阴极电泳涂装系统中的阳极系统
阴极电泳漆与阳极电泳漆有什么不同之处
阴极电泳漆与阳极电泳漆有什么不同之处相信大家都了解，电泳涂装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，在被涂物上析出均一、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).这里简单的写下阳极电泳涂料和阴极电泳涂料的化学反应式！阳极电泳涂料(阴离子电沉积涂料)的化学反应：阳极反应(被涂工件)2H2O→4H++4e–+O2↑(电解)Me→Men++ne-(阳极溶解)RCOO—+H+→RCOOH↓(电沉积，树脂，颜料树脂的析出)水溶性→水不溶性nRC00—+Men+→(RCOO)nMe↓阴极反应：2H2O+2e→2OH—+2H2↑R3NH++OH—→R3N+H2O阴极电泳涂料(阳离子电沉积涂料)的化学反应：阴极反应(被涂物)2H2O+2e→2OH—+H2↑R-NH++OH—→R-N↓+H2O(水溶性→水不溶性)阳极反应：2H2O→4H++4e+O2↑RCOO—+H+→RCOOH电泳涂料是一种仅适用于电泳涂装法的专用水溶性(或水乳化型)涂料，在水中能离解为带电荷的水溶性成膜聚合物，并在直流电电场的作用下泳向相反电极(被涂面)，在其表面上沉积析出.根据所采用的电泳涂装方法的不同(被涂物在电泳涂装过程中所处极性不同).电泳涂料可分为阳极电泳除料和阴极电泳涂料两种.(1)阳极电泳漆涂料：阳极电泳涂料用的成膜聚合物是阴离子型树脂，常用的都是多羧基的聚台物，中和剂为无机破或有机胺，如KOH、一乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺等.阳极电泳涂料在水中离解成为阴离子聚合物，常用的有纯酚醛阳极电泳涂料、聚丁二烯阳极电泳涂料、顺酐化油阳极电泳涂料等。
(2)阴极电泳涂料：阴极电泳涂料用的成膜聚合物是阳离子型树脂，在树脂骨架中含有多数的胺基.中和剂为有机酸，如甲酸、乙酸、乳酸等.阴极电泳涂料在水中离解成为阳离子的聚.合物，最常用的村脂有环氧树脂和聚胺酯等.阳极电泳涂料和阴极电泳涂料组成的比较见下表.(3)阴极电泳漆涂料按一次泳涂膜厚尚可分为薄膜型(20um)和厚膜型(30—35um)两种.一般以一次泳涂膜厚25um为分界。
大型汽车涂装线阴极电泳中阳极管漏损检查介绍
大型汽车涂装线阴极电泳中阳极管漏损检查介绍阴极电泳是汽车车身制造广泛应用的涂装工艺，能够提高车体表面的耐腐蚀性能，以提高车身的使用寿命。
在阴极电泳中，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）的树脂和颜料浆，被涂物（车身）作为阴极。
在阴极上的最初反应是水电解形成氢气和氢氧根离子（0H-）,这一反应致使阴极表面产生高碱性界面层，使带正电荷的粒子在阴极上凝集，阳离子（树脂和颜料）与氢氧根离子（0H-）反应产生涂膜沉积。
在阳极区不断产生有机酸：这些酸如不及时除去，就会进入槽液使pH值下降，MEQ值升高，影响工艺参数的稳定，影响泳透力及涂膜性能，形成的漆膜再溶解性增大，亦使漆膜厚度明显减小。
除去槽液中游离酸的办法逐渐发展为采用阳极隔膜系统，阳极系统包含阳极液系统和阳极电源两部分，阳极液系统是阳极系统的主要组成部分，它由阳极隔膜系统、极液往返循环管路、泵、极液槽、电导率和混浊度控制仪、去离子水供给管路等组成。
阳极管隔膜片具有选择性功能，将大分子的电泳涂料成分拦截，小分子的水及酸自由通过。
在大型阴极电泳涂装线上，增加阳极系统，保障电泳涂料的技术参数的稳定。
我公司是我国第一家大客车电泳生产线，电泳槽深达5.2 米，根据生产实践，后增加阳极系统，改善电泳槽整体装置。
因槽体大，有效容量约270 吨，因此阳极管长 4.1 米，隔膜电极有效长度 4.0 米，这在国内汽车行业，十分少见。
自电泳线改造后，出现极液槽液位不断下降，电泳槽液位缓慢上升的状态，一周需要排放UF超滤液1吨以上，这种现象表明阳极管有部分漏液。
如果电泳槽体尺寸较小，检查阳极管故障非常容易，如将阳极管拔出，倒槽等都简单易行。
但对于大客车电泳槽，阳极管重量大，倒槽损耗大，消耗人力物力。
一、阳极管是否泄漏的常规检查方法有几种1.在阳极管的进出水管临近电泳槽端，安装观察口，流出液有颜色者，证明已泄露，需要更换；2.倒槽时观察，电泳漆导入副槽后，阳极管有液体大量流出者为泄露，液体滴落判断为完好；3.将阳极管直接从槽体中拔出，抬高离开电泳液面后，大量液体从底部流出，判断为泄露；我公司在槽体阳极系统设计中，没有加入观察口的，而且需要在正常生产，不转移电泳液的情况下检查阳极管；为此，供货商提出几种检查方法二、第一种排查方案1.阳极系统在正常运行的情况下关闭 5 组阳极的进水阀门，在流量计盘上；2.关闭5组进水阀门45分钟后，把 5 组阳极的回水软管拔出放在塑料桶中；3.再逐一打开 5 组阳极的进水阀门；4.检查阳极回水管路有无黑色电泳漆流出，如果有电泳漆流出，那就基本可以判别这支阳极已经损坏。
阴极电泳的阳极系统
阴极电泳的阳极反应通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。
阴极电泳涂装的阳极系统如图1。
在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。
当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。
为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。
这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。
热点模具网阳极单元电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。
管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。
阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。
阳极单元结构如图2。
1. 阴极电泳阳极棒阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。
阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。
阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。
阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。
如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。
在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。
通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。
2. 阴极电泳阳极隔膜阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。
电泳涂装(ED)知识
电泳涂装2007-03-21 01:04电泳涂装电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法。
它是汽车涂装近３０年来最普及的涂底漆方法之一。
电泳涂装是将具有导电的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较底的电泳涂料槽子中作为阳极（或阴极），在槽中另设对应的阴极（或阳极），在两极间通一定时间的直流电，在被涂物上析出均一、水不溶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，电泳涂装法可分为阳极电泳和阴极电泳两种。
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、AED（阳极电泳涂装）、CED（阴极电泳涂装）。
电泳涂装的原理发明于20世纪30年代，但因当时的水性涂料尚不发达而未得到工业的应用。
为提高汽车车身内腔和焊缝面的防腐蚀性，美国福特汽车公司于1957年开始着手研究电泳涂装法，于1961年建成一条泳涂车轮的试验生产线（阳极涂装法），在1963年成功地用于汽车车身涂装。
电泳涂装法在实际应用中显示出高效、优质、安全、经济等优点，受到世界各国涂装界的重视。
随着新型电泳涂料的开发和技术进步，尤其是1977年开发成功阳离子电泳涂料和阴极电泳涂装技术，电泳涂装工艺在汽车工业中普及速度是史无前例的，并由汽车涂装推广应用到建材、轻工、农机、家电等工业领域。
第一节电泳涂装法的机理及其特征电泳涂装过程伴有电解、电泳、电沉积、电渗等四种电化学物理现象，现将这些现象简要说明如下：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。
众所周知的例子是水的电解能成为氢气和氧气。
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电解，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。
电泳：在导电介质中的带电荷的胶体粒子在电场的作用下，带正电荷胶体树脂粒子和颜料粒子由电泳过程移向阴极。
电泳漆阳极系统杀菌操作指导
电泳漆阳极系统杀菌操作指导一、阳极系统孳生细菌问题含铅阴极电泳漆槽液一般不会长菌，但对于阳极系统，由于一般使用乳酸等富营养性酸中和，在潮湿、高温季节易孳生细菌。
细菌的种类有真菌、霉菌等，现象主要为在极液中出现絮状、粘稠物，易附在槽壁，管道内表面等处，尤其是对于极管的进、出液管、调节阀等处，由于变径影响，极易受到细菌污物堵塞。
重要的是细菌对于极液电导及涂装质量也有潜在的影响。
细菌具有繁殖迅速的特点，细菌的数量必须控制在一定的范围内，正常情况下细菌个数应低于500 个/ mL 样品。
如果阳极系统开始有细菌孳生，请送样到电泳漆厂家检测。
根据细菌含量情况及现场实际情况，可以采取以下阶段的处理措施。
二、初步杀菌方案对于细菌开始孳生，或者长菌现象不严重，或者作为预防措施来进行初步杀菌可以采取以下方案来进行处理1.人工清理管道、阀门等处的细菌污物，保证管路循环畅通。
2.排空极液槽内的极液，对槽壁、槽底等进行人工清理。
3.先打入部分纯水，循环极管内的极液，把极液带出，并全部排空。
4.极液箱注满纯水，加入约3～5%重量的助剂Ⅱ。
5.循环清洗24小时以上，必要时人工对循环管路、槽壁等进行清理。
6.循环清洗结束后，排空循环液，人工清理极液槽底内的污物。
7.注满纯水，循环清洗1小时后排空。
8.再次注满纯水，用醋酸配制阳极液，正常生产。
需要说明的是，应每周排空阳极液（即使不用溶剂杀菌），用醋酸重新配制阳极液一次。
9.以上清洗建议每周进行一次，并且送样检测细菌含量，制定实施周期。
如果生产紧张，也可以在生产过程中实施溶剂清洗，不会影响生产。
三、常规杀菌剂杀菌方案在使用助剂Ⅱ杀菌效果不能彻底的情况下，建议采用专用杀菌剂卡松（KathonLXE），它是一种广谱、非氧剂系杀生剂，在低浓度下使用能有效杀灭较宽范围内的微生物，其含有的活性分子可被降解,减少了排放问题。
按以下详细方案实施：1.人工清理管道、阀门等处的细菌污物，保证管路循环畅通。
电泳阳极-
电泳阳极
电泳阳极是一种用于电泳过程中阴极对应的装置，它是打破传统阴极电泳技术瓶颈的一项重要进展。
在阴极电泳技术中，通过在涂料中加入带负电的颗粒，将其吸附在带正电的工件表面,从而形成漆膜。
电泳漆膜具有厚度均匀，耐腐蚀，抗氧化等优点，被广泛应用于汽车工业等领域。
然而，传统阴极电泳技术也存在诸多问题，例如漆膜厚度分布不均匀，漆膜光泽不足，附着力差等。
电泳阳极则可以解决上述问题，它采用带负电的工件和带正电的阳极进行电泳涂装。
在此过程中，涂料会优先吸附在阳极表面，由于阳极通常为金属制品，具有良好的导电性能，这样可以保证阳极表面涂料的均匀性。
随后，工件通过离子交换的方式从阳极导电涂到表面，形成均匀而有序的漆膜。
电泳阳极具有以下优点：
1.漆膜均匀：由于阳极表面涂料均匀，所以可以保证漆膜的均匀性。
2.光泽度高：阳极表面涂料固化后，具有光滑的表面，漆膜光泽度高。
3.附着力强：由于阳极表面涂料和工件表面涂料之间存在相互作用，所以漆膜附着力更强。
4.生产效率高：由于涂装同时进行，所以生产效率更高。
5.节约能源：传统阴极电泳的工艺中需要使用高电压，而电泳阳极则可以在较低的电压下进行。
电泳阳极技术发展迅速，应用范围也越来越广泛。
目前，它已经成功应用于汽车、家居、建筑等多个领域。
与传统阴极电泳相比，电泳阳极在保证涂料性能的基础上，还可以提高生产效率，降低成本，具有更广阔的应用前景。
电泳涂装技术简介
电泳涂装技术一概述电泳涂装是将具有导电性的被涂工件，浸渍在装水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阴极（或阳极），在槽中另投置与其相对应的阳极（或阴极），在两极间通一定时间的直流电，通过物理化学作用将漆沉积在被涂工件上，形成、水不溶性膜的一种涂装方法。
1．阴极电泳涂装的特点：高效——从漆前处理到电泳底漆烘干可实现生产线化，可适用于大流水线生产。
优质——其泳透力好，提高了工件内的防腐蚀性；（其对工件内腔、焊缝、边缘等的防腐能力是其它涂装法所不能比拟的，漆膜耐盐雾试验可达成1000小时）可得到均一的膜厚，外观好。
安全——属低公害水溶性涂料，溶剂含量少，无火灾危险，尤在采用UF装置后，涂料回收好，大大减少了对水质和大气污染。
经济——指涂料利用率高，可达%952电泳涂装的种类：电泳涂装根据涂料树脂所带电荷的种类分阴极电泳和阳极电泳。
1）阳极电泳——所用涂料树脂是由带羟基团的聚合物经胺中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带负电荷。
常见的有聚丁二烯阳极电泳涂料等。
2）阴极电泳——所用涂料树脂是由带胺基的碱性树脂经酸中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带正电荷。
常见的有环氧树脂、聚胺脂等阴极电泳涂料。
3）阴极电泳漆比较于阳极电泳漆，具有以下优点：（1）具有优良的防腐性能，对底材的附着力高，对焊缝、锐边保护更好。
根据资料统计，阴极漆膜的抗蚀能力优于阳极漆膜5~6倍。
从成本角度考虑，膜厚为10μm的阴极电泳漆漆膜，其耐盐雾试验>=400h,而膜厚为20μm的阳漆膜，其耐雾试验仅达到240-360h。
（2）阴极电泳涂料的库仑效率为阳极电泳涂料的二倍，可使耗电量减少于30% （3）阴极电泳的泳透力高，一般为阳极电泳的1.3-1.5倍，更适宜于形状复杂的工件涂装。
（4）阴极电泳漆的利用率高，可达95%。
（5）阴极电泳漆漆漆膜外观必须有足够的膜厚，这对涂料耗用有负面影响。
二、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。
电泳设备的直流电源和阳极系统的介绍
电泳设备的直流电源和阳极系统的介绍电泳直流电源由整流器供给，供车身的阴极电泳的直流电源电压应0~400V 之间可调，泳涂零部件的电压可适当低一些（0~300V）。
直流电需经滤波，电压脉冲同时不能超过平均直流电的5%，在满负荷情况下电压脉动率要小于5%。
一般对于连续式涂装k为1.5~2；步进空间全浸没通电，软启动k为2~3。
如无软启动，则脉冲电流很大（k为4，一般不采用）。
系统设计时要考虑电流作量备有发展余地。
经验数据每平方米泳涂面积的电流强度为10~20A。
PPG公司介绍其Uni-Primer厚膜阴极电泳底漆的电量消耗大约为0.24~0.28A.h/m2。
整流器应与运输链联锁，职停链10~15s后能自动涂装电压渐降到零。
支使链再启动时，电压要在10~15s升到电压。
在步进式电泳涂装场合所谓软启动，当被涂物浸没后在10~15s内电压渐升到第一工作电压，维持规定时间后，再渐升到第二工作电压，而不是一下就接通工作电压。
有阴极电泳涂装场合为提供最大的的人身安全性，一般都采用阴极（被涂物）接地方式。
有阴极电泳涂装场合（被涂物）和阳极的面积比按4：1设计（这是理论值，随制漆帮和涂料类型而异）。
阳极有隔膜电极和裸电极之分，隔膜阳极具有调整槽液中的酸浓度的功能，能将功赎罪电泳过程中产生的酸排出体系外，保持槽液的酸浓度一定，裸阳极面积不能太大，一般按隔膜电极/裸电极（3~5）/（1~2）设计。
裸电极一般作为槽底阳极。
通电方式有带入槽方式和车体全浸没通电方式。
在带电入槽场合，由于槽液面的泡沫电泳附着产生条纹斑痕涂膜弊病，所以在靠近车身入槽部位可以不布置或少布置阳极，来防止产生带电入槽的涂膜弊病。
全浸没通电方式无此弊端，可是初期电流大。
阳极布置在电泳槽两侧，在泳涂汽车车身那样较大的被涂物场合，可在底部和顶部布设阳极，以使涂层厚度均匀。
在分段供电场合，为防止漆在电压较低的阳极和极罩上沉积，分段电极的间距至少要大于一个极罩的间隙，如分段电压差超过75V，要留3个极罩的间隙。
阳极系统在阴极电泳中的作用
电泳阳极系统的介绍在现代电泳涂装工艺中普遍采用的是阴极系统，阴极系统的可靠性以及电泳的质量都得到了业内的认可。
但随着阴极系统被普遍地接受，阳极系统的作用还是不应该被遗忘。
它在阴极电泳中的作用是显而易见的。
本文就来谈谈阳极系统在阴极电泳中的作用。
阴极电泳是轿车车身制造普遍采用的涂装工艺，它是提高车身使用寿命(耐腐蚀性)的主要手段。
在阴极电泳中，所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)的树脂和颜料浆，被涂物(车身)作为阴极。
在阴极上的最初反应是水电解形成氢气和氢氧根离子(OH-)，这一反应致使阴极表面产生高碱性界面层，使带正电荷的粒子在阴极上凝集，阳离子(树脂和颜料)与氢氧根离子(OH-)反应产生涂膜沉积。
在阳极区不断产生有机酸，这些酸如不及时除去，就会进入槽液使pH值下降，影响工艺参数的稳定，影响泳透力及涂膜性能，再溶解性增大。
除去槽液中游离酸的办法有两种：添加未中和或部分中和的阴极电泳涂料和采用阳极隔膜系统。
一般常用阳极隔膜系统法，尤其是在大型阴极电泳涂装线上。
下面来介绍有关阳极系统：阳极系统的组成：阳极系统包含阳极液系统和阳极电源两部分，阳极液系统是阳极系统的主要组成部分，它由阳极隔膜系统、极液往返循环管路、泵、极液槽、电导率和混浊度控制仪、去离子水供给管路等组成。
阳极液系统:阳极隔膜系统是将阳极封闭在可冲洗的阳极罩上，极罩由不导电材料制成，敞开面(板式电极罩朝向被涂物的一面。
管式电极四周都可算作敞开面)装有离子选择性隔膜。
阳极有板式、管式、弧形阳极等形式，其中管式阳极目前应用最为普遍。
下面着重介绍：管式阳极单元由阳极罩(含离子交换膜)和阳极两部分构成，是过去板式阳极的替代产品。
其结构紧凑，膜电阻小，耗电量低，泳透力高，单位膜面积大，使用寿命长，方便检修和管理。
由于其体积小，重量轻，可安装于电泳槽的侧面、底部或上部，以满足不同涂装工艺的要求。
阳极电极材料一般采用316L不锈钢，厚度最好不小于3．2mm，在正常情况下，阳极缓慢溶解，其寿命取决于通过电泳槽的生产率。
阴极电泳和阳极
阴极电泳和阳极
阴极电泳和阳极电泳是两种常见的涂装技术，用于在金属表面形成具有防腐和装饰效果的涂层：
1. 阴极电泳（Cathodic Electrodeposition）：
- 这是一种电化学涂装过程，也被称为阴极涂装。
它使用电化学原理将涂料颗粒沉积到金属表面上。
- 涂料颗粒带有负电荷，金属工件作为阴极，被浸入带有涂料的电解液中。
- 当电流通入系统时，涂料颗粒会被电场吸引，并在金属表面上形成均匀的涂层。
- 由于阴极电泳是以阴极作为电流入口，因此这种方法能够实现较好的涂层质量和耐腐蚀性能。
2. 阳极电泳（Anodic Electrodeposition）：
- 阳极电泳也被称为阳极涂装，它与阴极电泳相对应。
- 这种涂装过程是通过将正电荷引导到工件上，从而形成涂层。
- 阳极电泳使用带正电荷的涂料颗粒，金属工件作为阳极被浸入带有涂料的电解液中。
- 当电流通入系统时，涂料颗粒被电场吸引并在金属表面上形成均匀的涂层。
- 阳极电泳通常应用于塑料或其他非金属材料上。
无论是阴极电泳还是阳极电泳，都具有以下优点：
- 可以形成均匀而精细的涂层。
- 提供出色的耐腐蚀性能和划伤抵抗能力。
- 能够涂装复杂形状的工件，包括内部空腔。
- 环保，无挥发性有机溶剂的排放。
需要注意的是，阴极电泳和阳极电泳的具体应用取决于涂装对象的材质和需求。
这些技术在汽车制造、家具制造、电子设备等各个领域都有广泛应用。
电泳阳极系统简介
OHOHOHOHOHOHH2 Formation of basic hydroxyl ions (OH-) leads to a rise in pH at the cathode.
H+
O2
H+ H+
H+
OH-
SGM DYSP
聚焦重点
聚变创领
1.阴极电泳涂装简介
eO2 H H2O N + H2O OH
应。
SGM DYSP
聚焦重点
聚变创领
18
2. 阳极系统的组成
2.7 其他
流量计：每个阳极单元进液管装流量计，以监测阳极液流量
变化。
电流表：阳极液循环系统设计时要为每个阳极单元配一个电 流表，以便连续观察各只阳极的运行情况，阳极的状况及操 作数据随时可得。
SGM DYSP
聚焦重点
聚变创领
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电泳阳极系统
Anolyte system
SP-PS1 梁健 2012.03.05
SGM DYSP
聚焦重点
聚变创领
1
1.阴极电泳涂装简介
阴极电泳是轿车车身制造普遍采用的涂装工艺, 它是提高车 身使用寿命（耐腐蚀性）的主要手段。在阴极电泳中, 所采 用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）的树脂和颜料浆, 被 涂物（车身）作为阴极。
SGM DYSP
聚焦重点
聚变创领
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2. 阳极系统的组成
2.6 RO水
RO水的质量对电泳槽槽液的稳定性至关重要，除电导率、杂
质离子等理化指标外，细菌数也是一个非常重要的指标，一
般在进入系统的RO水管路上装有紫外灯杀灭细菌，尽管如此 仍然要在电泳实验室中检测RO水系统的菌落数，当菌落数超 过电泳漆供应商的产品要求时，要向电泳漆供应商或杀菌剂 生产厂家咨询，处理RO水系统使其能与电泳漆的稳定性相适
电泳涂装阳极系统的杀菌方法
电泳涂装阳极系统的杀菌方法作者：朱永勇…文章来源：奇瑞汽车股份有限公司工艺与装备阳极系统是阴极电泳涂装不可或缺的部分，阳极的性能、价格对涂装工艺质量及涂装成本有很大影响，阳极的维护与保养也成为最受行业关注的重要问题之一。
电泳涂装阳极系统应用注意事项1.生产过程中的注意事项阳极液维持正常的流量是至关重要的，需每天进行巡检。
阳极液必须是清洁且透明的，特别是在新槽投槽的前几周，尤其要注意阳极液的颜色，很快变色则表明阳极系统有问题；若阳极液变得模糊不清，可能是阳极膜破损或细菌污染；若阳极液变得颜色和槽液接近，可能是阳极膜破损；若阳极液颜色变成棕色或黑色，但仍然透明，则说明不锈钢阳极板腐蚀过快，或流量低，或电导率过高等。
若有阳极单元渗漏或破损时应立即停止阳极泵，必要时需关闭整流器，及时更换渗漏的阳极单元。
在更换阳极之前，必须关掉电源。
具体操作如下：关闭阳极液系统的循环泵，关闭整流器；检查所有的阳极单元，查出渗漏的阳极单元；将渗漏的阳极单元与电泳系统隔离开来；更换渗漏的阳极单元。
2.电泳倒槽时的注意事项在电泳槽倒槽后要对阳极单元及阳极膜进行冲洗，在倒槽后并不断给阳极膜喷洒去离子水，以免造成电泳漆干结在阳极膜上和阳极膜干透。
电泳涂装阳极系统的维护与保养此处应注意车间使用的纯水系统细菌等级的检测、细菌的控制方法和杀菌的操作方法。
细菌易附在槽壁、管道内表面等处，尤其是对于极管的进、出液管和调节阀等处，由于变径影响，极易受到细菌污物堵塞。
重要的是细菌对于阳极液电导及涂装质量也有潜在的影响。
阳极系统的杀菌控制方案：阳极系统生菌后进行了多次分析，除阳极液盒内细菌，若其他的样品细菌指数均小于1×102，细菌指数都是符合要求的。
若阳极液盒内细菌指数超标，高达8.0×105接近106，易生长的细菌为Molds（霉菌）等。
对此结果我们可以采取以下措施进行控制：1.阳极系统细菌控制方案阳极杀菌步骤应根据细菌生长状况确定清洁方案，大致步骤方案为：周期性使用杀菌剂；定期清理管道、阀门以及阳极罐槽壁、槽底等处的细菌污物；注入纯水循环清洗；清洁完毕后用醋酸配制阳极液。
涂装车间电泳管路工作原理
涂装车间电泳管路工作原理
电泳涂装是一种常见的涂装工艺，涉及到电泳槽、阳极、阴极和电解液等系统。
其工作原理如下：
1. 准备工作：首先，将要涂装的工件表面进行净化处理，如去除污垢、氧化物等。
然后，将工件通过吊挂或夹具固定在阴极槽上，以便进行涂装。
2. 槽液：在电泳槽中，添加含有颜料的涂料或涂装材料，该涂料通常是水性的。
槽液中还包含电解剂和稳定剂等物质，以调整涂料的粘度和电导率。
3. 构造电路：在电泳槽中，将阳极固定在一个容器中，装有可与涂料分离的物质，以防止阳极上形成颜料。
阴极与工件相连，并连接到直流电源的负端，阳极则连接到正端。
这样就构成了一个完整的电路。
4. 电泳过程：当电源工作时，阳极和阴极之间产生电场。
由于涂料是水性的，其颗粒中带有电荷，这些电荷会被电场吸引而向阴极移动。
正电荷的颗粒会向阴极集中，从而在工件表面形成均匀且致密的涂层。
5. 干燥固化：一旦涂层形成，工件会被提取出电泳槽，并送入烘箱中进行干燥。
烘箱中的高温会将涂料中的水分蒸发，同时促进涂层的固化和硬化，形成耐用的涂层。
总结：电泳涂装利用电场作用，使涂料颗粒在电场中向工件表
面集中，形成均匀的涂层。
这种工艺能够快速、高效地进行涂装，且涂层附着力强、质量均匀，广泛应用于汽车和其他制造行业中。
阴极电泳中阳极系统的应用和维护
阴极电泳中阳极系统的应用和维护王雷【摘要】介绍阴极电泳中阳极系统的的工作原理及各组成部分的作用，介绍了阳极系统的安装与维护方法，对阳极易出现的问题给出了解决方案。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】2页(P123-124)【关键词】阴极电泳;阳极系统;阳极管【作者】王雷【作者单位】重庆同乘工程咨询设计有限责任公司，重庆市 404100【正文语种】中文电泳涂漆法在汽车涂装中获得应用始于20世纪60年代，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的趋势。
阴极电泳具有自动化程度高，涂装后可大幅提升车身的使用寿命（耐腐蚀性提高）。
在阴极电泳过程中，树脂和颜料经过酸性中和剂中和以后，形成带正电荷的带电粒子，阴极是作为被涂物的车身等。
电泳发生时带正电荷的树脂和颜料粒子在直流电场的作用下，通过电解、电泳、电沉积、电渗这四种电化学物理作用，最终在车身表面形成一层树脂膜。
在阴极区最开始发生水的电解并形成OH-，随着反应的持续会在阴极区形成高碱性的反应层，带正电荷的涂料粒子在电场的作用下聚集到阴极区与OH-结合变生成了树脂膜的沉积。
polym-N+HR1R2（水溶性） +OH-→polym-NR1R2（涂膜沉积）+H2O在阳极区由于水的电解形成大量的H+，氢离子的存在使得该区域的酸性不断提高：随着反应的深入形成的酸会不断的聚集，如果不能及时将产生的大量有机酸除去而任其进入槽液，必将导致电泳槽液的pH值下降，对工艺参数的稳定、电泳漆的泳透力以及涂膜性能都会产生不良的影响，对涂膜的再溶性和对设备的腐蚀性增大。
因此必须把阳极产生的有机酸及时的排除以保证工艺参数的稳定。
采用添加未中和的或部分中和的阴极电泳涂料进行稀释，该方法曾在阳极隔膜系统大量使用前普遍采用，但其根本缺点是系统中有机酸的浓度只是暂时的相对降低而总量未发生变化，由此可能会造成电泳漆装料越来越多的弊病。
阴极保护系统中用到的部分阳极说明
阴极保护系统中用到的部分阳极说明混合金属氧化物柔性阳极将原始的柔性阳极中的聚合物用钛丝来取代，这种阳极被放置在回填料带中使用，增加了阳极自身的机械性能，当突然出现问题有大电流输出时，也不会使阳极发生损害，这就弥补了原来普通柔性阳极的缺点。
种阳极的基本性能指标有：阳极的基本材料是ASTMB-265一级或者二级钛；阳极的基本形状是丝状或者片状，理论上的使用寿命是在25年左右，阳极自身的消耗率是5mg/A, 在焦炭的回填料中使用时阳极的消耗率是100A每平方米，阳极与电缆连接距离为10米。
用焦炭来做回填料时的使用量一般是每米1.4克。
这样的混合金属氧化物阳极适合用来做深井阳极。
最早用在氯碱工业中的混合金属氧化物阳极，现在被广泛应用在阴极保护领域，它主要是在原来钛物质上加了一层活性的混合金属氧化物。
因为采用钛作为材料，做出的成品阳极重量轻，方面运输与安装，阳极更加可以被加工成任意所需要的形状。
因为表面包有一层氧化物，所以这种混合金属氧化物阳极具有很多优异的物理、化学性能。
比如它具有极耐酸的性能，而且消耗率非常低。
只需要按要求调整阳极表面的氧化物成分，就可以做到适应于各种工业环境中。
因其在普通的工作电流密度环境下可以使用时间长达20年，且消耗速度很低因此该阳极被专业人员视为目前最为理想的辅助阳极材料，但是设计人员建议该混合物金属氧化物阳极使用的环境温度最好控制在17摄氏度到80度之间。
在管道交叉或者临近时，做过阴极保护的管道可能会对没有做过阴极保护的管道造成腐蚀。
为了使没有阴极保护的管道减少电流腐蚀，首先需要做的是确定这条管道是否真的已经受到腐蚀干扰。
主要的方法是将已经做过阴极保护的管道的保护电源断开，并分别测量记录在电源连接与断开的时候，没有做过阴极保护的管道电位，如果该管道的电位随着电源的断开有变化，并且正向电位偏差大于50mV，这时就可以判断这条管道已经受到另一条管道的阴极保护系统的腐蚀干扰。
解决这类问题的方式主要有管道电气跨接，埋设牺牲阳极，屏蔽层覆盖被保护结构，联合排流方式。
阴极电泳的阳极系统
阴极电泳的阳极反应通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。
阴极电泳涂装的阳极系统如图1。
在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。
当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。
为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。
这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。
热点模具网阳极单元电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。
管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。
阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。
阳极单元结构如图2。
1. 阴极电泳阳极棒阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。
阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。
阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。
阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。
如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。
在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。
通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。
2. 阴极电泳阳极隔膜阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。
阴极电泳与阳极电泳的区别
大家都知道，电泳涂装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，在被涂物上析出均一、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）。
阴极电泳加工涂装法：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）.这里简单的写下阳极电泳涂料和阴极电泳加工涂料的化学反应式，了解一下就可以，具体可参看电泳涂装（电沉积）机理一节。
阳极电泳涂料（阴离子电沉积涂料）的化学反应：阳极反应（被涂工件）2H2O→4H++4e–+O2↑ （电解）Me→Men++ne- (阳极溶解)RCOO—+H+→RCOOH↓（电沉积，树脂，颜料树脂的析出）水溶性→水不溶性nRC00—+Men+→(RCOO)nMe↓阴极反应：2H2O+2e→2OH—+2H2↑R3NH++OH—→R3N+ H2O阴极电泳加工涂料（阳离子电沉积涂料）的化学反应：阴极反应（被涂物）2H2O+2e→2OH—+H2↑R-NH++OH—→R-N↓+H2O（水溶性→水不溶性）阳极反应：2H2O→4 H++4e+O2↑RCOO—+ H+→RCOOH为什么会出现阳极电泳和阴极电泳加工两种电泳方法了，阴极电泳加工相对于阳极电泳来说有什么什么优点了。
请看下面。
在电泳的初期人们都是采用阳极电泳，在电泳的不断发展中，经过长期的研究与使用，人们逐渐发现阳极电泳涂装工艺存在着以下三个问题：1）由于电泳漆的特点，合成的树脂必须是水溶性的。
为了达到树脂水溶的目的，在聚合物分子链上常需引入一定量的强新水性基团。
如：羧基，羟基，醚基等。
由于酯键、羧基和这些亲水性基团的存在，所以阳极电泳漆的耐碱性、耐盐雾性及耐用水性能均不够理想。
2）由于在阳极电泳过程中被涂工件作为阳极，电泳过程中被涂的基体金属及表面处理膜（如磷化膜）在电沉积过程中被析出而混入到漆膜中，这不仅使漆膜色泽变深，而且还降低了漆膜的耐腐性。
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阴极电泳涂装系统中的阳极系统
对阴极电泳涂装工艺而言，若要在生产过程中获得优质的电泳漆膜，必须确保槽液pH值和电导率的稳定。
而在阴极电泳涂装工艺中，阳极系统正是扮演稳定槽液pH值和电导率的角色。
阴极电泳的阳极反应
通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。
阴极电泳涂装的阳极系统如图1。
在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。
当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。
为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。
这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。
阳极单元
电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。
管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。
阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。
阳极单元结构如图2。
1. 阴极电泳阳极棒
阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。
阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。
阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。
阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。
如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。
在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。
通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。
2. 阴极电泳阳极隔膜
阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。
阳极膜是一种半透膜，它能够在电场的作用下选择性地允许带有相应电荷（负电荷）的离子通过，这种半透膜只有水分子、小的酸根离子等小分子能够通过，树脂、颜料等大分子则不能透过。
阳极液和电泳槽液就是借助于这种选择性透过的半透膜隔离开来的。
酸根离子只有在电场的作用下才能从电泳槽液向阳极系
统迁移。
若没有电场的作用，酸根离子将在浓度极差的作用下在槽液及阳极液中均匀分散，其工作原理见图3。
图3 阳极膜工作原理
3. 阳极膜的两点注意事项
（1）若有渗漏情况
若有阳极单元渗漏或破损时应立即停止阳极泵，必要时需关闭整流器，并及时更换渗漏的阳极单元。
在更换阳极之前，首先必须关掉电源。
具体操作如下：
A．关闭阳极液系统的泵，必要的话将整流器也关闭；
B．查出渗漏的阳极棒；
C．将渗漏的阳极单元与电泳系统隔离开来；
D．更换渗漏的阳极单元。
（2）电泳倒槽时阳极膜应保湿
当电泳主槽倒空时，阳极液循环系统必须保持循环状态，并不断给阳极膜喷洒去离子水。
否则会造成电泳漆干结在阳极膜上和阳极膜干透，干结的电泳漆将增大电阻，而且阳极膜一经干透将永久失去半透膜的渗透功能。
4. 其它
在阳极液循环系统中必须使用立式泵，而不宜使用卧式泵。
这样可以避免卧式泵在密封失效时带来的不良影响。
阳极液的输送管路必须用耐酸的不锈钢或塑料制成，若阳极液返回管为塑料材质，须将阳极接地。
为了获得更加均匀的电泳涂层，电泳涂装可以使用顶盖阳极或底部阳极。
顶盖阳极和底部阳极通常安装在第二段电压区，若安装在第一段电压区则可能会因为电压低而导致效果不佳。
阳极液
阳极液的电导率反映出酸的浓度。
在电泳涂装过程中，阳极液的电导率将随酸的浓度的增加而逐渐增加。
定期排放极罩内的阳极液并补充去离子水即可降低漆液的电导率。
阳极液的电导率应该维持在一定的范围内，例如500～1000mS/cm。
若电导率偏高，必须排放一定的阳极液，并补加新鲜去离子水。
阳极液必须是清洁且透明的。
在新槽投槽的前几周，尤其要注意阳极液的颜色，很快变色则表明阳极系统有问题。
若变色了，应给予特别的关注。
若阳极液变得模糊不清，可能是阳极膜破损或细菌污染。
若阳极液变得颜色和槽液接近，则也可能是阳极膜破损。
若阳液颜色虽然变深了（棕色或黑色），但是仍然是透明的，则说明不锈钢阳极棒腐蚀过快，或流量低，或电导率过高等。
每个阳极单元都要保持适当的阳极液流量，而且每个阳极单元的流量都应该能够单独监控。
流量阀精度不宜过大，以便将流量控制在合适的范围内。
阳极液维持正常的流量是至关重要的，每天都应该进行检查。
阳极比
阴极与阳极比通常为4:1～6:1，阳极面积可通过下列公式计算：
SA=JPH/60×T×SC /R
SA——阳极面积；
JPH——生产节拍(hour-1)；
T——单车电泳涂装时间（min）；
SC——单车表面积（m2）；
R——阴极面积/阳极面积（通常为4）。
单车涂装时间是指有效的浸涂时间。
单车涂装时间长于2min时，按2min计算。
若是柔性生产线，单车表面积要按最大设计车身尺寸来计算。
根据该公式计算出所需的总的阳极面积，然后再根据单个阳极单元的面积确定所需阳极单元的数量。
阳极的排布要遵循一定的规则，对间歇式的电泳槽更要注意。
阳极管的安装与排布
阳极系统的安装包括机械设施安装、电路连接和槽液循环管路连接。
阳极单元必须在电泳漆投槽之前安装好，并通过渗漏测试。
但是，通常阳极单元的安装时间要离电泳漆投槽的时间越短越好，以将阳极受损的概率降到最低。
在安装过程中也必须特别小心保护阳极膜。
阳极单元应沿各槽壁布置，深度不小于槽液深度的40%。
通常在两个电极段之间至少留有一个极罩的间隙，以防止电泳漆沉积在电压较低区的阳极和极罩上。