【正文】 lectrodeposition Reference Manual 11397 Section 4 Ver 1 口，均勻析出槽液。這個概念稱為槽底前端過濾，它對具有單一流向的槽最 有效。運輸鏈的接油盤也必須在適當(dāng)高度上，以防止在高液位情況下被淹沒。 此管應(yīng)設(shè)在主槽正常工作液位置上至少 9 英寸的位置，無疑建筑結(jié)構(gòu)要能支撐注滿時的總重量。這個安全系數(shù)足以滿足在清洗槽清理時，將第一循環(huán)沖洗槽液泵入電泳的需要。溢流槽的設(shè)計依使用的循環(huán)泵類型而定。也可以用電泳儲存槽來盛裝工藝槽偶然溢出的槽液 可調(diào)堰 建議在電泳槽的出口端設(shè)可調(diào)的堰板以維持槽的液位并使槽液 表面流動時會將泡沫和雜質(zhì)污物從電泳槽帶入溢流槽，漆液到溢流槽的落差應(yīng)保持在 6 英寸（ 15cm）以內(nèi)來防止起泡。為防止此類沉淀，要在這些區(qū)域安設(shè)帶噴射嘴的油漆返回管路。 在漆槽中攪拌不徹底的任何區(qū)域都會引起顏料沉淀。用引流管時，大量漆液不經(jīng)過濾而返回，因此當(dāng)采用引流管時會產(chǎn)生染質(zhì)污物和縮孔問題，就會延長問題存在的時間。必要時，為加強循環(huán)，可在出口端加引流管。另外，底部中央有抽出過濾裝置的雙向流動系統(tǒng)也已被證明是成功的。在工件入口端斜坡上噴頭以引導(dǎo)漆液流向入口端，漆液雖改變流向，以有助于防止顏料沉淀。 電泳槽 流動方向 電泳槽要設(shè)計成使油漆沿單一循環(huán)路線連續(xù)運動，液面運動方向與輸鏈行相同（見圖2），實際經(jīng)驗證明，這樣的設(shè)計能得到最干凈電泳車身。如使用加熱烘設(shè)備時，車身溫度要冷卻到電泳槽液的溫度。 不推薦用壓縮空氣吹除灰 塵。去離子水再生槽的布置太靠近未加保護的車身也可引起類似的問題。此封閉隧道要有充分的通風(fēng)，防止凝結(jié)及對產(chǎn)品的再污染。運輸鏈設(shè)一個駝峰有助于瀝凈沖洗水殘液。磷化過的車身必須全濕或全干狀態(tài)進入電泳槽。晶粒應(yīng)小而致密，膜重與磷化方式相稱。 徹底的預(yù)清洗包括除去所有的油，沖壓拉延劑，金屬屑，其它碎屑顆粒及除掉所有的磷化殘渣。磷 化材料的特性取決于可否控制晶體的結(jié)構(gòu)。車底板亦是預(yù)清洗操作的重點部位之一。漆膜烘干時出現(xiàn)縮孔的問題在翻邊及焊縫處最明顯。用高壓水及皂液進行良好的預(yù)清洗能提高磷化作業(yè)效果。 設(shè)計還必須考慮工件瀝液效果。這種設(shè)計對使用頂部陽極最好， 其結(jié)構(gòu)能顯著的節(jié)省油漆。如果吊具部件在生產(chǎn)中處于工件的上方， 很容易使磷化污染 物和水滴到工具的頂上形成污染電泳槽的可能性。在沖洗通廊間內(nèi)的滴漏盤要保護整個運輸鏈免受沖洗。電泳槽上方的防滴漏盤防止鏈油 及灰塵 等不落在工件上。 N電泳槽里面沒有裸露的金屬 溢流應(yīng)在沖洗中被利用來回收超濾液。為了完全排凈，槽底應(yīng)是傾斜的。 總體設(shè)計 基本要求 不能有沒有回路的管道。我們認為這些內(nèi)容是必不 可少的，并能令電泳漆在電泳系統(tǒng)中發(fā)揮最高的性能。作為油漆供應(yīng)商與電泳操關(guān)系密切，我們整理出以下的一些關(guān)于在設(shè)計上需考慮的問題。 電解（分解） 電泳（泳動，遷移） 電沉積（析出） 電滲（脫 水） 陰極電泳涂裝手冊 11397 Section 1 Ver 1 設(shè)計參數(shù) 簡介 有關(guān)陰極電泳生產(chǎn)設(shè)備及控制的資料文章等很多。 下面列出了涂裝一臺車身時發(fā)生的四個反應(yīng)。 這樣，除去多余的酸，來維持槽液的正常 pH值。 當(dāng)樹脂在陰極上沉淀時，平衡樹脂的離子在溶液中累積，由于這些平衡離子是酸性的，它的累積使 pH下降。 由穿過隔膜的兩側(cè)提供所需的能量， 隔膜帶有稠密的電荷密度及微孔。超濾裝置有四種類型中， 后面兩種最普及。 濃差極化力 是分子在膜表面堆積或濃縮的趨勢。 滲透力 是一個溶劑在其容積內(nèi)濃 度不斷平衡的趨勢。當(dāng)電泳槽在正常的電導(dǎo)率參數(shù)內(nèi)運行時，使用超濾供封閉循環(huán)的清洗系統(tǒng)， 電導(dǎo)率高， 表明有離子污染， 當(dāng)發(fā)生這樣情況時， 要排放超濾液， 加去離子水供清洗用。然而，這孔徑要小 1， 000 倍， 實際上， 隔膜的孔徑小得連有些細菌都不能通過。 超濾膜 超濾膜是利用篩分原理工作藉此把所需的并能通過隔 膜微孔的物質(zhì)與不能通過的溶解分子顆粒分開。超濾膜的作用有兩個： 為閉路沖洗系統(tǒng)提供清洗液，沖洗掉由電泳槽中帶出的浮漆，提高油漆利用率， 從而得到清潔Automotive Electrodeposition Reference Manual 11397 Section 8 Ver 1 的產(chǎn)品。 在所有的電泳槽中泳用到兩種隔膜， 陽極膜和超濾膜。 隔膜 隔膜可以有選擇性的允許一種粒子或一種分子通過，而擋住其它物質(zhì)。交換柱再生之后，必須將所有的酸，堿（即使是微量）從系統(tǒng)中沖洗干凈。這時，可用強酸和堿再生。 游離的無機物 帶電荷，它們泳動并消耗用于涂漆的電能。為了防止漆液被污染， 電泳槽中要用去離子水。如果水質(zhì)電導(dǎo)率大于 25 微姆歐， 槽液可能被污染。 多年前，關(guān)于電泳漆系統(tǒng)用水的純度的標(biāo)準(zhǔn)已被定出，而這些標(biāo)準(zhǔn)是由油漆制造廠 和 最終用戶共同開發(fā)和訂立的。（ H ２ O）。此工藝需同時使用一強酸性陽離子交換柱和一強堿性陰離子交換柱以除去水中所有離子。 蒸餾是把水煮沸然后冷凝除去不溶性雜質(zhì)；反滲透是使用膜分離工藝達到同樣的目的。 陰極電泳涂裝手冊 11397 Section 7 Ver 1 去離子水 去離子水是一種將自來水或生水經(jīng)處理后制成適合配電泳漆槽液用的水。 溶劑改善涂膜的均一性有兩種途徑： 當(dāng)涂膜沉積時，發(fā)生某些聚結(jié)（樹脂微粒聚到一起），這個作用有助于增強涂膜的電阻及形成均一的涂膜。 去離子水。 被一種專用的水溶性樹脂濕潤的顏料。 用于電泳漆的顏料必須細心選擇 ， 不能使用水溶性太強的或與水起反應(yīng)的顏料。 PPG 公司向用戶供應(yīng)雙組分補加漆料有以下兩個原因： 顏料漿與樹脂的加料比例可以根據(jù)用戶的工藝操作所需及涂膜特性的特別要求而加以調(diào)整。擊穿過程也使漆膜絕緣性能受到影響。 當(dāng)高電流密度引起電極上氣體析出失控時，便會發(fā)生擊穿。 由于泳透力如此重要， 讓我們探討一下一些影響泳透力的重要因素。 電泳漆膜電阻高，則泳透力就好。 泳透力是一個比較性的參數(shù)。 因為此電極沉積膜在既定的電壓下具有一較高的電阻， 所以當(dāng)所有表面及邊緣被涂膜覆蓋時，電泳沉積過程會自己停止。 總之， 當(dāng)加電壓于裝有導(dǎo)電溶液槽中的兩個電極時，就產(chǎn)生溶液的電解和帶電粒子的電泳， 在陰極上發(fā)生聚積或沉積。 由于沉積涂膜的不溶于水性，允許用水清洗電泳板洗掉電泳帶出的漆液。 電滲是要討論的最后一個過程，當(dāng)涂料固體份在陰極上沉積之后，此涂膜為半滲透性。當(dāng)陽離子樹脂（樹脂及顏料）與氫氧根離子反應(yīng)，變?yōu)椴蝗苡谒畷r這就產(chǎn)生了沉積后的涂膜。 電沉積的第一步是水的電化學(xué)分解（電解）。 涂料的漆基一般為陽離子型，沉積只發(fā)生在陰極上，它是一個不可逆過程。帶正電的粒子 將聚積在陰極上，帶負電的粒子會在陽極上聚集。例如，發(fā)生在電泳涂裝過程中電泳的是顏料粒子及膠體樹脂粒子的運動 (移動 )，在這電勢的作用下，這些粒子靠電泳過程移向陰極。這種只是對油漆導(dǎo)率的控制， 并不考慮由于磷化液的帶入或去離子水質(zhì)量差所導(dǎo)致的雜離子污染雜質(zhì)離子物所產(chǎn)生的電導(dǎo)率作用（諸如此類污染的作用將會在下文討論） 電泳是在一電勢電壓作用下。在電泳涂裝過程中這種的卻是不利它對后面將要討論的重要特 性“泳透力”有影響。水電解生成氫氣和氧氣是大家最熟悉的電解例子。對于電泳槽的操作人員來說， 他們不一定要懂得這些原理，我們在此只是把在電泳槽中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)以及工藝原理進行解釋。 油漆固體份帶正電荷， 因此被吸引到陰極。不同之處在于，電鍍時沉積金屬離子，電泳時沉積有機樹脂分子。這兩個術(shù)語?？苫Q使用。 電泳漆沉積在陰極上時，此工藝稱為陰極電泳，帶正電荷的漆稱為陽離子型電泳漆。 帶負電荷的離子把帶正電的樹脂分子存在于陰極系統(tǒng)的溶液中。 溶液中帶正電荷的離子稱為陽離子， 帶負電荷的離子稱為陰離子。 電化學(xué)反應(yīng) 到此為止， 我們已經(jīng)討論了陽極漆和陰，并且已 使用了陽離子，陰離子等術(shù)語，雖然陽極和陰離子可以作為同義詞使用， 其實他們是用于表示一個事物的兩個不同方面的。在漆膜中存在的鐵離子就成了開始生銹的誘因。 其實， 陰極電泳的最主要優(yōu)點還是防腐蝕性非常優(yōu)良。 電泳本身耗電量少，從而用于冷 卻的冷量也少。 雙金屬復(fù)合層也能獲得良好的防腐蝕性， 可適應(yīng)日益擴大的鍍鋅鋼板用量的需求。陰極電泳漆有以下優(yōu)點： 較低的膜厚具有良好的防腐蝕性。 經(jīng)烘干后的涂膜具有機械及化學(xué)穩(wěn)定性，以滿足保護和（或）裝飾的需要。 必須能夠 泳涂外形復(fù)雜的工件。用于制造電泳漆的樹脂還必須具備如下特性： 樹脂必須可溶解或分散成一種穩(wěn)定的溶液，可以適應(yīng)多種生產(chǎn)條件。 雖然多種樹脂都可以適用于電泳涂裝，但最常見的是熱固型的 熱固型的樹脂在烘干時融合或融化成為一堅硬，均勻的耐溶劑涂膜。這些交聯(lián)劑于正常槽液溫度下在水中 很穩(wěn)定，但在固化溫度下就變得活潑起來。 對陰極電泳就有所不同了，陽離子樹脂的交聯(lián)反應(yīng)可以在內(nèi)部或外部進行，但因未固化陰離子涂膜具有堿性，所以外部交聯(lián)反應(yīng)較緩慢。 陽極電泳槽液一般 pH約為 9，可沉積涂層卻是高酸性。 . 電泳漆膜交聯(lián)的反應(yīng)取決于涂膜的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境，靠這些固化反應(yīng)獲得的涂膜結(jié)構(gòu)，對其防腐性能 ]具有真正的實際價值。 陰極電泳涂裝手冊 11397 Section 3 Ver 1 必須降低槽液的腐蝕性。 陰極電泳漆的樹脂在 1975 年陽極型樹脂商品化之前很長一段時間內(nèi)就有能力制造了，但其正式投產(chǎn)之前要克服以下兩個主要的問題。 當(dāng)水溶性樹脂沉積后，它可以恢復(fù)其酸性基團的功能。因此，電泳涂裝主要被用來涂底漆；涂不同的顏色涂膜要在不同的槽中進行。電泳工藝只能用在導(dǎo)電的底材上；當(dāng)涂裝的物體烘干后。 在電泳實驗室使用的試驗槽中，調(diào)近陽極 陰極間距可用來放大在這方面經(jīng)常出現(xiàn)的問題。 可以涂裝各種各樣的金屬底材，且可進行不同條件的嚴格考驗。 PPG電泳漆實驗室每周從槽中取的樣品做實驗，常常是在生產(chǎn)線上出現(xiàn)問題之前就能預(yù)報。 槽的容量很大， 使涂料或工藝參數(shù)的 波動減少到最小。 電泳工藝穩(wěn)定，可保證漆膜均一涂于工件上。 Automotive Electrodeposition Reference Manual 11397 Section 2 Ver 1 與浸法涂裝不同，電泳沉積在內(nèi)腔部位的涂膜，在烘干過程中不會被熱蒸汽洗掉。 未固化的漆膜不粘手，甚至可以作某些處理。 槽液 粘度低（大約等于水的粘度），泵送容易，也利于被涂車身的瀝干。 使用水做載體，免除了火災(zāi)危險。 優(yōu)點 電泳漆在非常隱蔽的部位，如翻邊以及箱式結(jié)構(gòu)，仍能形成完整的保護膜，從而得到較高的防腐蝕性。 為什么要電泳涂裝 由于電泳涂裝具有明顯的優(yōu)點， 此工藝在過去的 20 年中已成為汽車涂底漆的最主要方法。 開發(fā)電泳涂裝后，雖然市場的需求穩(wěn)定增長，但直到 1973 年陰極電泳漆問世時，市場需求才真正繁榮起來。于是Brewer 博士領(lǐng)導(dǎo)小組努力去開發(fā)一種在施工過程中溶劑可以從涂膜被排除掉的料，他們作開創(chuàng)了電泳涂裝。 汽車制造廠商們早已注意到汽車內(nèi)部隱蔽處的銹蝕，但暴露在外的平面部位， 如車頂卻不易銹蝕。 陰極電泳涂裝手冊 11397 Section 1 Ver 1 電泳漆簡介 電泳涂裝的歷史 在美國福特車廠 Gee Brewer 博士的領(lǐng)導(dǎo)下，福特汽車公司從 1957 年就著手研究電泳涂裝。 . 電泳漆 pH 值 ……………………………………………………………………………………… 43 . 電泳漆的電導(dǎo)率 ………………………………………………………………………………… ..45 . 試板及試板評價 ………………………………………………………………………………… ..47 陰極電泳涂裝手冊 11397 vii Ver 1 . 干膜厚度測量 …………………………………………………………………………………… 412 . 相容性試驗 ……………………………………………………………………………………… .錯誤 !未定義書簽。 4. 分析試驗 …………………………………………………… ……………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 . 清洗系統(tǒng) ………………………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 . 整流器 …………………………………………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 . 電泳 槽加電裝置 ………………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 . 槽的設(shè)計和結(jié)構(gòu) ………………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 Automotive Electrodeposition Reference Manual vi Ver 1 . 預(yù)清洗 ………………………………………………………………………………