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阴极电泳涂装技术摘要：电泳涂装技术是上世纪中叶才研制出的一门较新兴的涂装技术，它是以水性树脂为主要成膜基料配置成工作液，导电工件浸泡在工作液内，采用电泳法（亦称电沉积法）进行涂装，将成膜基料沉积在工件表面，经固化成膜的一种涂装技术。
关键词：阴极电泳涂装工艺一概念电泳涂装技术是上世纪中叶才研制出的一门较新兴的涂装技术，它是以水性树脂为主要成膜基料配置成工作液，导电工件浸泡在工作液内，采用电泳法（亦称电沉积法）进行涂装，将成膜基料沉积在工件表面，经固化成膜的一种涂装技术。
二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。
1) 电解任何一种导电液体在通电时产生分解的现象，如水的电解能分解成H2和O2。
2) 电泳在导电介质中，带电荷的胶体粒子在电场的作用下向相反电极移动的现象，如阴极电泳中带正电荷的胶体粒子（R3N H）夹带和吸附颜料粒子由电泳过程移向阴极。
3)电沉积漆粒子在电极上的沉积现象。
电沉积的第一步是H2O的电化学分解，这一反应至使在阴极表面区产生高碱性（OH）界面层，当阳离子（树脂和颜料）与OH 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，这种现象称电渗。
电渗使亲水的涂膜变为涂膜，脱水而使涂膜致密化。
三电泳涂装技术的优点：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部分成本。
另外，电沉积工艺的能量消耗和保养费用大大低于常规喷涂工艺。
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。
1、阴极电泳漆的种类和涂装：阴极电泳漆目前较为流行的有丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨脂等。
所有阴极电泳漆都有清漆和色漆两类。
清漆由有机树脂、稳定剂、乳化剂等组成。
色漆除上述组成外，还加入固体颜料研磨而成。
根据产品的不同要求，可选用清漆或色漆涂装。
清漆：可涂装在镀银，仿金层、抡色层及黄铜抛光件的表面上。
漆膜特点：透明性好，漆膜薄而均匀，防护装饰效果好。
彩色清漆：适用于底层为光亮镀镍、抛光铝等表面，经电泳后或再染色、固化，可获得古铜色、金色、红、绿、兰等透明彩色膜。
漆膜特性：彩色透明、金属观强、防护装饰效果好。
如灯具、眼镜架及工艺品等。
色漆：适用于所有金属表面。
现有发光黑色、亚光黑色、灰色、奶白色、红色、绿色漆等。
漆膜特性：漆膜丰满、色彩鲜丽，漆膜较厚，但漆膜不透明。
可用于自行车车把、仪表机壳、金属家具以及抗蚀性要求高的汽车底漆。
2、阴极电泳的涂装工艺：1)主要设备：电泳槽可用聚氯乙烯板制成。
分阳极室和阴极室，两室之间用渗析膜隔开。
电泳槽同时装有超滤设备和热交换器，工作时还需用泵循环搅拌。
电源为0-100V可调的直流电源，电流容量约30～50A。
另有烘箱或烘道(根据零件大小及量而定)。
2)电泳工艺参数：漆液组成：有机树脂、稳定剂、乳化剂等；PH：不同漆有不同的要求；导电率：(微西门子/厘米)1000±400施工电压：30～100V；漆液温度：25～32℃；电泳时间：0.5～2分钟；固化条件：120℃～170℃、30分钟。
3)工艺流程：(1)电泳清漆、基材前处理→镀金；镀银；镀仿金；镀彩色层或黄铜抛光→清洗→去离子水洗→阴极电泳清漆→去离子水洗→清洗→固化。
(2)彩色清漆：基村前处理→光亮镀镍或抛光铝等→清洗→去离子水洗→阴极电泳→去离子水洗→染色→清洗→固化。
(也有直接电泳成彩色清漆工艺)(3)色漆：基材前处理(包括磷化)→清洗→去离子洗→阴极电泳→去离子水洗→清洗→固化。
3、漆膜质量：1)漆膜硬度：4H～5H(中华牌铅笔)2)盐雾试验：漆膜厚度10μm时大于300小时。
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电泳工艺与喷漆工艺1. 电泳工艺1.1 电泳涂装的概述电泳涂装是一种常用的表面处理技术，它通过将带有颜料的涂料溶解在水中形成胶体溶液，然后利用直流电场将涂料颗粒定向沉积在被涂物体表面上，形成均匀、致密、耐腐蚀的保护层。
这种工艺具有高效、环保、节能等优点，广泛应用于汽车、家电、建筑等领域。
1.2 电泳涂装的原理电泳涂装过程主要包括以下几个步骤：1.预处理：包括去油、除锈等工序，以确保被涂物表面干净。
2.阴极电泳：将被涂物作为阴极，在直流电场作用下，通过阳极溶解出的金属离子与带有颜料的水性胶体溶解液中的阴离子结合，定向沉积在被涂物表面。
3.固化：经过阴极电泳后，被涂物需要经过烘干和固化工艺，使涂料形成致密、耐腐蚀的保护层。
1.3 电泳涂装的优势电泳涂装相比传统喷涂工艺具有以下优势：•均匀性：电泳涂装可以实现均匀的涂层分布，避免了喷涂过程中出现的漏涂、浮灰等问题。
•耐腐蚀性：电泳涂装形成的保护层具有良好的耐腐蚀性能，能够有效延长被涂物的使用寿命。
•环保性：电泳涂装使用水性胶体溶解液，不含有机溶剂，减少了对环境的污染。
•节能性：由于电泳过程中无需加热溶剂，节约了能源消耗。
2. 喷漆工艺2.1 喷漆工艺的概述喷漆是一种常见的表面处理技术，通过将颜料溶解在溶剂中形成漆料，并利用压缩空气将漆料均匀喷洒在被喷物体表面上。
这种工艺广泛应用于汽车制造、家具加工等领域，可以实现丰富的涂装效果。
2.2 喷漆工艺的原理喷漆过程主要包括以下几个步骤：1.表面处理：类似于电泳涂装的预处理工序，确保被喷物表面干净平整。
2.涂装准备：将颜料与溶剂按一定比例混合，形成漆料。
3.喷涂操作：通过高压空气将漆料喷洒在被喷物体表面，形成均匀的涂层。
4.干燥固化：经过喷涂后，被喷物需要经过干燥和固化工艺，使涂料形成坚固、耐久的保护层。
2.3 喷漆工艺的优势喷漆相比电泳涂装具有以下优势：•色彩多样性：喷漆可以根据需要选择不同颜色和效果的涂料，实现更丰富多样的外观效果。
阴极电泳工艺流程
通用的金属表面电泳涂装的全操作工艺流程如下：预清理一上线一除油一水洗一除锈一水洗一中和一水洗一活化一水洗一底层电镀一水洗一光亮电镀一水洗一电泳涂装一槽上清洗一超滤水洗一烘干一检验一包装。
被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。
因此，不同的金属材料和不同的制作成型的制品有不同的工艺流程和前处理要求。
铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。
钢表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。
黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。
磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。
不同材质金属进行不同色彩的阴极电泳加工的工艺流程如下。
(1)钢铁件
金色：前处理一镀镍一镀薄银一透明金色电泳；
咖啡色：前处理一磷化一透明金色电泳；
青铜色：前处理一镀锌一青铜色电泳；
黑色：前处理一磷化一黑色电泳；
其他色：前处理一镀镍一无色透明电泳一着色。
(2)铝及合金
金色：前处理一化学或电化学抛光一透明金色电泳；
咖啡色：前处理一透明咖啡色电泳；
青铜色：前处理一青铜色电泳；
黑色：前处理～黑色电泳；
其他色：前处理一化学抛光一无色透明电泳一着色。
(3)锌合金
金色：前处理一碱铜一酸铜一光亮镍一透明金色电泳；
咖啡色：前处理～透明咖啡色电泳；
青铜色：前处理一青铜色电泳；
黑色：前处理一黑色电泳；
其他色：前处理一碱铜一酸铜一光亮镍一无色透明电泳一着色。
阴极电泳涂装名词解释1. 阴极电泳涂装的概述阴极电泳涂装是一种常见的涂装工艺，通过利用电化学原理将涂料颗粒沉积在导电基材上，形成一层均匀、致密且耐久的涂膜。
这种涂装方法具有高效节能、环境友好、耐腐蚀等优势，被广泛应用于汽车、家电、工程机械等行业中。
2. 阴极电泳涂装的原理阴极电泳涂装通过将工件置于电解槽中，使工件成为电解槽的阴极，涂料则被转化为导电的阴极泳液。
然后施加直流电源，使涂料颗粒电荷发生变化并向工件表面运动。
最终，涂料颗粒在工件表面形成均匀、连续的涂膜。
3. 阴极电泳涂装的工艺流程阴极电泳涂装包括预处理、电泳涂装、烘干和固化等工艺环节。
3.1 预处理在阴极电泳涂装之前，工件需要经过一系列的预处理工艺，主要包括去油、去锈、除尘等。
这些工艺的目的是为了保证工件表面的清洁度和光洁度，以确保涂膜的粘结力和涂装效果。
3.2 电泳涂装电泳涂装是阴极电泳涂装过程中的核心环节。
工件在电解槽中成为阴极，涂料则被转化为导电的阴极泳液，通过施加直流电源，使涂料颗粒向工件表面运动并沉积形成涂膜。
涂膜的厚度可以通过控制电压和泳液的配方等因素来调节。
3.3 烘干和固化涂膜形成后，需要进行烘干和固化工艺。
烘干可以去除涂料中的溶剂，固化则是通过加热或光固化等方式使涂膜达到一定的硬度和耐久性。
烘干和固化的条件和时间也需要根据涂料的类型和工件的要求进行调节。
4. 阴极电泳涂装的优势和应用阴极电泳涂装相比于传统喷涂方法具有以下优势：•均匀性：阴极电泳涂装可以使涂料颗粒均匀沉积在工件表面，形成均匀的涂膜。
•环保性：阴极电泳涂装过程中不产生溶剂挥发，减少了环境污染。
•耐腐蚀性：阴极电泳涂装形成的涂膜具有较好的耐腐蚀性能，能够有效保护工件表面。
•良好的附着力：由于涂料颗粒与工件表面的物理吸附和化学反应，阴极电泳涂装的涂膜附着力较好。
阴极电泳涂装广泛应用于各个行业，主要包括：1.汽车制造：阴极电泳涂装能够为汽车提供耐腐蚀和美观的外观涂装。
阴极电泳工艺流程
《阴极电泳工艺流程》
阴极电泳是一种常见的涂装工艺，通过在电场作用下，在金属表面形成均匀、致密的有机薄膜，以达到涂层保护和美化的效果。
下面是阴极电泳的工艺流程：
1. 表面处理：首先要对金属表面进行处理，以保证涂层的附着力和耐腐蚀性。
常用的处理方法包括除油、除锈、磷化等。
2. 悬浮液准备：将固体颜料和树脂溶液混合搅拌，形成均匀的悬浮液。
悬浮液的粘度、PH值等参数需要根据实际情况进行调整。
3. 阴极电泳：将经过表面处理的金属制品悬挂在电泳槽中，作为阴极极板。
将阳极极板（通常是不溶于悬浮液的材质）放在电泳槽中间，然后通以直流电场，使得悬浮液中的颜料和树脂向金属表面沉积形成均匀的薄膜。
4. 烘干：经过电泳涂装的金属制品需要进行烘干处理，以确保涂层的致密性和耐磨性。
5. 固化：将烘干后的涂层进行固化处理，以提高涂层的硬度和耐腐蚀性。
6. 检验：对成品进行外观检验、附着力检验等，以保证涂层的质量。
阴极电泳工艺流程简单易懂，是一种常见的涂装工艺，应用广泛。
通过控制各个环节的参数，可以获得均匀、致密的涂层，提高金属制品的耐腐蚀性和美观度。
阴极电泳涂装工艺
1 引言
近几年随着我国汽车工业的发展 , 各厂家都在新建或改造涂装生产线 , 新建的电泳涂装线 , 大多数都采用阴极电泳涂装方式。
由于阴极电泳工艺条件要求比较严格 , 加上电泳涂装线设备多 , 工艺环节多 , 比较复杂 , 一次性投资大 , 设计方案应慎重考虑 , 充分发挥其涂装工艺特点 , 以取得好的经济效益。
CED 有其独到之处 , 并愈来愈为人们所重视 , 推广应用普及速度是前所未有的 , 一般阴极电泳涂装工艺分为以下几个步骤 :
预清洗→碱清洗→水洗→磷化→纯水洗→干燥 → CED →超滤→水洗→干燥 2 预处理
控制好预处理 , 对形成均一的磷化膜很重要 , 否则其耐腐蚀性降低 , 并在电泳涂漆后会出现表观缺陷。
通常有两种处理方式 : (1) 全喷淋式 ; (2) 喷浸相结合式。
推荐采用后一种处理方式。
其工艺流程如下：
---预喷洗---浸脱脂---喷洗---浸洗---喷洗---表调---磷化---喷洗---浸洗---新鲜去离子水喷洗---
为了得到优质均匀的磷化膜 , 应特别注意各步水洗工艺。
1 # 、 2 # 工序要能充分去除油脂 , 1 # 工序要用高压水 , 压力越高越好 , 以不损伤工件为限。
这样 , 才有可能形成紧密、附着力好、细腻的磷化膜 , 同时绝对避免或尽可能少的将清洗物带入磷化槽。
3 # 、 4 # 、 5 # 工序为清洗阶段。
6 # 表调阶段 , 它可活化金属表面 , 增加晶核的数量 , 降低磷化膜重量 , 提高形成磷化膜的一致性。
7 # 磷化阶段 , 在金属表面形成一层防腐蚀性的无机盐化学涂膜 , 增大电泳漆膜的表面积 , 磷化阶段要及时清除残渣 , 同时 , 建议所有槽都配置过滤器以去除杂质。
磷化后喷、浸洗即 8 # 、 9 # 工序 , 采用常温全浸式 , 以使磷酸盐尽量溶解于水中。
10 # 新鲜去离子水喷洗 , 将可能带入电泳槽的杂质减至最少 , 所有磷化残余物须从工件表面冲走。
新鲜去离子
水的电导率应低于 10 μ s/ cm , 滴水电导率应小于 20 μ s/ cm 。
3 CED 系统
3 . 1 电泳槽结构材料 电泳槽是加有防腐、绝缘衬里的钢制槽。
通常所采用的绝缘层为胺固化环氧树脂或聚酯 , 绝缘层必须能抗所有化学物质侵蚀 , 并
能承受 600V 以上电压。
其结构和容积应根据被涂工件的大小和电泳工艺的要求确定 , 副槽的大小为主槽的 1/10 , 设计时应考虑如何减少循环死角。
管道可用不锈钢或 PVC 材料 , 接近电泳槽体的管道采用 PVC 管 , 管内流速保持在 180m / min 左右 , 热交换器应使用不锈钢 , 以保证使用寿命 , 不允许使用 Zn 、 Cu 和 Al , 它们会损坏电泳槽漆 , 镀锌钢板不能用于槽液和原漆接触的表面 , 聚四氟乙烯可用于所有接触处。
3 . 2 槽液的循环
主槽的搅拌要避免让槽液出现沉淀 , 通常槽液表面流速至少达到 12m / min 。
一般用单台或多台泵 , 从电泳槽吸出槽液后经泵返到电泳槽内。
如图 2 所示方式排列的喷嘴中以保证槽液的流速。
主副槽循环必须保证槽液在距槽底部 30cm 处的流速为 (2 . 4 ～ 3 . 0) m/ min , 而液面流速为 12 m / min , 循环量为 (3 ～ 6) 次 /h , 也可能达到 (5 ～ 7) 次 /h , 设计时 , 循环能力应有足够的余量。
循环泵 1 与循环泵 2 之流量比 , 应保持在 3 ∶ 1 或 4 ∶ 1 , 否则 , 脏物会在槽入口处翻动 , 并发生沉降。
循环泵可选用离心泵 , 转速 1500r/ min 为宜。
3 . 3 热交换系统 槽液各项参数 , 受温度影响很大 , 槽液施工温度为 (18 ～ 35) ℃ 。
电泳过程中有不少的电能转换为热能 , 为了维持电泳最佳工作温度 , 应有热交换系统 , 在满负荷运转的情况下 , 冷却机应能使温度控制在 15 ℃ , 温度变化幅度不超过 ( ± 2) ℃ 。
在寒冷地区或季节 , 当温度低于正常工作温度时应能自动加温 ; 在高温地区或季节 , 工作参数应有所侧重 , 但通常是以降温为主。
3 .
4 过滤系统
为了减少电泳涂料工作中的各种夹带杂质颗粒对电泳涂层的影响 , 应对工作液进行经常过滤 , 通常包括粗滤和细滤装置 , 滤出机械杂质和絮凝的颗粒 , 过滤器一般具有自清洗能力。
槽液应不少于每小时循环过滤一次。
并且至少有一
个吸油滤袋装于过滤器中 , 这种过滤器也可用于任何冲洗阶段过滤。
3 . 5 超滤系统
为了能及时清除所有积累的各种有害离子 , 保证足够的超滤液量至关重要 , 超滤液的储量必须能满足正常
工作 (2 ～ 4) h 。
一般要求超滤器的能力至少达到 1 . 22L / m 2 · min 。
使用超滤系统是有效的处理方式。
同时利用超滤液进行循环水洗 , 可以进一步提高涂料的利用率 ( 可达 98 %) , 减少了对环境的污染。
超滤器有管式、板式、空心束状等多种结构 , 过滤膜材质可用醋酸纤维、聚砜等。
3 . 6 阳极系统
酸是阴极电泳过程的副产物 , 阳极系统可以带走电泳过程中所产生的酸 , 而使槽液 p H 值和电导率维持稳定 , 阳极液的电导率通常为 (300 ～ 1200) μ s/cm , p H 值为 2 ～ 5 。
阳极罩上覆盖着一层阳离子选择性半透膜 , 只允许酸通过而不返回槽液中。
3 . 7 电源
电泳用直流电源 , 根据电泳涂料施工工艺的要求确定 , 阴极电泳涂料要求在 (0 ～ 400) V 电压范围。
电流应根据涂装工艺要求确定 , 一般每平方米涂装面积约需 10A 的电流容量。
大型工业用电泳电源 , 除有足够的电压幅度、电流容量外 , 还应具有自动调压、保护、安全连锁装置。
电泳通电方式有两种 , 一种是通电后进槽 , 一种是进槽后通电。
两种方式均有缺陷 , 通电后进槽使漆膜外观不好 , 进槽后通电系统过于庞大 , 需要的费用高。
进槽后两阶段的通电方式可以高效地利用电源 , 并获得较高的泳透力。
3 . 8 纯水装置
在电泳涂料工作液的配制和补充固体含量时 , 需要去离子水 , 而在金属表面处理最后水洗 , 电沉积最后阶段也需用去离子水洗 , 纯水装置应根据实际情况而定。
水质要求 : 电导率≤ 20 μ s/ cm ( 25 ℃ ); pH 值为7 。
3 . 9 电泳水洗系统
使用净水或超滤液对电泳后工件进行 (3 ～ 4) 次水洗 , 最后一次应使用纯水
洗 , 超滤封闭水洗既节约大量用水又可减少对环境的污染。
3 . 10
干燥系统低含水量的电泳涂膜 , 在进入烘干前应尽量减少表面水迹 , 以免影响涂膜外观质量。
干燥系统一般采用远红外干燥 , 但对大型复杂工件 , 应采用强制热风干燥 , 以保证各部位干燥的一致性。
干燥温度、时间根据电泳涂料的固化要求而定。
干燥装置应能保证在规定固化温度下所需的最短时间。
定期使用专门仪器测试烘干装置的温度曲线 , 以保证漆膜质量。
为减少干燥过程中释放物质对环境的影响 , 应考虑安装废气治理装置 , 如废气催化燃烧装置等。
