UF喷淋、UF浸洗、纯水洗或EDRO水洗。•后冲洗水与槽液的总体平衡系统是保证系统正常支行的关键。故对关键性液位控制系统的加强管理十分重要。•对无铅电泳底漆应在纯水进电泳系统前加紫外线杀菌装置，有EDRO系统的生产线应在EDRO干净水出口加紫外线杀菌装置。•较大流量的UF液可降低损耗，提高后清洗效果。•EDRO系统在电泳后冲洗中的应用，使纯水洗槽的涂料也能得到有效的回收利用，进一步提高了涂料的回收利用率，降低了排放污染；但由于涂料中不可避免的窜槽污染，定期对后冲洗水或UF液进行排放也有必要。电泳涂装设备－后冲洗系统浓缩液回主槽或UF洗槽新鲜UF液DIW冲洗UF-2浸洗UF-1冲洗ED主槽EDRO奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训后冲洗－涂料回收效率涂料回收率＝﹝1－（最后回收水NV/槽液NV）﹞×100％一般UF水洗系统的回收率：95~97%UF水洗﹢RO系统的回收率：98~99%更大的UF能力和采用EDRO装置，有利于提高涂料的回收利用率。最佳状态为UF零排放奇瑞公司标准教材-公司级教材电泳基本知识培训电泳涂装设备－超滤系统电泳底漆电泳底漆UF液卷式超滤管UF液电泳底漆管式、毛细管式超滤