电泳涂装技术ED简介
ED作业标准

电泳简介电泳又名——电着( 著) ,泳漆,电沉积。
创始于二十世纪六十年代,由福特汽车公司最先应用于汽车底漆。
由于其出色的防腐、防锈功能,很快在军工行业得到广泛应用。
近几年才应用到日用五金的表面处理。
由于其优良的素质和高度环保,正在逐步替代传统油漆喷涂。
电泳漆以离子状态分散于水中,在直流电场的作用下,定向集结在五金工件表面上,形成致密的保护膜。
根据电泳漆中的树脂粒子电离后带电状况的不同,可分为阳极电泳(树脂粒子电离后成负离子,简称AED.电泳涂覆层的耐腐蚀性能极其优良(一般能通过中性盐雾试验400 小时以上),抗变色性能强;与基体金属的结合力好,可进行各种机械加工;根据用户的要求可以配制成常见的黑色和中灰色,与油漆工艺相比,施工性能好,对环境的污染和危害显著减少,被广泛应用在各个生产部门,如汽车、摩托车、自行车零配件,建材(锁具及门把手)、五金电器、工具、家具、办公用品,金属眼镜架、拉链头、锁匙扣、火机风罩、弹簧,电镀产品、铝制品、表带、标牌、首饰、工艺品及化妆品盒,厨房用品(刀具)、浴室用品(水暖器材)、家用电器、医疗器械及玩具,以及其它要求电泳的场合。
电泳电镀电泳漆层高低电位厚薄均匀一般电镀高低电位处镀层厚薄差距大电泳漆层能完全覆盖隐蔽处一般电镀不能深入隐蔽外电泳俗称镀漆,是高分子树脂的沉积电镀是金属离子沉积的过程电泳与喷涂的比较简述电泳涂装业在国内的发展及成功应用一、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George Brewer 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,并被人们等认可并大力推广应用。
之后,电泳技术的发展日新月异,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。
电泳涂装(ED)知识
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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。
电泳涂装手册(ed)
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电泳涂装手册(ed).doc1 涂装手册一九九九年一月2 目录前言1 1.电泳涂装的历史和特点1.1电泳涂装的历史1.2电泳涂装的优点2 1.3电泳涂装的局限性3 2.电泳涂装(电沉积)机理2.1电化学机理4 2.2电泳的化学反应式5 3.涂装前处理3.1概述3.2清洗6 3.3表面转化74.电泳系统工艺概况4.1电泳涂装部分9 4.2电泳系统设备介绍10 4.3电泳槽11 4.4循环系统12 4.5过滤装置13 4.6清洗系统(后冲洗)14 4.7热交换(冷却)系统15 4.8超滤系统15 4.9反渗透(RO)系统18 4.10阴(阳)极系统19 4.11电源系统23 4.12加料系统254.13后冲洗系统263 4.14烘干系统27 5.异常情况处理5.1概述5.2阳极电泳异常情况处理28 5.3阴极电泳异常情况处理36 6.电泳涂料的使用6.1设备检查与现场清理49 6.2设备清洗6.3投槽6.4试涂装6.5电泳线现场管理要求53 7.水性浸涂漆7.1前言7.2简介57 7.3浸涂设备要求58 7.4涂装工序7.5前处理工艺要求60 7.6浸涂61 8.涂料的检测方法8.1固体份63 8.2粘度63 8.3细度64 8.4 pH值8.5 MEQ值8.6颜基比65 8.7电导率8.8有机溶剂含量66 8.9泳透率67 8.10库仑效率69 8.11电泳漆电沉积量测定70 9.涂膜的检测方法9.1电泳漆膜制备方法70 9.2膜厚测定71 9.3硬度72 9.4光泽9.5附着力73 9.6柔韧性74 9.7耐冲击75 4 9.8漆膜耐水性76 9.9耐盐雾77 前言作为汽车防腐层的涂装,电沉积过程最易实现自动化,电沉积涂装法与传统的涂漆方法有着本质上的差异,它是通过电解、电泳、电沉积、电渗等作用完成的,工作液属于低浓度的胶体分散体系,只有在特定的条件下方能构成稳定的体系,且又须在稳定的体系下工作,才能够达到理想的涂装效果。
ED缺陷与防治
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电泳涂装的漆膜缺陷及其防治随着我们国家汽车行业的日益发展。
汽车涂装业越来越引起人们的重视,越来越多的汽车涂装技术被引进汽车行业,电泳涂装工艺在我国汽车涂装行业中已经得到普遍采用。
电泳漆的特点是电沉积涂漆,虽然使用的涂料种类、施工工艺条件不同。
结果也会有不同,但一般地说。
它与浸渍涂漆法比较具有下述特点:(1)电沉积涂漆获得的漆膜质量大致与通电量成正比,因此可借增减通电量来调整涂膜沉积量;(2)电沉积涂漆使形状复杂的被涂覆物之锐边或隅角部分、点焊焊缝等缝隙中,箱形体的内外表面都可获得比较均匀的漆膜,防腐性能获得显著改善;(3)电沉积漆膜烘干前含水率已很低,它不溶于水,不流动,不易产生垂滴、流痕、滞痕等漆膜缺陷;也不会在烘干过程中产生象浸涂漆膜烘干时(箱形件或管件内部)经常发生的溶剂气洗现象;还可显著缩短烘干前使水分蒸发的预干时间;(4)由于带负电的高分子粒子在电场作用下定向沉积,因而电沉积漆膜的耐水性能很好;附着力也比采用其它施工方法的高;(5)电沉积涂漆所用漆液浓度低、粘度小,故因浸渍作用粘附于被涂物而带出的漆较少。
特别是超滤技术应用于电沉积涂漆后,漆的利用率甚至可近100%;(6)与一般水性漆施工相同,电沉积涂漆克服了发生火灾及苯中毒的问题。
虽然电泳涂装与其它涂装方法相比有着明显的优越性,但正是由于电泳涂装方法的独特性,所产生的漆膜缺陷虽与一般的漆膜缺陷相同,但其产生的原因及其防治方法不同,有些缺陷是电泳涂装独有。
在这里将常见的电泳涂装漆膜缺陷及其产生原因和防治方法介绍如下。
1 颗粒颗粒是在涂装过程中最易出现的,在烘干后电泳漆膜表面上存在的手感粗糙(或肉眼可见的)且较硬的粒子,称之为颗粒。
产生的原因:(1)电泳槽液有沉淀物、凝聚物或其它异物,槽液过滤不良。
槽液中污物基准测定:取槽液1kg,用500目的滤网过滤后,残渣量应少于10mg。
(2)电泳后冲洗液脏或冲洗水中含漆浓度过高。
(3)进人电泳槽的被涂工件不洁。
电泳涂装(ED)知识
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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。
ED简介
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Electro Deposition (ED)
Contents
電泳塗裝的定義 電泳塗裝的分類及發展概況 電泳塗裝的原理及工藝 電泳塗裝製程要點 廠商資訊
電泳塗裝的發展概況
最初開發電泳漆塗裝的原因是早期汽車生產業使用噴塗工藝以致有機 溶劑大量積聚於生產廠房內,引致火警,造成大量設備損失,故其積 極研究以水為作業媒體的電泳漆。電泳漆工作液約90wt%均為水, 有機溶劑含量少於5wt%,沒有噴塗工藝易燃著火的問題,對人體的 危害及環境的污染減至最低。利用回收循環系統裝置令漆料使用率高 達95%以上,又不含有毒及重金屬離子,排放廢水量可減到最少。 在60 年代,由 George Brewer 博士及福特汽車公司研製開發成功 陽極電泳漆。其最早應用於福特汽車公司的塗裝線,隨著陽極電泳漆 生產使用,日漸暴露其漆膜中包含有金屬離子造成抗蝕性差的缺陷, 因而,高抗蝕性的陰極電泳漆於70年代被開發成功,並被人們等認可 並大力推廣應用。之後,電泳技術發展日新月異,產品品種由環氧樹 脂型發展到丙烯酸型及聚氨脂型。
電泳與電鍍的一般比較
電泳 電鍍
電泳漆層高低電位厚薄均勻
一般電鍍高低電位處鍍層厚薄差距
電泳漆層能完全覆蓋隱蔽處
一般電鍍不能深入隱蔽外
電泳與電鍍的比較表
操作條件及物理性質
被塗物極性 電壓 電流密度 時間 耗電量 槽內濃度 電導率 pH 溫度 槽液組成 補充料
電泳
陰極/陽極 20-400volt 20-150A/m 0.5-3min 1-10Kwh/kg 5-20%solid 200-2000µs/cm 4.0-7.5(陽離子) 7.5-8.5(陰離子) 15-30℃ 電泳樹脂(5~10%)、顔料 (Pigment)、成膜助劑等 同上
(CED培训资料)阴极电泳涂料涂装基础知识
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电泳涂装装置(lab)
8 7
43
6 5
+- 2 1
1 外电源 2 硅整流 3 阳极线 4 阳极板 5 库仑计
6 电泳槽
7 阴极线
8 工件
8
CED涂装示意图
整流器
(+) (-)
阳
被涂物
极
9
阴极电泳涂装机理
-
电泳槽液 H+
+
R-NH+
R-COO-
电解
电泳
电沉积
电渗
阳极(电极):氧化反应 2H2O - 4e- → 4H++ O2↑
●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250V。 ●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。
★表征涂膜固化程度的指标。测量时,将烘烤后 的ED试板于20℃下浸泡于乙二醇乙醚/MIBK=1/1 的混合溶剂中,24hr后取出,于105℃下烘烤 30min以挥发掉表面的溶剂。根据浸泡前后的ED 膜的重量即可计算出盖尔分率。
盖尔分率(%)=浸泡前后ED膜的重量差/浸泡前ED膜的重量×100
●一般,盖尔分率大于90%即可认为ED膜已经固化充分。
35
CED用语(19)-电泳时间(t)
通常来说,电泳标准电泳时间为3min。一般范围2.5-5min。 时间延长,膜厚增加,泳透力增加。 时间缩短,膜厚降低,泳透力下降。
电泳涂料涂装专用术语
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压差大时出现的问题是:产生颗粒、槽内流速下降导致涂料沉淀。
31
主槽液位
*是指从电泳槽上就边缘到槽液液面距离。生产线上设定的管理值一般为10~20cm,主槽液面和副槽的液面落差在5cm以下。
25
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、膜厚过低。
26
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。
电源容量(电流容量)按生主线的最大涂饰能力计算,通常保持其值的30%以上,一般车身生产线多为1000A或1500A。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。
加强纯水的管理也是很重要的。
13
过滤残渣(mg/l)
用400目的钢网过滤1过滤残渣多时,将槽液通过循环过滤除去残渣是很有效的办法。
槽液的管理:将MEQ值、ASH、NV、溶剂量等控制在规定范围内。
从设备方面着手,改善槽内搅拌状态,强化水洗以减少从前处理工程中带入的铁粉、杂离子等。
2 87%
3 95%
21
槽温
是电泳主槽槽液温度(℃),通常在26-30℃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1-2µ)。
一般冷却水温是5-15℃,或加热水温为50℃以下。
【CED培训资料】阴极电泳涂料涂装基础知识解析
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11
CED的主要组成
项目 基础树脂
主要组成 聚酰氨改性或聚脂改性的环氧树脂 封闭异氰酸树脂
阴 极 电 泳 涂 料
交联树脂
中和剂 溶剂
填料、颜料 分散介质
有机酸 醇、醇醚和酮类溶剂
无机颜填料 水
组份 F-1 F-2 F-3A F-3E 色浆 乳液 中和剂 补给溶剂
组成 特殊功能颜料、填料、分散树脂及助剂 树脂、助剂 有机酸 调整溶剂
37
CED用语(21)-更新周期(T.O)
★补充涂料的累计固体分与槽液固体分相等时称 为一个更新周期(T.O或T/O)。 ●更新周期太长的槽液易老化,上膜能力下降。 ●槽液置换率(%):
38
CED用语(22)-置换率
槽液中新漆占槽液总量的比例
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击穿电压。
●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。
28
CED用语(12)-杂离子含量
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、车身携带铁屑等原因带入,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。
●MEQ过高出现的问题有: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,U/F水洗工序易出现涂 膜再溶解等。
●MEQ过低出现的问题有:槽液稳定性下降, U/F透过量下降。
电泳涂装

电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。
电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。
具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。
电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。
电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。
目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。
设备组成:(1)槽体(2)搅拌循环系统(3)电极装置(4)漆液温度调节装置(5)涂料补给装置(6)超滤装置(7)通风装置(8)电源供给装置(9)泳后水洗装置(10)储漆装置设备特点:(1)涂层厚度均匀,附着力强,无涂装死角,不易产生漆膜弊病。
(2)在电泳涂装过程中,易于调整漆膜的厚度。
(3)涂料损失少,利用率高,生产成本底。
(4)漆液用水稀释,无火灾隐患,生产安全。
(5)电泳涂装设备复杂,科技含量较高,适用于颜色固定的生产。
设备规格:电泳涂装一般可分为连续生产的通过式和间歇式的固定式两类。
对于连续生产的通过式电泳涂装设备,工件借助于悬挂输送机和其他工序(前处理-烘干)组成连续生产的涂装生产线,此类设备适用于大批量生产。
对于间歇生产固定式电泳涂装设备,工件借助于单轨电葫芦或其他形式的输送机,和其他工序(前处理-烘干)组成间歇式涂装生产线,适用于中等批量的涂装生产。
012 电泳漆试验项目简介_Helen 0726 2013
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电泳漆试验项目介绍Prepared by:Technical Competence Center Version: Aug, 2013目录电泳涂装简介 原漆的试验项目 漆膜的试验项目电泳涂装简介电泳涂装(ED)是一种特殊的涂膜形成方式,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(AED),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(CED),被涂物为阴极,所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)。
一般阴极电泳涂装用于车身涂装等高级涂装,阳极电泳用于底盘零部件等涂装。
原漆的试验项目-固体份(Non-volatile)固体份:电泳涂料和槽液在一定温度下烘一定时间后,所留下来的不挥发部分为电泳涂料的固体份NV%=残留物质量/样品起始质量×100%固体份是电泳涂装的重要工艺参数之一,直接影响涂层厚度。
原漆的试验项目-泳透力(泳透率)(Throw Power)在电泳涂装过程中使背离电极(阴极或阳极)的被涂物表面涂上漆的能力称为泳透力(泳透率)。
也表示电泳涂膜在膜厚分布上的均一性。
原漆的试验项目-泳透力(泳透率)(Throw Power)一汽钢管法:装置:1、塑料筒容器一个,内部高度240mm,内径54mm2、钢管1根,长220mm,外径25mm,内径20mm,在钢管距离上端10mm处钻Φ2-3mm的通孔1个。
3、钢板条1根,长230mm,宽15mm,厚1mm,离上端20mm处钻Φ2-3mm的孔1个。
4、极板,高100mm,长185mm,围成一个圆筒,放入塑料筒中,上端距筒口20mm,并引出导线。
原漆的试验项目-泳透力(泳透率)(Throw Power)一汽钢管法:试验过程:被测试电泳槽液倒入塑料筒中,至极板上端与涂料液的液面相平,把钢板条插入钢筒内,并用粗铜棒把它与钢管一起穿好,钢板条与钢管下端平齐,此时钢管下端距塑料筒底部为30mm,浸入涂料液的深度为200mm ,安装完毕后,按产品技术要求进行电泳,然后取出钢条用水冲洗后检查。
电泳涂装技术
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电泳涂装技术电泳涂装是将浸没于水溶性涂料中的待涂覆工件作为一个电极(阴极或阳极),另设一个相对应的电极,两级间通以直流电,在电场力的作用下,涂料带电粒子定向迁移到工件表面,放电沉积形成涂膜的一种涂装工艺方法。
现在全世界汽车车身的涂装中已有90%以上采用阴极电泳涂装。
通常根据涂料的特性和被涂覆工件的极性对电泳涂装的方法进行分类,以工件为阳极,使用阴离子型涂料的电泳涂装称为阳极电泳涂装;而以工件为阴极,使用阳离子型涂料的涂装称为阴极电泳涂装。
阳极电泳涂料价格较低,但其耐蚀性能不及阴极电泳涂料。
目前,各厂家基本上都采用阴极电泳涂装。
电泳涂膜表面均匀,附着力好,适合形状复杂工件的涂装,内腔表面也可以沉积膜层;但设备复杂、投资大,涂料品种受限,目前仅限于水溶性涂料和水乳化漆。
一、电泳涂装的原理与过程电泳涂装是一种非常复杂的电化学反应,无论是阴极电泳或是阳极电泳涂装,都包括电泳、电沉积、电渗和电解四个同时进行的典型过程。
溶解并分散于水中的涂料离子化树脂离解成带电胶体粒子,在直流电场中通过电泳、电沉积、电渗和电解,迁移到工件表面放电形成绝缘性涂膜。
1.电泳在电场力的作用下,带电胶粒朝着极性相反的电极移动的过程就是电泳。
电泳时,不带电的颜料和体质颜料粒子也可能吸附在带电胶粒上随之一起移动。
一般,涂料溶液的固体分和黏度越低,电泳的阻力越小。
2.电沉积带电胶粒到达极性相反的电极(工件),放电形成不溶性、绝缘涂膜的过程被称为电沉积。
与电镀不同,电泳中的电沉积涂膜的导电性发生了变化,变成了绝缘性。
电沉积首先发生在工件表面电力线集中的部位,随着绝缘涂膜厚度和面积的增加,电阻也明显升高。
3.电渗分散介质(如水)朝着与带电粒子运动方向相反的方向移动的过程,是电泳的逆过程。
刚形成的涂膜是含水量较高的半渗透膜,在电场力和内渗力的作用下,涂膜中的水合离子会向电荷相反的电极移动,进入溶液。
通常,电渗的脱水作用可使涂膜的水分减少5%~15%。
电泳涂装
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電泳塗裝(electro-coating)是利用外加電場使懸浮於電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移並沉積於電極之一的基底表面的塗裝方法。
電泳塗裝的原理發明於是20世紀30年代末,但開發這一技術並獲得工業應用是在1963年以後,電泳塗裝是近30年來發展起來的一種特殊塗膜形成方法,是對水性塗料最具有實際意義的施工工藝。
具有水溶性、無毒、易於自動化控制等特點,迅速在汽車、建材、五金、家電等行業得到廣泛的應用。
電泳塗裝屬於有機塗裝,利用電流沉積漆膜,其工作原理為“異極相吸”。
電泳塗裝最基本的物理原理為帶電荷的塗料粒子與它所帶電荷相反的電極相吸。
採用直流電源,金屬工件浸於電泳漆液中。
通電後,陽離子塗料粒子向陰極工件移動,陰離子塗料粒子向陽極工件移動,繼而沉積在工件上,在工件表面形成均勻、連續的塗膜。
當塗膜達到一定厚度(漆膜電阻大到一定程度),工件表面形成絕緣層,“異極相吸”停止,電泳塗裝過程結束。
整個電泳塗裝過程可以概括為以下四個步驟:●電解:水的電解●電泳:帶電的聚合物分別向陰極或陽極泳動的過程●電沉積:帶電的聚合物分別在陰極或陽極沉積的過程●電滲:沉積的電泳塗膜收縮、脫去溶劑和水,形成均勻緻密的濕膜電泳塗裝是一種特殊的塗膜形成方法,僅適用於與一般塗料不同的電泳塗裝專用的(水性水溶性或水乳液)塗料(簡稱電泳塗料)。
它是將具有導電性的被塗物浸漬在裝滿水稀釋的、濃度比較低的電泳塗料槽液中作為陽極(或陰極),在槽中另設置與其相對應的陰極(或陽極),在兩極間通直流電一定時間,在被塗物上析出均一、水不溶的塗膜的一種塗裝方法。
根據被塗物的極性和電泳塗料的種類,電泳塗裝法可分為兩種:一是陽極電泳塗裝法,被塗物為陽極,所採用的電泳塗料是陰離子型(帶負電荷);二是陰極電泳塗裝法,被塗物為陰極,所採用的電泳塗料是陽離子型(帶正電荷)。
電泳塗裝在英語中簡稱ED(electro-depositon)、AED(陽極電泳塗裝)、CED(陰極電泳塗裝)。
电泳基础说明中文
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项目
补给涂料、添加剂
NV 每上升1%
F-1;30Kg F-2;180Kg
ASH每上升 1%
F-1;50Kg
MEQ每上升 1 个点
添加剂 ;8Kg (酸濃度10%)
NV,ASH,MEQ は上記設定と異なる場合があり得ます
(注意)添加剂的添加方法 (投入电泳槽时) : a.) 确认电泳槽的表面在流动 b.) 1罐要用约2分钟漫漫投入
槽液特数值 傾向
NV ↑↓
溶剂量 ↑↓ ーー
MEQ ↑↓ ↓↑
ASH ↑↓ ーー
ーー ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ーー ↓ ↑ ↓ ↑↓↑ ↑ ↓
↓ ↑↑↓ ↑ ↓ ↓ ↑↓↑ーー ー↓ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑↑↓ーー
1.2 NV 值, ASH 值, MEQ 值的计算方法
计算方法 :
A.) 固体份浓度 (NV 值).
NV (%) = 重量 (烘烤后 ) ×100% 样品重量
NV(%) = (W2 - W0)× 100% W1 - W0
B.) 恢份 (ASH值)
ASH (%) = 重量 (烘烤后 ) × 100% 样品的固体份重量
ASH (%) = (R2 - R0) × 100% (R1-R0) ×NV/100
(2仪)器的 校正方法 ?每天使用标准溶液 (pH7,4)进行较正。 ?标准溶液的更新 1~2回/月,(保存与密闭容器中 )
(3电)极的更换时期 (更换标准 ) ? 即使用标准溶液校正了,仍会有 ±0.5%的误差,洗净后不能恢复时 ? 为自校型时,出现错误表示,洗净后不能恢复时
? UF系统 ? 温调系统
设备 管理
? 隔膜系统
? 其他(纯水再生装置、其他)
浴特性 浴管理
电泳涂装技术
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电泳涂装电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。
电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。
具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。
电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。
电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。
目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。
1-经表面处理后的工件;2-电源;3-工件;4-喷水冲洗;5-槽液过滤;6-沉积槽;7-循环泵电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点:(1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患;(2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%;(3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;(4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率;(5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理;(6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。
ed电泳[整理版]
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电泳electrophoresis简单说电泳就是把某些物质放在一个可以游泳的地方(某种基质),然后在这个泳池的两端加上电压,让这种物质在里面游起来,以达到某种实验或应用目的。
什么是电泳溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象。
利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。
1937 年瑞典学者A.W.K.蒂塞利乌斯设计制造了移动界面电泳仪,分离了马血清白蛋白的3种球蛋白,创建了电泳技术。
在确定的条件下,带电粒子在单位电场强度作用下,单位时间内移动的距离(即迁移率)为常数,是该带电粒子的物化特征性常数。
不同带电粒子因所带电荷不同,或虽所带电荷相同但荷质比不同,在同一电场中电泳,经一定时间后,由于移动距离不同而相互分离。
分开的距离与外加电场的电压与电泳时间成正比。
在外加直流电源的作用下,胶体微粒在分散介质里向阴极或阳极作定向移动,这种现象叫做电泳。
利用电泳现象使物质分离,这种技术也叫做电泳。
胶体有电泳现象,证明胶体的微粒带有电荷。
各种胶体微粒的本质不同,它们吸附的离子不同,所以带有不同的电荷。
利用电泳可以确定胶体微粒的电性质,向阳极移动的胶粒带负电荷,向阴极移动的胶粒带正电荷。
一般来讲,金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子,带正电荷;非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子,带负电荷。
因此,在电泳实验中,氢氧化铁胶体微粒向阴极移动,三硫化二砷胶体微粒向阳极移动。
利用电泳可以分离带不同电荷的溶胶。
例如,陶瓷工业中用的粘土,往往带有氧化铁,要除去氧化铁,可以把粘土和水一起搅拌成悬浮液,由于粘土粒子带负电荷,氧化铁粒子带正电荷,通电后在阳极附近会聚集出很纯净的粘土。
工厂除尘也用到电泳。
利用电泳还可以检出被分离物,在生化和临床诊断方面发挥重要作用。
本世纪40年代末到50年代初相继发展利用支持物进行的电泳,如滤纸电泳,醋酸纤维素膜电泳、琼脂电泳;50年代末又出现淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳等。
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電泳漆塗裝是高分子樹脂電離的沉積,採用電化學方法和膠體化學過程, 電鍍是金屬離子沉積的過程。
電泳塗裝技術
Electro Deposition (ED)
Contents
電泳塗裝的定義 電泳塗裝的分類及發展概況 電泳塗裝的原理及工藝 電泳塗裝製程要點 廠商資訊
電泳塗裝的發展概況
最初開發電泳漆塗裝的原因是早期汽車生產業使用噴塗工藝以致有機 溶劑大量積聚於生產廠房內,引致火警,造成大量設備損失,故其積 極研究以水為作業媒體的電泳漆。電泳漆工作液約90wt%均為水, 有機溶劑含量少於5wt%,沒有噴塗工藝易燃著火的問題,對人體的 危害及環境的污染減至最低。利用回收循環系統裝置令漆料使用率高 達95%以上,又不含有毒及重金屬離子,排放廢水量可減到最少。
陰極電著 (CED)
以低級有機酸或無機酸中和胺基樹脂,使其呈現水溶性帶正電荷, 而隨電流之導入起水之電解作用。被塗物產生H2 氣,同時OH-也 產生,此時被酸中和之陽離子電著塗裝,開始定向集結向陰極泳動。 由於陰極被塗物其OH-之濃度不斷提高,至瞬間臨界pH 值達7.5 至8.2時起作用,使塗料沉積附著於工件表面,形成均勻非水溶性 的緻密的塗膜。
在60 年代,由 George Brewer 博士及福特汽車公司研製開發成功 陽極電泳漆。其最早應用於福特汽車公司的塗裝線,隨著陽極電泳漆 生產使用,日漸暴露其漆膜中包含有金屬離子造成抗蝕性差的缺陷, 因而,高抗蝕性的陰極電泳漆於70年代被開發成功,並被人們等認可 並大力推廣應用。之後,電泳技術發展日新月異,產品品種由環氧樹 脂型發展到丙烯酸型及聚氨脂型。
電泳漆本身是一個膠體和懸浮體的多組成體系,存在著彌散相(樹脂、顏料 微粒)和連續相(水)(88~90%)二種組成。
塗料組成主要為:帶電荷的有機樹脂(8~10%)、Pigment顏料(1~2%)、成 膜助劑
電泳漆屬於水溶性塗料,電泳漆、蒸餾水與成膜助劑必須按一定比例進行 稀釋,才能使用。
電泳塗裝的基本分類
電泳與電鍍的一般比較電位厚薄均勻
一般電鍍高低電位處鍍層厚薄差距
電泳漆層能完全覆蓋隱蔽處
一般電鍍不能深入隱蔽外
電泳與電鍍的比較表
何謂電泳塗裝
電著塗裝(Electro-Deposition coating, ED)是將水溶性帶有正或負離子的 塗料,施以直流電使之電著於金屬表面,再經水洗、乾燥過程使之堅牢地 附著於被塗物面的塗裝方式。電著塗裝在整個塗裝工程上很像電鍍,從前 處理至成品,二者有極相似之處,故有人稱電著塗裝為電泳塗裝、電著或 電沉積,尤其是新的電著法之一是將電鍍與電著塗裝的複合化。
電泳的電解反應機理
1.塗料的溶解
R-N+RCOOH → R-N-H++RCOO-
(樹脂)(中和酸) (塗料粒子) (酸根離子)
(1)
2.陰極反應
2H2O+2e → 2HO-+H2↑
(2)
2R-N-H++2OH- → 2R-N-H-2H2O (3)
(塗膜)
3.陽極反應
4OH- → O2↑+2H2O+4e
AED
CED
陽極電著 被塗物在陽極 陰離子電泳漆 由於pH值降低而形成塗膜
陰極電著 被塗物在陰極 陽離子電泳漆 由於pH值升高而形成塗膜
AED / CED電著塗裝流程與其機構
陽極電著 (AED)
一般陰離子電著塗料多帶有游離羧基(carboxyl group)的預聚 物(prepolymer),以氫氧化鉀或有機胺等物中和,使其呈水溶 性化並得以分散,且呈帶負電狀況。通電流後,聚碳酸酯塗料泳向 陽極被塗物面,隨著陽極聚集H+作用,pH 值降至3.8~4.5 左右 之表面瞬間臨值。此時,塗料之水溶性盡失,(RCOOH)n‧Me 凝 固成膜析出。
CED電泳塗裝原理四步驟
1.電解 (分解) — Electrolysis
在陰極反應最初為電解反應,生成氫氣及氫氧根離子OH ,此反 應造成陰極面形成一高鹼性邊界層,當陽離子與氫氧根作用成為 不溶於水的物質,塗膜沉積,方程式為: H2O→OH-+H+
2.電泳動 (泳動、遷移) — Electrophoresis
(4)
2H2O → O2↑+4H++4e
(5)
RCOO-+H+ → RCOOH(排出)
(6)
電泳塗層的一般特色
電泳塗覆層的耐腐蝕性能優良(一般能通過中性鹽霧試驗400 小時以上),抗變色性能強。 塗膜均勻: 在內凹的部位,可形成均勻之保護膜,並可利用調整不同之操作電壓,即可
控制鍍層的厚度,達到極高的防腐性,改善電鍍過程中的厚薄不均電極效應,同時也消 除了噴漆過程中的桔皮、淚痕之瑕疵。 與基體金屬的結合力好,可進行各種機械加工。 多變色彩視覺效果: 可以配製成各種顏色,例如金色、大紅色、翠綠色、寶藍色、咖啡 色、槍色、黑色等。 可減少貴金屬鍍層厚度,仍可維持及超越原來鍍層壽命,降低了生產成本。 塗料利用率高達95% ,與噴漆法相比,減少了材料的浪費。 生產性高,生產時間縮短。金屬表面處理、電鍍、皮膜等,完成後攜帶大量水,傳統噴 塗方法要先行烘乾再生產,費時而且浪費能源,而電泳可連續作業,易於大量及自動化 生產。 以水作溶劑,免除了火災危險,也大大降低了水處理及空氣污染,安全性提高,減少了 環保設備費用。 鋁窗一般採用陰離子壓克力型電泳塗裝,較便宜。 陽離子電泳塗裝的抗UV性較佳。
陽離子樹脂及H+電場離子向陽極移動過程。
3.電沉積 (析出) — Electro Deposition
在被塗工件表面,陽離子樹脂與陰極表面鹼性作用,中和而析出 不沉積物,沉積于被塗工件上。
4.電滲 (脫水) — Electro Osmosis
塗料固體與工件表面上的塗膜為半透明性的,具有多數毛細孔, 水從陰極塗膜中被排滲出來,在電場作用下,引起塗膜脫水,而 塗膜則吸附於工件表面,而完成整個電泳過程。