电泳涂装工艺特点及与油漆喷涂比较模板文档格式.docx

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防府性 

不耐腐蚀 

耐腐蚀 

装饰性 

表面粗糙,平滑度低 

平展光滑 

环保性 

污染严重 

合符环保要求 

电泳与喷涂的比较与区别

比较项目

油漆喷涂

电泳涂装

附着力

不强,易脱落

强,很难脱落

防府性

不耐腐蚀

耐腐蚀

装饰性

表面粗糙,平滑度低

平展光滑

环保性

污染严重

合符环保要求

主题:

电泳（电著）涂装发展及应用

A、概述

电泳涂装技术研究起于一百多年前,基于人们对金属表面防腐防锈要求的不断提高而相关表面处理工艺技术又不能较好地解决这种需求的压力下,而被逐渐研制开发。

直到60年代才由GeorgeBrewer博士及福特汽车公司研制开发成功阳极电泳漆。

其最早应用于福特汽车公司的涂装线,随着阳极电泳漆生产使用,日渐暴露其漆膜中包含有金属离子造成抗蚀性差的缺陷,因而,高抗蚀性的阴极电泳漆于七十年代被开发成功,并被人们等认可并大力推广应用。

之后,电泳技术发展日新月异,产品品种由环氧型树脂型发展到丙烯酸型及聚氨脂型。

产品的保护品种也由汽车行业引申到自行车、摩托车及家电、轻工饰品行业,如:

空调、彩电、洗衣机、摩托车、眼镜、锁具、灯具及饰品、发夹、领带夹及各个金属行业以及铝材表面防锈行业。

B、电泳涂漆之优势

a、在很凹的部位,即可形成完成均匀之保护膜,并可利用调整不同之操作电压,即可控制镀层的厚度,达到极高的防腐性,并消除了电镀过程中的厚薄不均电极效应,同时也消除了喷漆过程中的结皮、泪痕之故障。

b、涂料利用率高达95%,与喷漆法相比,减少了材料的浪费。

c、以水作溶剂,免除了火灾危险,也大大降低了水处理及空气污染,安全性提高,减少了环保设备费用。

d、可减少贵金属镀层厚度,仍可维持及超越原来镀层寿命,用彩色电泳漆可取代镀金,大大降低了生产成本。

e、生产性高,生产时间缩短。

金属表面处理、电镀、皮膜等,完成后携带大量水,传统喷涂方法要先行烘干再生产,费时而且浪费能源,而电泳可连续作业,易于大量及自动化生产。

C、电泳漆之工作原理

　　电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下,带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。

它包括四个过程:

a、电解（分解）

　　在阴极反应最初为电解反应,生成氢气及氢氧根离子OH,此反应造成阴极面形成一高碱性边界层,当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质,涂膜沉积,方程式为:

H2O→OH+H

b、电泳动（泳动、迁移）

　　阳离子树脂及H+在电场作用下,向阴极移动,而阴离子向阳极移动过程。

c、电沉积（析出）

　　在被涂工件表面,阳离子树脂与阴极表面碱性作用,中和而析出不沉积物,沉积于被涂工件上。

d、电渗（脱水）

　　涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的,具有多数毛细孔,水被从阴极涂膜中排渗出来,在电场作用下,引起涂膜脱水,而涂膜则吸附于工件表面,而完成整个电泳过程。

D、不同类型之电泳漆之工艺路线及原因

（一）环氧型电泳漆此类电泳漆主要用于大型工业企业,对防腐抗锈要求较高,品种有黑、灰、红、黄等各种颜色,主要用于汽车工业、自行车行业、摩托车行业、家电行业等,电泳漆膜为不透明色。

a、工艺路线

　　上挂→预清洗→脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→水洗→表调→磷化→水洗→水洗→纯水洗→纯水洗→电泳→回收→回收→纯水洗→纯水洗→进烘箱→下挂

b、各工位之作用

（1）预清洗:

清除金属碎骨及焊渣,消除磷化及电泳潜在的尘埃源。

（2）脱脂:

有效的清洗分散及除掉工件表面的矿物油、润滑剂及冲压拉延油,提高磷化效果及减少带入电泳膜及电泳涂膜烘干时翻边及焊缝处易引起的缩水污染物。

（3）热水洗:

有效处理工件表面的遗留碱膜。

（4）酸洗:

除锈及活化金属表面。

（5）表调:

调整表面,以形成疏密均匀之磷化膜。

（6）水洗及纯水洗:

充分水洗,避免前道工序之酸、碱及盐份带入电泳槽污染漆槽,影响漆膜。

纯水电导率小于5μs。

（7）电泳:

在计量好电压及时间下,形成电泳膜。

（8）纯水回收:

回收水洗,减少漆液浪费,回收降低生产成本。

（9）烘烤:

使漆膜在高温160℃--180℃下熟化,固化。

（二）丙烯酸及聚氨脂电泳漆

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

　　此工艺主要针对装饰性工件,要求外观漂亮及较少防腐性的轻工业产品,例如:

眼镜、打火机、锁具、灯具、文具、文体用具及饰品发夹行业,此电泳漆膜为透明色,与各种色浆搭配,在各个电镀工艺中均可达到五颜六色之鲜艳效果,此工艺在国内已被大量推广应用。

b、各主要部位之作用

（1）前处理:

彻底地前处理,可预先解决电镀中80%--90%的故障。

（2）预冲镍:

消除不锈钢制品之不良结合力。

（3）预铜:

消除锌压铸件之起泡现象。

（4）镍:

与各种色浆配套,可电泳出:

暗色的金色、黄铜色、红铜色、黑铜色、仿古铜色、黑镍色、蓝色、红色、紫红色、黄色、绿色等各类颜色。

（5）闪银:

与各种色浆配套,可电泳出各种鲜艳的颜色。

纯金色、24K金色及黄铜、鲜红、仿古铜、黑镍等五颜六色。

C、透明电泳漆与彩色电泳漆之比较

　底材

表面处理

　　透明电泳

　　彩色电泳

　　　　工序

时间

锌合金

镀青铜

前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—透明电泳

45分

前处理—青铜色电泳漆

6分

仿古青铜

前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—黑镍—打磨—透明电泳

前处理—浸黑—打磨—青铜色电泳漆

8分

铁

前处理—碱铜—酸铜—光镍—青铜—透明电泳

35分

前处理—镀锌—青铜色电泳漆

15分

青铜

薄镀金

25分

前处理—红色电泳漆

20分

前处理—镀镍—薄镀银—金色电泳漆

10分

铝合金

镀金

前处理—金色电泳漆

E、电泳漆设备要求及性能指标

a、电泳漆槽

１、小电泳槽（透明型）:

　　可用PP或PVC即可,但要备有冷却、加热槽及过滤循环系统。

２、大电泳槽（环氧型）:

　　铁制衬里,用PVC或玻璃钢作内壁,设有溢流槽,并有阳极隔膜管套。

工件→阳极距离为30--37cm工件→底部高度为45cm

３、带有循环泵:

　　要求8--10次/小时,滤芯为50μm作用之下

（１）保证槽液均匀混合,防止色浆料在槽中或工件上沉积;

（２）进行过滤,以除去颗粒尘埃及油;

（３）经过热交换器冷却槽液,以除去涂装电解及泵运行机械所产生的热能。

B、整流器

１、大槽一般为250V,550V,电流以每挂面积以0.16A/m2计算,电源起动时电压分两段提升0--50伏及50伏--所需电压,时间应为7--10秒。

２、小槽一般为50V,20A即可。

c、阴极部分

１、小槽:

一般用316不锈钢板即可,阴阳极比为小于4:

1。

２、大槽:

一般要用阳极隔膜,阳极液为醋酸调整,阳极电导率一般控制为70--100us。

d、超滤系统

　　主要目的为清除电泳漆工作液中杂质离子及有效闭路中带入的阳离子及阴离子污染源,保证漆液稳定及漆膜完整。

小槽超滤量:

一般为4--30升/小时

大槽超滤量:

一般为50--100升/小时

F、电泳漆之维护及故障处理

a、电泳漆之维护

（１）纯水水质要求在5us以下;

（２）槽液液温控制在26℃--32℃之间（用冰或冷动机）;

（３）进槽要清洗干净,不要将酸、碱带入槽中;

（４）电泳漆要凉干然后进烘箱,烤温不要升温太快。

b、电泳漆故障及处理方案

问题

原因

对策

膜厚不足

固体份低

电压低

温度低

提高固体份

提高电压

提高温度

漆膜过厚

工作周围循环不好

固体份高

温度高

电导率高

电压高

一般因泵、过滤器及喷嘴阻塞而致

降低固体份

降低温度

提高超滤液的排放量

降低电压

水迹

纯水不干净

温度过高

固体份过高

换新纯水

加漆

起泡

工件表面不洁净

充分水洗

漆膜外观不丰满

颜基比过高

减少颜料补加,增加树脂含量

槽液面泡沫

进气、漏气

溢流槽液面过低

检查管道及泵是否泄漏

降低液面高度

涂膜粗糙

颜料份高

减少色浆,增加树脂

超滤降低电导率

针孔

槽液温度低

电导率过高

升高槽液温度

超滤,降低电导率

漆膜不均匀、破裂

斑纹、地图斑痕

底材表面污染

检查金属预处理

检查磷化

漆迹

清洗不够

增加清洗

凹孔、缩孔

杂质污染

颜料份低

清除工件上的杂质

补加色浆

G、电泳涂装ED槽溶剂含量掌控浅折

a、在电泳涂装生产中,无论大小生产线在ED槽溶剂控制方面存在诸多误区,困扰现场生产及管理技术人员,严重影响电泳涂装产品品质及生产效益

b、作者就此问题经长期跟踪调查如下:

当前,很多电泳漆制造厂家及供应商在给客户定期检测ED槽分析报告中,a.固体份b.灰份c.PH值d.电导率值,都较真实可靠。

但所提供溶剂含量的数据非常不可靠,原因有:

a.溶剂检测需备光谱分析仪设备,但此设备较昂贵,很多企业未购买;

b.如认真去做一次ED槽溶剂含量检测较麻烦,成本较高;

因此所谓提供ED槽液溶剂检测数据的准确性,值得怀疑。

可是各大、中、小业主在实际生产中,对溶剂含量准确控制很重要。

作者就此只表各个经验,1.一闻2.二看3.三摸4.四调整

1.一闻:

就是现场人员经过嗅觉可分辨ED槽液溶剂含量大致高低;

2.二看:

电泳涂膜出ED槽经过UF清洗或纯水洗的湿膜外观来判断,如光滑平展说明正常;

其它为异常。

3.三模:

现场人员用手背去贴湿膜,如略有粘手,属于正常;

如不粘手属于偏低;

如很粘手属于超标。

4.四调整:

如判断超标,需排放超滤液（UF液）,排放量根据现场实际情况来把握;

如偏低需补加溶剂,补加方式应少量加,经多次补加直至调整到正常。

、电泳涂装成本核算浅析

a、电泳涂装工艺发展越来越迅猛,但无论在卖方或从事加工的业主,在电泳涂装成本核算方面观点各异,作者在电泳涂装行业从事近十多年工作,在此方面略有所悟,仅供同行商榷。

具体情况包括以下几个方面:

1．电泳漆成膜成本:

例如某公司电泳涂料（双组份）色浆A（固体份）45%,B树脂（固体份）37%,混合比例A:

B=1:

4,如成膜厚度为20μm,电泳成膜密度1.23g/cm3,则电泳漆可成膜表面积为（㎡）:

（0.2kg×

45%+0.8kg×

37%）/（1.23g/cm3×

20μm）≈15.96㎡

结合每公斤单价,则工件成膜电泳漆每平方米的成本可计算出结果（纯理论值,利用率为100%前提,但不同设备、工艺、不同使用厂家,电泳漆利用率自行把握）。

2．前处理工艺成本包括酸洗、脱脂、表调、磷化,请前处理专业人士来核实。

3．水电、燃料、人工、税费、包装、运输费。

4．设备折旧费均摊到每个产品。

5．返工率。

综上5项,就能够系统准确的计算出电泳涂装真实的加工成本。

I、彩色电泳在不锈钢上的应用

a、电泳涂装的发展越来越被更多的行业看好,凭借其优良的性能,简单的操作,其普及率从汽车行业逐渐渗透到小五金、日用百货等行业,从单纯的汽车底漆发展到日用百货、小五金等有高要求及多彩装饰性表面上的应用,成为众多企业提升企业竞争力的首选。

b、下面介绍彩色电泳在不锈钢上的应用（500L电泳槽为例）

工艺流程:

成型工件→脱脂→水洗→水洗→化学抛光→水洗→超声波纯水洗→纯水洗→彩色电泳→UF喷淋→纯水洗→纯水洗→烘干

c、主要设备及材料:

a、电泳槽:

材料PVC,配有漆液主循环过滤系统,采用磁力泵驱动,每小时循环量4-6次,超滤系统及冷热交换循环系统。

b、超滤机:

超滤技术即经过一种半透膜,能将槽液中悬浮的颜料,高分子树脂截面挡回,使槽液中的去离子水、有机溶剂、无机杂质、低分子树脂经过半透膜收集汇流一起成为超滤透过液,其透过量一般根据槽体大小而配置,本条线配置为KL-Q04型超滤机,其流量为200L/H。

c、纯水机:

电泳对纯水要求较高,好的纯水是保证电泳涂装性能的基础,纯水机有反渗透、电渗析、离子交换等几种,现在市面上用得较多的是离子交换和反渗透。

d、电源:

当前国内所做的电泳涂装电源与国际上所用的电源无多大差别,其中有间歇式软启动、自动计时功能、稳压限流功能、过流短路、过载保护功能,其波纹因素<

5%。

e、冷热交换机:

彩色电泳对槽液温度控制要求较高,其槽液温度波动不宜太大,本设备选用进口名牌变频压缩机及电控单元控制、制冷制热分阀控制、共管循环,可一机多槽配置。

f、挂具:

根据产量的要求及产品的特殊性,挂具除了导出电外,还应有相应辅助程序以满足不同产品的特殊要求。

d、主要工艺说明:

a、不锈钢成型工件是在前道工序完成后,再在表面经过拉丝或化学抛光后,进行彩色电泳涂装。

b、脱脂:

除去前道工序产生的表面油脂。

c、化学抛光:

主要针对拉丝工件,此工序主要除去拉丝过程中丝纹缝里含带的小金属颗粒,但时间不宜太长,以免影响丝纹效果。

e、电泳:

1、采用聚氨脂电泳漆,以GX-1001为例,配500L电泳槽需漆83kg,高去离子水417kg,按漆:

水=1:

5配比,色浆和漆的比例根据厂家提供的样品色浆,可调全色系,现在用的多有红铜、枪黑、宝兰及茶色。

2、其温度控制在27±

2℃,以偏上为宜。

f、纯水洗要求严格控制水质,电泳前一道纯水洗控制在500μs以下,最后一道水洗控制在50μs以下。

g、烘干:

温度升高不宜太快,分预烘及固化两个过程,烘炉内的各点温差应不超过±

5℃,内部应洁净。

h、以上为最普遍的不锈钢彩色电泳工艺,每个厂家都应根据具体工件要求来选择最佳工艺。