电泳涂装设备

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。

电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。

1.槽体

根据工件的输送方式不同，槽体分为船形槽和矩形槽两种形式，一般船形槽适于连续通过式电泳涂装生产线，矩形槽适于间歇垂直升降式电泳涂装生产线。

2.循环搅拌系统

循环搅拌系统分内、外两部分循环。作用是保证整个电泳槽内漆液成分和温度的均匀，防止漆液颜料沉淀。

3.电极装置

电极装置由极板、隔膜罩及辅助电极组成。

4.温度控制系统

一般电泳涂装的温度在20~30度，在气温较高或连续生产时漆液温度会明显上升，为保证漆膜的质量，须对漆液进行冷却，可采用循环地下水冷却，冷却塔冷却或冷冻机强制冷却。在气候寒冷的冬季则需要升温加热热交换器有夹套、蛇形管、平板式及列管式多种，险夹套结构外，其他的热交换器均可借助外循环系统的循环泵，使漆液通过热交换器进行冷却或加热。

5.涂料补给装置

补给装置由补漆槽、电动搅拌器、过滤器及输液泵等组成，设置在电泳槽附近，用管道、阀门与电泳槽相连接。

6.通风系统

对于连续通过式电泳槽，可采用顶部通风装置，由抽风罩、离心风机、排风管等组成。对于垂直升降式电泳槽，一般只能采用槽边抽风方式。

7.供电装置

接地方式:有阴极接地和阳极接地两种，阳极接地又可分为电极接地和槽体接地两种方式。

通电方式:电泳通电方式有工件通电入槽和入槽后通电两种方式。

工件经电泳涂装后，离开电泳槽时会带出未经电沉积的漆液，必须用水将其冲洗干净，否则会使漆膜粗糙，甚至会引起已沉积漆膜的"再溶解"，使涂膜防护性变差。

水洗方式可分为直接清洗、单级循环清洗和多级循环清洗等方式。

电泳涂装后水洗设备有浸渍式和喷淋式两种形式，有时将这二种形式结合，以提高效率。

电泳涂装超滤系统是维护电泳槽液稳定，提高涂装质量，降低环境污染的极为重要的环节。它是将超滤器(UF)与电泳槽及电泳后水洗设备组成一个封闭的水循环冲洗系统，可分为单级、二级或多级水冲洗系统，单级循环冲洗系统结构较简单，但只适用于批量较小的生产线，一般采用多级循环冲洗系统。

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。

电泳涂装设备可以分为连续通过式和间歇垂直升降式两大类，连续通过式电泳设备组成流水生产线，适于大批量涂装生产，在工业上应用很广;而间歇垂直升降式，初始形式是采用单轨电葫芦，用人工控制，适用于批量较小的涂装作业。近年来随着计算机技术的进步，机电一体化技术发展很快，用微机控制垂直升降的程控小车已在涂装生产线获得应用，它同连续通过式电泳设备相比，同样批量的生产线长度显著缩短，而且具有灵活变化各工艺过程的优点，备受人们的关注。

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(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。

1、电压

电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简单，易于控制。电压对漆膜的影响很大;电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力，缩短施工时间。但电压过高，会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生"橘皮"现象。电压过低，电解反应慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两极间距成正比。钢铁表面为40~70V，铝和铝合金表面可采用60~100V，镀锌件采用70~85V。

2、电泳时间

漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达到一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反应;反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在保证涂层质量的条件下，越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟，大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂，可适当提高电压和延长时间。

3、涂料温度

涂料温度高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引起涂料变质;温度低，电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15~30℃。

4、涂料的固体分和颜基比

市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%~15%。固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，涂料的稳定性差。固体分过高，粘度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。一般颜基比为1比2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中，涂料的颜料量会逐渐下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。

5、涂料的PH值

电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜。PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力降低。一般要求施工过程中，PH值控制在7.5~8.5之间。在施工工程中，由于连续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄，导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液，更换阴极罩蒸馏水，用离子交换树脂除去铵离子，采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时，可加入乙醇铵来调节。

6、涂料电阻

被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降，从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中，需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜，可采用阴极罩设备，以除去铵及钙、镁等杂质正离子。

7、工件与阴极间距离

距离近，沉积效率高。但距离过近，会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件，当出现外部已沉积很厚涂膜，而内部涂膜仍较薄时，应在距离阴极较远的部位，增加辅助阴极。

(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

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。

在涂装工程电泳电压、时间、温度、阴阳极面积比、漆液固体体份及漆液的PH值等影响涂层的质量，在实际中，根据客户的工艺参数来确定上述参数。

阴极电泳涂装金属处在阴极不易氧化，相对阳极电泳来说涂层更具有普遍性，采用超滤系统槽液不会受到污染，槽液维护简单，涂层更具有防腐蚀效果。

涂装经过在固化炉内进行固化。固化炉可以分为连续式和间歇式两种。

固化过程的温度曲线对质量有很大的影响。一般需要用北京赛维美高科技有限公司生产的炉温跟踪仪(型号为SMT-4 或SMT-7-32-300-K)对烘烤过程的温度曲线进行定时检测。确保温度曲线满足工艺要求。

整车阴极电泳涂装生产线在我国客车涂装行业引起了不小的波动，中大涂装(江苏中大工业涂装环保有限公司)是国内唯一一家涂装上市公司，也是第一家建成了国内大型客车整车阴极电泳涂装生产线的中外合资企业。