奇瑞公司標準培訓教材電泳涂料及涂裝知識.ppt

1、,電泳涂料及涂裝知識,講師：張肄飛 2005年8月11日,內(nèi)容： 1、陰極電泳涂料發(fā)展史； 2、陰極電泳涂料組成及反應基本原理； 3、陰極電泳術語介紹及相關設備； 4、陰極電泳槽液日常維護項目； 5、陰極電泳缺陷一般排查方法； 6、電泳投槽簡單知識；,陰極電泳涂裝的發(fā)展過程,1809年，俄國化學家列斯首先發(fā)現(xiàn)了膠體粒子在電場作用下產(chǎn)生電泳的現(xiàn)象。 1960年，英國的卜內(nèi)門公司與里蘭公司共同研制成功陽極電泳涂料。 1963年，福特公司建立了世界上第一條完整的電泳涂裝線。 1969年，美國在電泳涂裝線上成功引入超濾技術。 1971年，第一代陰極電泳漆在通用汽車公司投入使用。 1976年，第二代陰極

2、電泳漆在通用公司成功應用。 日本和英國1977年由美國引進技術后，其汽車涂裝從78-79年向陰極電泳涂裝轉化。 80年代中期，美、德、日等開發(fā)厚膜型陰極電泳涂料。 90年代末，順應環(huán)保法規(guī)要求的無鉛電泳涂料相繼投入應用,電泳涂料開發(fā)經(jīng)過及未來,陰極電泳涂料的發(fā)展趨勢,傳統(tǒng)型CED,環(huán)保CED,高耐氣泡針孔CED,耐石擊CED,高耐候CED,無鉛化,VOC削減,無大氣污染物,削減工序(省中涂),鍍鋅板適應性，良好的附著力，涂膜外觀,節(jié)能CED,低溫固化,陰極電泳涂料的主要組成,陰極電泳涂料的主要分類,陰 極 電 泳 漆,按一次泳涂膜厚,按環(huán)保要求,薄膜型,有鉛型,厚膜型,無鉛型,中厚膜型,節(jié)能型

3、,低廢氣排放,H+,電泳槽液,-,+,R-OH-,R-NHCOO-,陰極電泳反應機理,電解,電滲,電沉積,電泳,2H2O+2e-2OH-+H2 R-NH+OHR-N+H2O,相關術語： 電解：任何一種導電液體在通電時產(chǎn)生分解的現(xiàn)象稱為電解。一般電解伴隨在一個或兩個電極上逸出氣體，在電極上分別進行著氧化與還原反應。在電泳過程中水發(fā)生水解，在陰極上放出氫氣，在陽極上放出氧氣，金屬陽極產(chǎn)生溶解,溶出金屬離子。 電泳：在導電介質(zhì)中的帶電荷的膠體粒子在電場的作用下，在陰極電泳過程中帶正電荷膠體樹脂離子和顏料離子由電泳過程移向陰極(被涂物)。 電沉積: 漆離子在電極上的沉析現(xiàn)象稱為電沉積。在陰極電泳涂裝時

4、帶正電荷的粒子在陰極上凝聚，帶負電荷的離子在陽極聚集。電沉積的第一步是水的電化學分解(電解)。假使槽液的PH是中性，在陰極上的最初反應形成氫氣和氫氧根離子，這一反應致使在陰極表面區(qū)產(chǎn)生高堿性界面層，當陽離子(樹脂和顏料)與氫氧根離子反應變成不溶性時就產(chǎn)生涂膜的沉積。 電滲: 剛沉積到被涂物表面上的涂膜是半滲透的膜，在電場的持續(xù)作用下,涂膜內(nèi)部所含的水分從涂膜中滲析出來移向槽液，使涂膜脫水，這種現(xiàn)象稱為電滲。電滲使親水的涂膜變成憎水涂膜，脫水從而使涂膜致密化。,固化反應,OH,OH,基體樹脂,NHCOO R,R OOCHN,封閉劑,固化樹脂,OH,OH,反應基,烘干,熱,(固化觸媒),(NCO封

5、閉物),-OOCHN,NHCOO-,ROH,封閉溶劑脫離,架橋構造,陰極電泳涂料固化機理,術語介紹:,術語介紹:,術語介紹:,術語介紹:,術語介紹:,簡單的電泳工藝圖,涂三電泳線工藝設備圖,EDRO,電泳主槽,UF1洗,UF2洗,純水洗,備用槽,UF,UF貯槽,純水,工水,冷水,去軸封,電泳涂裝設備 槽液循環(huán)系統(tǒng),電泳主槽,必須保證的最低循環(huán)量：4倍槽液量/hr 必須保證的最低表面流速： 必須保證的主副槽液位落差： 必須保證槽底無噴射死角 必須保證適當?shù)倪^濾精度 必須保證良好的溫控換熱系統(tǒng) 考濾倒槽積漆的回收,電泳主槽內(nèi)襯玻璃鋼，耐2萬伏電壓 其它各槽可采用不銹鋼或內(nèi)襯玻璃鋼,循環(huán)量不夠可能造

6、成槽底沉積和工件表面 沉積。 表面流速低可能造成工件表面沉積。 槽體內(nèi)襯玻璃鋼脫落可能造成涂料反復沉積溶解、槽壁腐蝕、漏電威脅人身安全。 良好的過濾是保證涂膜無顆粒的重要措施。 循環(huán)和電泳換熱，控制槽液溫度必不可少。,電泳涂裝設備熱交換系統(tǒng),電泳槽液在生產(chǎn)過程中要求恒溫，因此循環(huán)的槽液要有熱交換系統(tǒng)和足夠的換熱能力 熱交換介質(zhì)溫度要求： 降溫： 5 15 升溫： 50,長時間停產(chǎn)時期一般槽液溫度控制：2025,電泳涂裝設備整流電源,電泳涂膜的沉積需要直流電源 整流設備的電流容量、電壓調(diào)整范圍適應生產(chǎn)要求，一般 I =0 1500A；V = 0 450V 整流要求整流輸出電壓的脈動率： 5% 軟

7、啟動方式：升壓時間調(diào)整 多段電壓設計 多段電壓應用中防止串電,電壓分段,一段電壓,三段電壓,二段電壓,t1,t2,一段電壓,t1啟動時間,t2通電時間,t1,t2,t3,t1啟動時間,二段電壓,t2、 t3通電時間,電泳電流與時間的關系,I,T,電泳膜厚與時間的關系,M,T,兩側極板面積或電壓不同可能存涂膜不均； 極距要求大于30cm,極距不同可能存在涂膜不均； 直流脈動率過大可能導致涂膜粗糙或針孔； 有必要測量、記錄單個陽極的電流，陽極膜的老 化、堵塞會造成膜厚的不均勻，PH低下。,電泳涂裝設備陽極系統(tǒng),直流電源,陽極,陽極膜,陽極液,陽極分類,板式陽極,弧型陽極,管式陽極,電場分布不均勻、

8、維護難,電場分布較均勻、易維修,用于底部陽極、易溶解,通電方式,入槽通電,帶電入槽,裸露陽極,電場分布均勻、易維修,極液管理,管式陽極為浸入有效面積,板式、弧型浸入正面面積,與工件面積比：1：4 6,陽極面積,手動控制,自動控制,電泳涂裝中使用隔膜陽極是為了維持槽液的酸量平衡,電泳后沖洗系統(tǒng)包括半UF噴淋、UF浸洗、純水洗或EDRO水洗。 后沖洗水與槽液的總體平衡系統(tǒng)是保證系統(tǒng)正常支行的關鍵。故對關鍵性液位控制系統(tǒng)的加強管理十分重要。 對無鉛電泳底漆應在純水進電泳系統(tǒng)前加紫外線殺菌裝置，有EDRO系統(tǒng)的生產(chǎn)線應在EDRO干凈水出口加紫外線殺菌裝置。 較大流量的UF液可降低損耗，提高后清洗效果。

9、 EDRO系統(tǒng)在電泳后沖洗中的應用，使純水洗槽的涂料也能得到有效的回收利用，進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竄槽污染，定期對后沖洗水或UF液進行排放也有必要。,電泳涂裝設備后沖洗系統(tǒng),濃縮液回主槽或UF洗槽,新鮮UF液,DIW沖洗,UF-2浸洗,UF-1沖洗,ED主槽,EDRO,后沖洗涂料回收效率,涂料回收率 1（最后回收水NV / 槽液NV）100,一般 UF 水洗系統(tǒng)的回收率： 95 97% UF水洗RO系統(tǒng)的回收率： 98 99%,更大的UF能力和采用EDRO裝置，有利于提高涂 料的回收利用率。 最佳狀態(tài)為UF零排放,電泳涂裝設備超濾系統(tǒng),電泳底漆,電

10、泳底漆,UF液,卷式超濾管,UF液,電泳底漆,管式、毛細管式超濾管,管式超濾膜體積大，數(shù)量多、更換成本低、使用經(jīng)濟。,卷式超濾膜體積小，占地面積小，透過量大清洗方便，更換成本高。,超濾液需求量過低則后沖洗不凈，損耗量增大。,超濾液需求量一般按單位時間沖洗面積和設計生產(chǎn)能力進行計算。,膜元件結構詳圖 :,原漆,透過液 流通網(wǎng),漆液,漆液 流道網(wǎng),集液管,UF膜,膜透過液,濃 縮 漆,電泳涂裝設備RO系統(tǒng),1反滲透裝置工藝流程圖 ：,純水泵,高壓泵,反滲透膜組件,純水儲槽,精密過濾器,原水泵,原水箱,多介質(zhì)過濾器,活性炭過濾器,阻垢劑,2反滲透原理： 滲透：稀溶液中的水分子通過半透膜向濃溶液中擴散

11、的現(xiàn)象，稱為滲透。半透膜的作用是只有水分子能夠通過，而其它鹽分不能通過。當這種自然滲透達到平衡狀態(tài)時，兩種溶液間形成的高度差，稱為滲透壓。 反滲透：即在濃溶液側施加一定的壓力以克服自然的滲透壓，使?jié)馊芤褐械乃肿酉蛳∪芤褐袧B透，形成與滲透相反的現(xiàn)象，稱為反滲透。,濃溶液,初始狀態(tài),半透膜,稀溶液,濃溶液,稀溶液,滲透及滲透平衡狀態(tài),半透膜,滲 透 壓,濃溶液,反滲透狀態(tài),半透膜,稀溶液,加壓,見下圖所示：,【反滲透過程】,【反滲透過程】根據(jù)反滲透原理可知，滲透和反滲透必須與具有允許溶劑（水分子）透過和半透膜聯(lián)系在一起時,才會出現(xiàn)滲透現(xiàn)象和反滲透操作。,電泳涂裝工藝控制點,磷化底材,槽液參數(shù),通

12、電時間,施工電壓,槽液溫度,烘烤溫度 與時間,后沖洗,涂膜質(zhì)量,陽極,過濾,超濾,底材粗糙度,機械顆粒,油漬,花斑,磷化渣,條痕,滴水電導,啟動時間,高壓時間,低壓時間,極液電導,低壓電壓,高壓電壓,電壓損失,脈動率,槽液溫度,各槽參數(shù),爐溫分布,沖洗壓力,烘烤時間,電極接觸,濾袋孔徑,更換條件,過濾壓差,極液顏色,極板蝕度,進出壓差,濾液流量,進出壓差,膜管清洗,無鉛殺菌,液位平衡,EDRO流量,涂膜厚度,固化程度,表觀狀況,理化性能,純水,純水電導,純水 PH,無鉛殺菌,固體份,灰份,溶劑含量,MEQ值,外觀水膜,介質(zhì)溫度,電泳涂裝對磷化底材的要求,底材粗糙度,機械顆粒,油漬,花斑,磷化渣

13、,條痕,電泳條痕,滴水電導高,電泳粗糙、顆粒,電泳顆粒,電泳花斑,電泳粗糙，影響槽液穩(wěn)定,電泳縮孔、針孔、花斑,電泳粗糙、桔皮,現(xiàn) 象,導致涂膜弊病,電泳涂料對底材的要求,無條痕,無磷化渣,無花斑,無顆粒,Ra低于1.2,無油漬,低于20us/cm,電泳涂料對磷化膜的要求,電泳涂裝工藝管理,電泳涂裝槽液全檢報告,一般由涂料廠家每月提供一份,電泳涂膜理化性能(例),電泳涂裝槽液參數(shù)調(diào)整,涂膜厚度,電壓,槽液固體份,溫度,溶劑含量,涂膜厚度正向影響因素,涂膜厚度逆向影響因素,涂膜厚度,磷化膜厚度,雜離子濃度,槽液返溶性,灰份,通電時間,MEQ值,電泳涂膜蔽病調(diào)查方法,通用調(diào)查方法 各槽液油污染調(diào)查

14、方法,工序掛板對比排除法,是在生產(chǎn)現(xiàn)場采用對比法，在每一工序或連續(xù)隨車掛板，通過對比、比較找出問題所在工序的一種調(diào)查方法。 該方法適用于電泳涂膜蔽病產(chǎn)生工序查找，事實上大部分電泳涂膜蔽病在找到產(chǎn)生的工序后，很容易找出問題根源。,工序掛板對比排除法圖解,前處理,電泳,0次水洗,UF噴淋,UF浸洗,純水洗,淅水區(qū),燒烤,掛板1#：白板,掛板2#：白板,掛板3#：磷化板,實驗室,掛板4#：磷化板,掛板5#：磷化板,試片5#：磷化板,掛板6#：磷化板,掛板7#：磷化板,掛板8#：磷化板,掛板9#：磷化板,工序掛板對比排除法分析,掛板1#：白板,掛板2#：白板,有無差異,檢查前處理工段,檢查電泳工段,無

15、,有,掛板1#：白板,掛板3#：磷化板,有無差異,無,有,檢查電泳工段,前處理工段 問題,掛板3#：磷化板,掛板4#：磷化板,掛板5#：磷化板,掛板6#：磷化板,掛板7#：磷化板,掛板8#：磷化板,掛板9#：磷化板,電 泳,0 次 水 洗,UF 噴 淋,UF 浸 洗,純 水 洗,淅 水 區(qū),烘 烤,實 驗 室,將有問題掛板沒通過的工序排除，就找到了問題產(chǎn)生工序,電泳各槽液油污染調(diào)查方法,一般將一枚200*100*0.8mm3試片在實驗室電泳后， 浸入被調(diào)查槽液中， 露在水面上，浸10分鐘，實驗室烘烤?？己私朊婵s孔狀況與界面縮孔狀況。確認槽液是否油污染。 該法適用確認后沖洗各槽是否被油污染。,

16、電泳各槽液油污染調(diào)查方法圖解,未浸入面,界面,浸入面,電泳涂裝槽液異常分析詳圖,電泳涂料烘干窗（例）：,電泳投槽一般知識：,電泳涂料的涂裝質(zhì)量與槽液中雜質(zhì)含量密切相關， 微量的雜質(zhì)可能導致嚴重的涂裝弊病，甚至造成槽液報 廢。 雜質(zhì)含量的控制應從初次建浴開始，對整個電泳設 備進行完全徹底的清洗，尤其是清除油污油脂等雜質(zhì)， 以保證電泳原漆不受污染。,一、清洗步驟： 1、清洗前的確認 2、清洗材料的確認 3、手工清掃、擦凈 4、連續(xù)清洗 5、其他： 在循環(huán)清洗時，要結合考核表面流速，并調(diào)整表面噴 射壓 力及注意主副槽液面落差，設定導流板； 考核主槽液位，如有液位的波動，應及時找出原因（陽極/換熱器）； 觀察沖洗各工位的噴射狀況，有必要調(diào)整之。零次噴淋間隙確認； 記錄各泵在沖洗時的壓力。,二、投槽步驟： 1、事前確認 2、涂料建浴 3、涂料熟化 4、配制陽極液： 5、其它： 1、建浴固體份，灰份為便于調(diào)整槽液，建議建浴固體份為1719%為便于調(diào)整顏基比，建議建浴灰分為1517%； 2、建浴過程異常處置 泄漏：將造成超濾液或槽液損失，要盡最快速度修理； 液位上升或下降：亦是由于泄漏造成，要找到發(fā)生原因，盡快排除； 泡沫過多：由于泵吸入空氣或液面調(diào)節(jié)不當所致，要及時調(diào)整。,電泳新線清洗投槽,電泳漆混槽,電泳涂料在提高涂料檔次或處理問題槽液時需要更換新型涂料。