2020s国内外阴极电泳涂装的应用及发展.docx

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1、2020s国内外阴极电泳涂装的应用及发展目录刖舌11 .阴极电泳涂装基本原理12 .阴极电泳涂装术语33 .阴极电泳的特点124 .阴极电泳涂装的应用125 .国外阴极电泳发展概况135.1. 概述135.2. 紫外光固化电泳涂料145.3. 自分层阴极电泳涂料145.4. 边角防锈型阴极电泳涂料156 .国内阴极电泳发展概况157 .阴极电泳涂料的发展方向16刖百电泳涂料源于20世纪30年代，从20世纪60年代中期开始研究合成阳离子型树脂，并于20世纪70年代初用于对耐腐蚀性能要求高的家用电器上作底漆,随后逐渐开发出了耐蚀性能更高且具有装饰性效果的阴极电泳涂料，由于其具有优良的防腐蚀性、高泳

2、透率、高流平性、高装饰性且涂装自动化程度高、涂装污染少等特点，广泛应用于机动车工业中，并推广应用到建材、轻工、家用电器等工业领域以及五金和工艺品的表面防腐和装饰。1 .阴极电泳涂装基本原理阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并沉积在阴极上，这就是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。电泳涂装是一个很复杂的电化学反应，一般认为至少有电解.、电泳、电沉积、电渗这四种作用同时发生。电泳涂一般不适宜于非金属及不能承受高温烘烤的金属制品.目前相对来说花色品种较少，主要用于涂底漆或涂一层面漆,对工件的预处理要

3、求高。1、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。2、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）。3、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

4、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。4、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。电泳基本原理2 .阴极电泳涂装术语CED技术：即阴极电泳涂装技术。1、固体份(NV)：即浓度，表示在涂料中的树脂及颜料的重量比率()。是形成涂膜成分的比例。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。2、PH：是氢离子的浓度指数，值越小酸性越强

5、。PH范围：0-14,PH=7是中性，通常CED在6.0-6.7之间，为弱酸性溶液。PH值过高出现的问题有：槽液的稳定性降低一涂料沉淀、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。3、电导率(COD)：表示相距1cm的极间(面积lcm2的阴阳极间)的电导度(Us/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、P04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

6、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。4、MEQ值：表示涂料中的100g固体份所耗中和剂的毫克当量，单位是mmol/100g,常规范围是0.19-0.29,是槽液的重要参数。一般MEQ值t,电导率t,PHIo如果ASHt,MEQI。MEQ过高出现的问题有：库仑效率、膜厚、泳透力、破坏电压下降，镀锌板易出现针孔，腐蚀涂料循环管道等设备，用U/F水洗出现再溶解等。MEQ过低出现的问题有：槽液稳定性下降，U/F透过量下降。5、灰份(ASH)：表示固体成分中颜料的重量比率()。由于槽内颜料沉淀导致ASH下

7、降时，涂膜易产生颗粒，过滤易堵塞。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。6、溶剂含量：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。7、电压-膜厚：在正常的槽温下，用规定的电压、规定的时间测得的膜厚。影响膜厚的因素有：正因素：溶剂含量、NV、槽温、施工电压、通电时间负因素：MEQ、ASH8、库仑效率：通常用来衡量电泳涂料的上膜能力。表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/c）o影响库仑效率的因

8、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。槽液老化后，库仑效率有下降趋势。9、泳透力：又称分散能力，是测定电泳涂膜膜厚分布均匀程度的方法。在电泳涂漆时，涂料对被涂物的内表面、凹穴处及背面的涂覆能力。一般以试条上电泳漆高度（厘米）表示。也是使复杂被涂物所有表面能否涂上均匀漆膜的能力。涂料的电阻值愈小，沉积漆膜电阻愈大，泳透力就愈好。泳透力好的电泳漆能确保被涂物的焊接缝、深穴及内表面涂漆均匀，使漆膜的防腐能力增强。它与电泳电压、时间及涂料固体含量成正比；与涂料的pH值、温度及极间距成反比。泳透力的

9、测定有玻璃管法和钢管法。测定时，在测定器玻璃管（或不锈钢管）中插入试条，电泳涂漆后，取出试条，烘干后，测出试条上的电泳漆高度（以厘米计），试条的电泳漆高度愈高，表示泳透力愈大。钢管法适用于高泳透力的电泳漆测定。clipJmageOOl10杂离子浓度：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。11、L效果：用

10、弯曲成L字型的试验板电泳，评价水平面的涂面状态。12、分极：电泳析出的单位面积湿膜的电阻值（k。cm2）o分极值过大产生的问题：膜厚降低，涂膜显得干瘪，易产生桔皮。分极值过小产生的问题：泳透力降低，膜厚偏厚，涂膜粗糙，膜厚分布不匀。13、更新周期T.0,或T/0：补充涂料的累计固体分与槽液固体分相等时称为一个T/0。一般若是0.2T.O./月以上的话，不需要定期添加溶剂。更新周期太长的槽液易老化，上膜能力下降。clip_imageOO3置换率：槽液中新漆占槽液总量的比例。clip_image005clip_image00714、破坏电压（击穿电压）：一般电泳初期电流大，随着涂膜析出，涂膜电阻增

11、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。15、U/F过滤液：U/F是UltraFiltration的略写，用半透膜强制过滤槽液。从U/F装置中析出的透明液是U/F液，U/F液的主要成份是水，另外还有水溶性溶剂、水溶性低分子树脂、中和剂、Na、Pb等离子。U/F液的NV：0.3-0.4%oU/F装置的主要目的是回收涂料。Na等杂离子、中和剂等在槽液中含量异常增加时,可用废弃过滤液的方法处

12、理。U/F透过量过多时出现的问题：槽中的溶剂量减少，超滤水洗系统泡沫多。U/F透过量过小时出现的问题：涂料利用率降低，漆膜产生二次流痕。16、槽温：是电泳主槽槽液温度（）,通常在2630范围。因膜厚随槽温而变化，因此要尽可能保持槽温一定（槽温升高1,膜厚增加1.2口）。一般冷却水温是5-15C,或加热水温为50以下。因长期连休，生产线长时间停止运转时，为防止溶剂量减少或槽液恶化，希望将槽温控制在20-25。槽温过高时出现的问题：膜厚增加、溶剂量减少、槽液恶化。槽温过低时出现的问题：膜厚降低、桔皮、镀锌板出现针孔、泳透力下降17、施工电压：是为了使被涂物上膜的涂装电压（直流）。是为了使被涂物上膜

13、的涂装电压（直流）。通常零件生产线是200-300V。电压上升10V,膜厚约增加lUo电压上升10V,膜厚约增加1H。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。18、破坏电压：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。1

14、9、通电方式：电泳槽有通过式和间歇式两种，通过式适用于产量大的生产线，间歇式适用于产量小的生产线。通电方式有带电入槽和入槽通电两种。通电又分为慢速通电和急速通电。急速通电：从一开始就将电压升到施工电压的方式。此方式冲击电流值较大,故应选择量程较大的整流器。慢速通电（软起动）：慢慢地上升外加电压的方式。例如：用30秒时间慢慢地从0V升到300Vo实际生产线上一般采用2段通电或3段通电方式，第一段用慢速通电方式,以获取光滑涂膜；第二段（第三段）采用急速通电方式以获取高泳透力。20、极间距离：表示阳极（电极）和阴极（被涂物）的距离。极间距过长，由于槽液的电阻大，被涂物的实际外加电压下降；相反，极间距

15、过短，易引起被涂物局部电流集中，从而发生涂膜破坏。通常，极间距要设计在30cm以上，另外，带电入槽时，从被涂物入槽部到第一个阳极的距离短的话,易产生涂膜阶梯、颗粒等弊病。21、极比（A/C）：表示阳极（电极）与阴极（被涂物）的面积比。通常是A/C=1/4-1/6。极比过大出现的问题：膜厚增加，涂膜破坏，。极比过小出现的问题：泳透力下降、膜厚降低。22、整流器：是由交流电源整流而获得直流电源的设备。SCR三相全波整流方式一般为0-400V。最大电流值由被涂物的面积、形状、通电方法、通电条件、槽液特性（库仑效率等）变化所决定，因此要充分考虑各种条件，设定多余的值。23、脉动率：表示整流器的直流变换精度。用于电泳工艺中，脉动率必须在5%以下。脉动率过高时出现的问题：镀锌钢板易产生针孔，涂膜被破坏等。24、汇流板：设在电泳槽上部的阴极铜板，它一接触挂具就使被涂物通电。25、表面流动电压：实际通到电泳槽内的被涂物上的电压。26、过滤器压差：指过滤器的涂料入口和