4第三章电泳涂装设备设计25doc.doc

第三章 电泳涂装设备设计 汽车车身涂底漆在汽车工业100多年历史中经历了喷涂、浸涂和电泳涂装三个阶段。当初采用喷涂法时车身内腔和缝隙间表面喷涂不到，而裸露，金属腐蚀从里向外烂，在高温高湿气候条件下使用1-2年，产生穿孔腐蚀。二次世界大战后采用浸涂法，开发采用转动浸涂法（Rotodip）和拖式浸涂法，仍采用有机溶剂型涂料，在车身的耐蚀性方面有所提高;存在的问题，缝隙间有“溶落”现象，大槽浸漆火灾危险性大。因此，设法开发采用水性浸用涂料和探索新的涂装方法。 电泳涂漆法在汽车涂装中获得应用始于上世纪的60年代初，它是在汽车工业中普及和技术更新最快的车身涂底漆方法。尤其是1977年以来形成阴极电泳涂装法替代阳极电泳涂装之势。在汽车市场上形成未采用阴极电泳的轿车失去竞争力的局面。阴极电泳涂装工艺经20多年的不断完善，已成为最成熟的汽车车身、车轮和车架等涂底漆（或底面合一涂层）的先进技术之一，对汽车车身而言，至今尚无替代它的更先进的涂底漆的方法。并在家电、建材、农机、轻工等领域得到广泛应用。 我国汽车工业自上世纪60年代末开始采用阳极电泳法泳涂汽车复盖件和驾驶室，在第六个五年计划时期从英国引进的三条车身阴极电泳涂装线和从日本、奥地利引进阴极电泳涂料，于1986年7月后相继投产，至今国产汽车车身已有95%以上采用阴极电泳涂装法涂底漆。 基于浸漆涂装法存在多种缺点（涂膜上、下部不均，缝隙间的“溶落”现象，涂膜的耐腐蚀性差等），现今几乎已被电泳涂装法取代。电泳涂装设备是在浸渍涂装设备的基础上，增加直流电源、UF、后清洗、过滤等装置及功能发展而成。 3.1电泳涂装及其涂装工艺 电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，仅适用于与一般涂料不同的电泳涂装专用的（水性水溶性或水乳液）涂料（简称电泳涂料）。 它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极（或阴极）、在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电一定时间，在被涂物上析出或沉积均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。根据被涂物的极性和电泳涂料的种类，电泳涂装法可分为两种。阳极电泳涂装法：被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子型（带负电荷）。阴极电泳涂装法：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）。电泳涂装在英语中简称ED(Electro-Depositon)，AED（阳极电泳涂装）、CED（阴极电泳涂装）。 电泳涂装过程伴随电泳、电沉积、电解、电渗等四种化学物理作用的组合，而形成涂膜，其原理介绍如下： （1）电泳：胶体溶液中的阳极和阴极接电后，胶体粒子在电场的作用下带正（或负）电荷胶体粒子向阴极（或阳极）一方泳动现象称之。胶体溶液中的物质不是分子和离子形态，而是分散在液体中的溶质，该物质较大（10-7-10-9m程度），不会沉淀而是分散状态。 （2）电沉积凝集：固体从液体中析出的现象称为凝集（凝聚、沉积），一般是冷却或浓缩溶液产生，而电泳涂装中是籍助于电。在阴极电泳涂装时带正电荷的粒子在阴极上凝聚，带负电荷的粒子（离子）在阳极聚集，当带正电荷的胶体粒子（树脂和颜料）到达阴极（被涂物）表面区（高碱性的介面层），得到电子，并与氢氧离子反应变成水不溶性，沉积在阴极（被涂物）上。 （3）电解：在具有离子导电性的溶液中的阳极和阴极接通直流电，阴离子吸往阳极，阳离子吸往阴极，并产生化学反应。在阳极产生金属溶解，电解氧化，产生氧气、氯气等。阳极是能产生氧化反应的电极。在阴极产生金属析出，并将H+ 电解还原为氢气。 （4）电渗：在用半透膜间隔的浓度不同的溶液的两端（阴极和阳极）通电后，低浓度的溶媒向高浓度侧移行现象称为电渗。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，使涂膜脱水这就是电渗。电渗 使亲水的涂膜变成憎水涂膜，脱水使涂膜致密化。电渗 性好的电泳涂料泳涂后的湿漆可用手摸也不粘手，可用水冲洗掉附着在湿漆膜上的槽液。 3.1.1电泳涂装的主要特征 （1）电泳涂料在水中能完全溶解和乳化，配制成的槽液粘度很低，与水差不多。很易浸透入浸在槽液中的车身（被涂物）的袋状构造部及缝隙中; （2）电泳槽液具有高的导电性，涂料粒子能活泼泳动，而沉积到被涂物上湿涂膜的导电性小，随湿涂膜增厚其电阻增大，达到一定电阻值时，就不再电沉积上去;基于这两点，电泳涂装具有良好的泳透性，生成比较均一的涂膜。 （3）槽液的固体含量低，粘度小，被车身带出槽外涂料少，且可用超滤（UF）装置和反渗透（RO）装置回收利用。 （4）涂膜的附着力强，防锈力高（20 μm厚的阳极电泳涂膜的耐盐雾腐蚀性300h以上，阴极电泳涂膜1000h以上）。 （5