培训：电泳涂装超滤膜、阳极膜、纯水膜应用

*表示固体成分中颜料的重量比率（%）。 灰份 由于槽内颜料沉淀导致ASH下降时，涂膜易产生颗粒，过滤易堵塞。
（ASH） 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。
*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 溶剂含量 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。
是为了使被涂物上膜的涂装电压（直流）。通常车身生产线是250-350V， 零件生产线是200-300V。电压上升10V，膜厚约增加1μ 。 施工电压 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。
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。 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。
2,电泳涂装设备－超滤系统
UF透过液
电泳底漆
电泳底漆 UF液
UF液
卷式超滤膜 卷式超滤膜体积小，占地面 积小，透过量大清洗方便， 更换成本高。
管式、毛细管式超滤管
管式超滤膜体积大，数量多、 更换成本低、使用经济。
超滤液需求量一般按单位时间冲洗面积和设计生产能力进行计算。 超滤液需求量过低则后冲洗不净，损耗量增大。
ED主槽 浓缩液回主槽或UF洗槽 新鲜UF液 EDRO UF-1冲洗 UF-2浸洗 DIW冲洗
1,UF液后冲洗－涂料回收
涂料回收率＝ ﹝1－（最后回收水NV / 槽液NV）﹞×100％
一般 UF 水洗系统的回收率： 95 ~ 97% UF水洗﹢RO系统的回收率： 98 ~ 99%
更大的UF能力和采用EDRO装置，有利于提高涂 料的回收利用率。 最佳状态为UF零排放
紫外线杀菌过滤设备
紫外线发生 控制柜
除菌精密 过滤器
紫外灯管 杀菌
除菌精密 过滤器
4，阳极系统故障及处理对策 项 目
状
态
显
示
故
障
原
因
排
除
方
法
1.
流量计无流量或 流量显著下降
1. 循环泵故障 2. 进水回水管路堵塞 3. 进水球阀堵塞 1.阳极管外漏 2.止回阀故障 1 阳极膜漏水 2.管路污染 1. 2. 3. 4. 电线故障 电流表故障 空开故障 电极腐蚀
1. 检修循环泵 2. 检查进水和回水软管。 3. 更换球阀及相应流量计 1.检测进出水管接口 2. 检修清理或更换止回阀. 1 更换阳极膜 2. 冲洗/更换进水回水管 1. 2. 3. 4. 检修电线 检修电流表或更换 检修空开或更换 更换电极管
2.
阳极槽液位下降
3.
进水回水管极液 混浊
4.
电流表运作过程 中无读数
电泳涂装中纯水、超滤、 阳极系统的应用
讲解：程志军 2014年3月15日
内容：
1、阴极电泳涂料简介
2、电泳涂装---阳极系统； 3、电泳涂装---超滤系统；
4、电泳涂装---纯水系统；
一、阴极电泳涂装简介
• 1809年，俄国化学家列斯首先发现了胶体粒子在电场作用下产 生电泳的现象。 • 1960年，英国的卜内门公司与里兰公司共同研制成功阳极电泳 涂料。 • 1963年，福特公司建立了世界上第一条完整的电泳涂装线。 • 1969年，美国在电泳涂装线上成功引入超滤技术。 • 1971年，第一代阴极电泳漆在通用汽车公司投入使用。 • 1976年，第二代阴极电泳漆在通用公司成功应用。 • 日本和英国1977年由美国引进技术后，其汽车涂装从78-79年向 阴极电泳涂装转化。 • 80年代中期，美、德、日等开发厚膜型阴极电泳涂料。 • 90年代末，顺应环保法规要求的无铅电泳涂料相继投入应用
4，电泳涂装 阳极、超滤工艺图
阳极
超滤液去 喷淋系统 电泳槽 循环泵 袋式过滤器
供给去 离子水
超滤泵
超滤系统（UF)
阳极循环
二、电泳涂装设备---阳极系统
电泳涂装中使用隔膜阳极是为了维持槽液的酸量平衡
直流电源 阳极 阳极膜 阳极液
板式阳极 阳 极 分 类
管式阳极 弧型阳极 裸露阳极
电场分布不均匀、维护难
清 洗 剂 AN DE -1
用途
配方
清 洗 时 间 2-4 小 时
备注
正常 至一 般污 染 正常 至中 度污 染
3-5%油漆中和 剂 3-5%油漆助溶 剂 去离子水 3%丁基溶纤剂 3-5%醋酸溶纤 剂 3-5% 油漆中和 剂 去离子水
AN DE -2
2-4 小 时
费用 较低 ，快 速有 效
AN DE -3
电解
2H2O+2e-—2OH-+H2
R-NH++OH－——R-N+H2O
3，相关术语：
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。 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)。
卷式膜元件结构工作原理 :
原液
原液 流道网
渗透液 浓 缩 液 膜 透 过 液 透过液 流通网 集液管 有机膜
2,超滤系统工艺流程图
3，超滤系统设备图
4,电泳超滤系统维护要点
A、系统运行
• • • • • • • • • • • • • 预检 1、对系统进行是否有损坏的检查。 2、确认所有与系统有关的辅助设备都已连接妥善。 3、确认所有漆和透过液系统的阀门都正常工作，所有连接都已拧紧。 4、确认所有泵的转向是否正确。密封系统所需去离子水已准备到位。 注意事项 1、膜不可以脱水干燥，如果系统切断元件必须保持充满纯水或透过液，如果膜失 水，那膜将造成不可逆地损坏。 2、任何类型的阻垢剂都不适用AMF超滤系统。 3、任何含硅酮碱的物质（防水喷雾、润滑液或润滑脂等）都不允许用于AMF超滤系 统。如果用这些物质将导致完全的或不可逆转的膜的堵塞。 4、防范措施必须能够为在停车时避免背压或成真空状态下而采取的合理的办法。 过大的背压或成真空状态将使膜分层脱落。 5、在“低流量”的情况下系统的时间应尽量短(旁通管阀门开着或循环泵停运)。 6、当新的电泳系统试车时，电泳槽内的所有组成部分都必须添加完， 在把漆加入超滤系统之前，至少应使漆充分循环熟化使漆混合均匀。否则膜将不会 合格。
正常 至严 重污 染
3%丁基溶纤剂 3%甲酸 0.5% Z剂 去离子水
3-5 小 时
新配 方 ， 费用 较高, 有效
D 故障排除
• • • • • • • • • • • • • • • •
超滤系统一般会出现三种故障问题： 污堵（阻塞） 漆液渗漏 物理损坏或老化 这些问题可在使用过程中逐步呈现，也可能突然发生。认清问题发生时的外界条 件，有助于查明原因。详细的运行数据记录对查明大部分问题的原因非常重要。 1 污堵
1，阴极电泳涂料的主要组成
项目 基础树脂 交联树脂 中和剂 调整溶剂
组份 色浆 乳液
主要组成 聚酰氨或聚脂改性的环氧树脂 封闭异氰酸树脂 有机酸 醇、醇醚和酮类溶剂
用途 主要为颜料份 主要为树脂份
中和剂
补给溶剂
用于调整槽液PH值和MEQ值
用于调节槽液溶剂含量
2，阴极电泳反应机理
+ H+ 电泳槽液 R+-OHR+-NHCOO电泳 电沉积 电渗
在客户反映的超滤系统问题中，95%都是漆液和/或细菌污堵，它实际上是污垢 层阻碍了渗透过程，降低了膜的通量，而不是膜本身质量的问题。
通过正确的操作、科学的系统设计、定期的维护以及适合的系统运行参数设定 ，污堵问题在大多数情况下是可以避免的。 使用适合的化学清洗剂可以减弱污堵问题，但这一方法并非总是有效，因为污堵 特别严重的膜元件是无法再恢复使用的。 2 阻塞 阻塞可发生在膜元件的透过液管、进口或出口处。干的或硬的泳漆是引起堵塞 最常见的原因。解决这一问题的方法是物理清除或清洗。 如果膜元件的进口被一些小粘结块堵塞，通过将膜上下倒置，这样大部分的的结 块就可去除，如需要还可将盐水密封圈卸下。
*是氢离子的浓度指数，值越小酸性越强。 PH范围：0-14，PH=7是中性，通常CED在5.3-6.7之间，为弱酸性溶液。 PH PH值过高出现的问题有：槽液的稳定性降低→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。
B 超滤膜的停机保养程序
• 注：CIP指超滤在线清洗系统 • 1、关闭以下阀门： • 渗透液到UF箱的阀门 • 电泳漆进料隔离的阀门 • 电泳漆回流隔离的阀门 • 2、打开下列阀门： • 渗透液到CIP的阀门 • CIP进料隔离的阀门 • CIP回流隔离的阀门 • 3、打开纯水供应阀门，将纯水注入CIP清洗罐。运行清洗泵并慢慢打开CIP泵 流出阀门。环纯水清洗罐5分钟。如有需要用重复清洗，那么把旧水倒掉，重 复以上工作直到返回清洗罐的水清澈了。 • 往清洗箱中注入约2公斤电泳漆助溶剂、1公斤中和剂，循环冲洗膜元件10分 钟后停泵，封闭所有膜元件进出口阀门。停用期间要求每2周清洗更换膜元件 里面的保护液。
电场分布较均匀、易维修 电场分布均匀、易维修 用于底部阳极、易溶解
通 电 方 式
带电入槽 入槽通电
阳 极 面 积
管式阳极为浸入有效面积 板式、弧型浸入正面面积 与工件面积比：>1：4 ~ 6
极 液 管 理
手动控制
自动控制
1，电泳涂装阳极系统工艺
2，电泳阳极设备
3，电泳涂装阳极系统紫外除菌工艺
固体份 （NV）
*表示在涂料中的树脂及颜料的重量比率（%）。 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
*表示相距1cm的极间（面积1cm2的阴- 阳极间）的电导度（μ s/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、PO4 等杂离 电导率 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。
C 超滤膜清洗条件与化学配方
超滤系统的清洗要实现如下四个目的： 去除膜表面阻碍透过液流量的沉积物（树脂、颜料、 带入的杂质„） 去除膜结构中的小分子切割量的物质（盐） 去除膜产品流道中积累的固体份（例如：卷式膜的供 漆流道） 清洗管路与管件 ` 清洗步骤或CIP步骤涉及到膜系统中的去离子水和 少量的电泳漆助溶剂与中和剂的循环。当透过液流量 下降到设计值的70%时，清洗步骤要占用3-5小时，或 每6-12周进行一次。 循环清洗温度、压力和流量要求（8英寸卷式超滤 膜）： 清洗温度控制在30-45℃ 为宜,可以采用循环+浸泡+ 循环的方式. 超滤膜清洗流向与进漆流向保持一致，进口压力在 1.5-2.0bar,出口压力0为宜. 等压清洗法:即关小超滤透过液出水阀门（0.5GPM)， 打开浓缩水出口阀门，靠增大流速冲洗膜表面，该法 对去除膜表面上大量浓差极化的沉积物有效. 单只超滤膜的清洗流量在12-16m3/hr为宜,清洗液体 积以能保证循环为宜. 对于多支的超滤系统,建议分批wenku.baidu.com膜组进行清洗维护, 确保清洗效果. AMF膜系统公司用于阳离子漆的清洗液配方
三、电泳涂装设备－UF系统
• 电泳后冲洗系统包括半UF喷淋、UF浸洗、纯水洗或EDRO水洗。 • 后冲洗水与槽液的总体平衡系统是保证系统正常运行的关键。故 对关键性液位控制系统的加强管理十分重要。 • 对无铅电泳底漆应在纯水进电泳系统前加紫外线杀菌装置，有 EDRO系统的生产线应在EDRO干净水出口加紫外线杀菌装置。 • 较大流量的UF液可降低损耗，提高后清洗效果。 • EDRO系统在电泳后冲洗中的应用，使纯水洗槽的涂料也能得到有 效的回收利用，进一步提高了涂料的回收利用率，降低了排放污 染；但由于涂料中不可避免的窜槽污染，定期对后冲洗水或UF液 进行排放也有必要。