某涂料公司编制的涂装手册

涂 装 手 册上海XX涂料化工有限公司二000年六月目 录前言 11电泳涂装的历史和特点11电泳涂装的历史12电泳涂装的优点213电泳涂装的局限性32 电泳涂装（电沉积）机理21电化学机理 422电泳的化学反应式53 涂装前处理31概述32清洗633表面转化7 4 电泳系统工艺概况41电泳工艺942电泳系统设备介绍 10421电泳槽 11422循环系统 12423过滤装置 13424清洗系统（后冲洗） 14425热交换（冷却）系统 15426超滤（UF）系统427反渗透（RO）系统 18428阴（阳）极系统 19429电源系统234210加料系统 25 4211后冲洗系统 264212烘干系统 275 异常情况处理51概述52阳极电泳异常情况处理 2853阴极电泳异常情况处理 366 电泳涂料的使用61设备检查与现场清理 4962设备清洗63投槽64试涂装65电泳线现场管理要求 537 水性浸涂漆71前言72简介 5773浸涂设备要求 5874涂装工序75前处理工艺要求 6076浸涂 618 涂料的检测方法81固体份 63 82粘度 63 83细度 84 pH值 85 MEQ值 86颜基比 (65) 87电导率 88有机溶剂含量 (66) 89泳透率 (67) 810库仑效率 (69) 811电泳漆电沉积量测定 (70) 9涂膜的检测方法91电泳漆膜制备方法 (70) 92膜厚测定 (71) 93硬度 (72) 94光泽 95附着力 (73) 96柔韧性 (74) 97 耐冲击 （75） 98漆膜耐水性 (76) 99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，其工作液属于低浓度的胶体分散体系，只有在特定的条件下才能稳定，才能取得理想的涂装效果。因此选择和控制合理工作条件十分重要，按照涂料的工艺要求及涂装规范，严格管理工作液是保证电沉积涂装正常进行的必要条件。本涂装手册旨在帮助用户更好地操作和控制电沉积过程，以确保XX公司的电泳涂料产品能够发挥其最佳性能。该手册适用：电泳涂装线操作者培训手册。现场技术服务规范的资料和依据。版权所有，严禁翻印。1 电泳涂装的历史和特点11 电泳涂装的历史电泳涂装的原理发明于二十世纪三十年代。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。福特公司于1961年7月建立了第一个用于涂装车轮的阳极电泳槽，WIXOM总装厂用来涂装汽车车身的电泳槽建于1963年。电泳涂装在实际应用中显示了高效、优质、安全、经济等优点，受到世界各国涂装界的重视。1973年成功开发了阳离子电泳涂料和阴极电泳涂装技术。之后电泳涂装工艺在汽车工业中迅速普及、发展。我国开发电泳涂料和涂装技术已有近30年的历史，70年代初，我国汽车工业中就已建成几条汽车零部件阳极电泳涂装线，到70年代中后期，第一条阳极电泳车身线在“一汽”投产。12 电泳涂装的优点121 底涂工序可实现自动化，适用于流水作业。 相对于喷涂工艺而言，电沉积工艺虽然一次性投资较大，但投槽后两至三年内就可收回高于常规喷涂工艺的那部分成本。另外，电沉积工艺的能量消耗和保养费用也大大低于常规喷涂工艺。122 可控性工作槽液容量较大，使涂料及工艺参数的变化减到最小。操作工艺参数已有明确的规定，且是以丰富经验为基础。依靠调整电压，容易得到均一目标的膜厚，通过选择不同品种的电泳漆和调整泳涂工艺参数，膜厚可控制在10-35m范围内。工件间和不同日期所沉积的涂膜（如膜厚及性能）重现性好。123 泳透（力）性好提高了工件内腔的防腐蚀性，尤其阴极电泳涂膜的耐蚀性更好。喷涂、浸涂等涂装法涂装不到的部位和涂料难以进入的部位也能涂上漆膜；且缝隙间的涂膜在烘干时不会被蒸汽洗掉，从而使工件内腔、焊缝、边缘等处的耐蚀性显著提高。124 高效性若槽液操作参数及设备维护得当，涂料的有效利用率可高达95%以上。 工作液是低固体份的水稀释液，粘度与水相似，原漆带出槽外的量很少。泳涂的湿漆膜是水不溶性的，泳后可采用UF液封闭清洗，回收带出槽外的漆液。125 低污染性、高安全性与其它溶剂型涂料、水性涂料相比，因其溶剂含量少，且低浓度，故无火灾危险，对水源和大气污染少。采用UF和RO装置，实现电泳后的全封闭水洗，可大大减少废水处理量。126 电泳涂膜的外观好，烘干时有较好的展平性电泳涂装所得涂膜的含水量少，溶剂含量也低，在烘干过程中不会象其它涂料那样产生流痕、溶落、积漆等弊病。电泳水洗后的涂膜相对干燥，因此晾干时间短，可直接进入高温固化。13 电泳涂装的局限性 一般电泳涂膜的耐候性差，在户外使用时需涂装面漆。对挂具的管理要求较严，要确保被涂物良好导电。仅适用于具有导电性被涂物的涂装。对小批生产场合不宜推荐采用电泳涂装，原因是槽液的更新速度太慢，槽液中的树脂和溶剂组份的变动大，而使槽液不稳定。2 电泳涂装（电沉积）机理电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，适用于电沉积涂料的涂装。它是将具有导电性的被涂物浸渍在用水稀释的、固体份较低的电泳漆槽中作为阳（或阴）极，槽中另设置与其相应的阴（或阳）极，两电极间通直流电一定时间，在被涂物表面析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。21电沉积的电化学机理 电泳涂装过程中伴随有电解、电泳、电沉积、电渗等四种电化学现象。211 电解：是指导电液体在通电时，发生分解的现象。在电泳过程中水发生分解，在阴极上产生氢气，阳极上放出氧气，金属阳极发生溶解，溶出金属离子。212 电泳：电泳是指导电介质中的带电荷的胶体粒子（树脂及树脂包裹的颜料）在电势的作用下向相反电荷的电极迁移的过程。213 电沉积：电沉积是指涂料粒子在电极上沉析成膜的现象。在阳极电泳涂装时，带负电荷的涂料粒子在阳极凝聚成膜，平衡离子则在阴极上聚集，这是一个不可逆过程。阳极上的最初反应是形成氧气和H+，致使工件表面形成高酸性介面层，当阴离子树脂与氢离子反应变成不溶性时，就产生了涂膜的沉积。同理，在阴极涂料涂装时，带正电荷的粒子在阴极上凝聚，带负电荷的粒子（离子）在阳极聚集，在电沉积过程中，由于水在阴极区电解生成氢气和氢氧根离子（OH-），致使在阴极（被涂物）表面形成高碱性介面层，当阳离子（涂料粒子）与氢氧离子反应变成不溶性时就产生涂膜的沉积。214 电渗：电泳涂装过程中刚沉积到被涂物表面的涂膜是半渗透性膜，在电场的持续作用下大分子涂膜内部所含的水分子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。电渗使亲水的涂膜转化成为憎水涂膜，并使之致密化，所以工件泳涂成膜后，可用水来冲洗附浮在漆膜表面的槽液。22 电泳的化学反应式221 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） 2H2O4H+4e+O2 （电解） MeMen+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+2e2OH+2H2 R3NH+OHR3N+ H2O222 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+2e2OH+H2 R-NH+OHR-N+H2O （水溶性水不溶性）阳极反应： 2H2O4 H+4e+O2 RCOO+ H+RCOOH23 泳透率 与涂膜形成的电化学过程相关的另一个电沉积的特征是泳透率，即电泳过程中使背离电极的被涂物表面涂上漆膜的能力强弱称之为泳透率，也可理解为电泳涂膜在膜厚分布上的均一性。 电沉积涂装时，沉积是沿着系统中存在于阴极和阳极之间的电力线进行的，沉积行为将沿着阻力最小的路线进行，首先覆盖最靠近电极的外表面，随着沉积膜厚的增加，所形成的涂层的绝缘特性渐渐屏蔽了金属基层的导电性，并使电场强度因这种绝缘性的出现而减少，电力线转移到较远的表面，渐渐地，外表面便完全绝缘，电沉积停止，电力线将开始完全作用于内表面。同样，重复上述的过程而使被涂物的内、外表面均被泳涂上漆膜。泳透率与电泳槽液的电导率和湿膜的比电阻成正比关系，泳透率还与涂装工艺参数有直接关系，如泳涂时间长些，电压和固体份高一些，泳透率也就会相应增高，它是确保工件（被涂物）内腔部分，缝间等表面涂上漆膜的目标值。3 涂装前处理31概述在钢铁的制造、冲压成型和组装操作中，会使用各种保护油、润滑油、冲压油、粘合剂、焊接助剂等，而要得到光滑平整、耐腐蚀好，附着力好的涂层决定于工件表面的清洁程度及转化膜的质量。前处理就是对铁板、钢板、镀锌板等金属的表面进行清洗、化学处理，而使底材易于电泳涂装，从而得到所需的防腐蚀涂层。经过表面清洗、磷化或转化而在底材上形成一层膜，主要作为涂料的底层，并不是对暴露于大气中的底材表面所进行的防锈处理或作进一步的贮存。前处理主要分为清洗和表面转化二个部分。32 清洗部分 在电沉积处理的前期，首先应清洗掉各种附着在被涂物表面的污物（油污、锈、氧化皮、焊渣、金属屑等），各种清洗系统至少都应包含：预脱脂、脱脂、水洗三个步骤。321 预脱脂：是在上挂工件表面手工揩擦或高压喷雾脱脂剂，或者擦前处理供应商提供的手工脱脂剂（膏），为下道脱脂工位作准备，并且要保持工件表面湿润，以防疏松的脏物再干燥，因为若除去不净会导致磷化层出现斑纹病态。322 脱脂：通常情况下脱脂是在预脱脂后，采用浸渍或喷淋的方法进行，工作液是含有多种表面活性剂的碱溶液，其浓度、温度、处理时间及喷淋压力由供应商推荐。工作液可循环使用，但应配备油水分离系统，确保脱脂液中的含油量在规定值以下。323 水洗：脱脂后，进入水洗，主要是为了清洗掉工件表面残留的脱脂剂及附着物。水洗可采用喷淋或浸渍的方式进行，采用循环清水清洗，连续生产时，应保持一定量的溢流来控制清水的pH值和碱性清洗剂的浓度，从而使工件表面得到完全的清洗。33 表面转化（磷化）331 表调：对工件表面使用钛盐或其它物质进行活化，是该工序之目的，主要作用是增加磷化膜晶体的成核点，提高结晶致密度，减少晶粒尺寸和重量，改善磷化膜的结构。表调工艺的良好，是形成优良磷化膜的重要保证。表调可采用喷淋或浸渍的方式实施。如果采用喷淋，保持表调处理液的浓度十分重要，喷淋时建议采用低压宽口喷嘴，可进行平稳的喷淋而均匀地覆盖工件的内外表面，避免强力的冲击而使表调剂在产生预期作用前被冲走。为使喷淋难以到达的部位能够进行有效的表面调整，我们目前推荐采用浸渍处理的方式。332 磷化：汽车工业使用最多的是磷酸锌系的转化处理，得到的磷化膜应有以下特点： 提供一个具有均匀电导率的表面，特别是车身，车身若是由不同金属材质组成的，此特性更显重要，将有利于形成涂膜的均匀性，特别是漆膜的厚度。 通过离子键，磷化膜与金属底材紧密相连，从而提高了漆膜与底材的结合力。 多孔的膜结构，增大了漆膜附着的表面积，从而也相应提高了涂膜的附着力。 涂料的一部分渗入细孔使整个体系连续。 若漆膜某处出现破损，则磷化膜可以抑制金属在破损处或膜下的腐蚀，从而提高整体涂层的耐蚀能力。 磷化工艺可采用喷淋或浸渍施工的方式进行，为了控制磷化液的组成和施工的进行，Zn含量、总酸、游离酸的浓度必须维持在特别推荐的范围内。如使用喷淋方式，工件外表面应是一个均匀的低压层状喷淋，必须选择合适的喷嘴以及排布适当的位置。浸渍施工可使所有的表面包括箱式结构的内侧被磷化膜覆盖。浸渍施工的控制参数与喷淋施工是不相同的；并且通过浸渍所得到的磷化膜具有较高的P比。P比反映了磷化膜中Zn-Fe磷酸盐的百分含量。当底材为冷轧钢板时磷酸锌系膜主要由磷酸铁锌盐及磷酸锌组成，磷酸铁锌含量高的（P比高）磷化膜，可全面提高与电泳涂膜（阴极电泳膜）的结合力。转化膜形成后，需进入水洗工艺。可采用喷淋或浸渍方式来进行水洗操作，主要目的是为了清洗磷化带来的酸和磷化残渣。333 钝化：钝化是指磷化膜的封闭处理，是泳涂前处理的最后阶段，其包括以下三个部分： a.后处理：主要是钝化磷化膜表面、络合任何残留的水溶性盐，阻止形成气泡。一般常用材料有：铬酸，铬/磷酸；反应性铬酸盐，改性铬酸盐、非铬酸盐类型。钝化处理可采用喷淋或浸渍的方式进行，由于环保以及对于一般要求的涂层来讲，钝化处理可以不采用。b. 循环清水洗主要是清洗掉工件表面残留的化学杂质。c. 纯水洗使用纯水喷淋清洗，保证工件表面的可溶性电解质在电沉积前被除去。此项工艺要求应保证工件的滴水电导率阴极电泳时小于30s/cm，阳极电泳时小于50s/cm。4 电泳系统工艺概况电泳过程（电沉积过程），无论是阴极电泳还是阳极电泳，均包括四个基本部分：（1）前处理（前章节已述）；（2）电沉积；（3）后冲洗；（4）烘烤。本章节主要涉及以下三个部分。41 电泳涂装部分（电泳工艺流程参见图2）411 将经过前处理的工件浸渍于电沉积槽中，通电后工件表面首先被泳涂。当外表面产生较大的电阻后，未被泳涂的内表面电流增大，沉积便在这些表面发生，该过程将一直持续到所有的外表面及内表面被涂覆完毕。一般来说，槽液中电泳底漆含80%以上水，1-3%的助溶剂和11-20%的固体份，施以一定的电压，工件上可得到一层固体份为75-90%的漆膜。电沉积过程结束后，将工件从沉积槽中取出，在沉积涂层表面吸附着一层槽液，这些浮漆必须通过后漂（冲）洗清除，以保证涂膜外观。同时回收的浮漆重新回到电沉积槽，提高涂料的利用率。412 标准的泳后（电沉积后）冲洗应由以下工序完成：（后冲洗部分）。(a) 槽上清洗(b) 循环UF液清洗(c) 新鲜UF液清洗(d) 循环去离子水清洗(e) 新鲜去离子水清洗根据被涂工件处理的要求，设计合理的后冲洗工艺，上述工序不一定相同。采用封闭型清洗系统对工件进行漂洗是除去表面浮漆的有效方法，它可使携带出的涂料近100%的回到工作液中。超滤器是完成该系统的基础，它可以将工作液中的水、溶剂和低分子量组份提取出来成为透明溶液，即超滤液（UF液），利用超滤液对工件进行连续性清洗，可减少纯水的用量及排放废水的处理。该工序的最后一道漂洗采用新鲜的去离子水作为清洗液，也可采用喷淋方式，以提高涂膜外观质量。最后清洗结束后，必须有充分的沥水时间以沥尽水份，并用自动空气鼓风装置吹干工件涂膜。随后进入下道烘烤工序。413烘烤部份大部份烘干炉设计为多个区域，每个区域的温度可以单独调节。这样可以逐渐除去膜中的挥发份物质，避免产生水斑、溶剂斑，同时可以改善成膜过程中的流动状况，使涂膜有良好的流平，得到光洁的表面。42 电泳系统设备介绍电泳涂装设备一般由电泳槽、循环过滤系统、冷却系统、超滤系统、电源系统、阴（阳）极系统、涂料补加系统、后冲洗系统等组成。不同的电泳漆品种对涂装设备的要求有一定的差异，电泳涂装工艺及设备设计或选用不当所导致的涂装质量问题，单靠管理是克服不了的。所以，涂装工艺及设备的设计，作为涂料供应方应尽早介入，提供必要的技术支持，即所谓的“售前服务”才能确保涂装的正常进行，即涂膜质量的正常。421 电泳槽 电泳槽是电沉积涂装作业的浸槽，由三个基本部分组成：主槽、副槽及贮备槽。 主槽：一般有方形和船形两种，船形槽适用于连续式生产，根据工件大小及生产纲领来设计主槽的体积和尺寸；两端的斜坡长度取决于被涂物出入槽的角度等因素。方形槽适用于步进间歇式生产。为保证槽液有较好的搅拌状态和最佳的极间距，槽体两壁与被涂物要留有间隙，对于汽车车身的涂装，一般要求工件距液面及极板间隔应大于300mm，距槽底间隔应大于400 mm。副槽：一般电泳槽的出口端设有溢流槽（副槽），其作用是使槽液形成稳定的层流状态，消除主槽表面的气泡及漂浮物。副槽与主槽间设有可调式堰板，以调节主槽液位及表面流动状态；但主、副槽的落差不宜超过150mm（一般为50mm以内）以防起泡。主、副槽底部宜设一连通管道，同样可以起到调节主、副槽之间的液位。槽底和转角都应设计呈弧型，尽量清除循环死角，槽液的总容量在满足各种要求的前提下应尽可能的小，以缩短更新周期和配槽投料费用。备用槽： 备用槽供清理维修电泳槽系统设备时储存电泳槽液，其容量应能容纳全部的槽液，槽内要有自循环喷嘴，并建议经过热交换装置。各槽体应具有足够的强度，防止装满槽液时槽体变形，一般采用6-10mm厚的低碳钢板双面焊接而成，外壁用槽钢加强。电泳槽内壁及液面下的所有金属构件都要进行绝缘防腐处理，绝缘要求能耐2万伏电压。422 循环系统 槽液循环搅拌系统有以下三个主要功能：1） 保持涂料均匀混合，防止颜料在槽液中析出、沉淀。2） 进行过滤，除却槽液中的杂质颗粒及油污物质。3） 经过热交换器，控制槽液温度。 循环系统的设备包括：泵、管路、过滤器、换热器、阀门温度计、压力表等。 循环系统工艺设计的要求：1）使槽液沿单一路线连续运转，且成层流状态，液面运动方向与运输链运动方向相同，实际经验证明：这样可以得到最洁净的车身。2）槽液循环过程中，确保液面流速不应小于0.2m/s；靠近槽底部的槽液流速最低为0.4m/s；槽液在循环管路系统内的流速必须都保持在0.4m/s以上，以防止在管路系统中沉淀。3）槽液的循环量要求为4-6个槽容量/小时，即以此来选择循环泵的流量。在电泳槽液循环系统中，一般采用卧式及立式端吸式离心泵；分体卧式泵要求采用双机械封闭，因此需增加液封设备，通常采用洁净的超滤液或去离子水，压力3-5kgf/cm2。泵转速选择低于1450rpm。立式泵通常安装在溢流槽上，泵吸口要伸至距槽底不小于1.5倍管径处，以尽量减少涡流及在清理槽液时又能够最大限度抽空槽液。所有泵都应装有防止大的杂质颗粒损坏叶轮及泵壳的保护装置，立式泵要配有安在泵头（吸口）的双层可拆卸的钢网，并涂以绝缘涂层。卧式泵必须有可靠的阀将泵与系统分隔，泵最好安装低位排污口，及供冲洗用的去离子水接口。备用泵是杂质污染源，并且很难保持清洁，因此，应避免将其安装在系统中。槽内喷嘴可采用文丘里喷嘴或鸭嘴式，其材质可采用PVC，ABS或碳钢，后者必须涂布环氧树脂。压力表安置的位置对减少堵塞极其重要，通常安装在管线的上端，不能用水平或环形连管。闸阀、球阀、偏心阀及蝶阀可用于电泳系统，其结构、材质、布置对延长使用寿命很重要，阀门要尽可能地靠近“T”型结构安装，以使阀面可以得到冲刷，不形成死角。铜、黄铜、铝或镀锌组件不能用于电泳系统，否则将导致组件损坏并污染槽液。理想的垫圈材料是异丁橡胶和聚四氟乙烯。氯丁橡胶和丁苯橡胶不能使用。423 过滤装置为了确保良好的电泳涂膜的外观质量，在槽液的循环管路中，在泳后清洗的循环UF液及循环去离子水管路中都应有过滤器装置，对槽液、循环清洗液进行最大限度的过滤。槽液中机械杂质（环境污染、被涂物带入污染），凝聚颗粒（前处理带入的杂质与涂料反应生成的脏物）都将依靠循环系统中的过滤装置来清除。因此，要求过滤通过量2-4倍槽容量/小时。常用的过滤器为袋式过滤器，过滤袋为无纺布材质，或聚丙烯材质。过滤器由主循环泵驱动，推荐在每一个主循环泵上串联两台袋式过滤器，这种配置方式中，第一个过滤器选用孔径较大的过滤袋，以除去大部分大颗粒杂质，第二个过滤器选用较小孔径的过滤器以除去细小颗粒。阴极电泳过滤袋可选用聚丙烯过滤袋；阳极电泳过滤袋为无纺布。阳极电泳槽液过滤精度一般采用能通过50-75m的过滤介质过滤袋。阴极电泳槽液过滤精度一般采用能通过25-50m的过滤介质过滤袋。过滤器的清洗及过滤袋的更换视过滤器上的进出口压力而定，一般过滤器管线上并联旁通管线（推荐采用并联双桶过滤器的安装形式），在过滤器上应设置最低排放点及上排气口，过滤器壳材质最宜采用不锈钢。实践证明：过滤效果的好坏，不仅取决于过滤精度，也决定于吸口位置，一般认为，从溢流槽底部抽出的过滤吸口位置主要过滤比重较轻的颗粒。从入槽端斜面的底部吸出的过滤杂质比重较大。因此，建议在电泳槽的前端安装一独立的过滤回路，由一个独立的泵将槽液输送到该过滤器中，通常也选用袋式过滤器，过滤精度为100-150m，这类过滤，主要用于除去当被涂物（车身、驾驶室）浸入电泳槽时，冲掉下来的金属碎屑等杂质，或是沉淀在底部，后又聚集在进口处的颗粒杂质。新的电泳涂装主循环管线中，建议设计安置磁性过滤装置及吸油过滤袋。424 清洗系统（后冲洗）过滤装置在泳后清洗系统中建议采用袋式过滤器，以收集除去凝聚的涂料颗粒，过滤精度为25-50m，在细微颗粒较多的情况下，应更换100m孔径的过滤袋。 超滤系统的过滤 超滤系统中采用预过滤器，可以防止颗粒堵塞超滤膜，一般选用100-150m的袋式过滤袋。425 热交换（冷却）系统电泳涂装过程中，由于电解反应产生的热量、泵机械搅拌转化的热量、被涂工件带入的热量及施工环境温度的影响，槽液温度变化较大，因此，对电泳槽的温度必须有一个控制装置。一般情况下，槽液温度控制：冷却用7-10的冷水；加热用40-45的温水。整个调控系统由热交换器、泵、水源（冷、热）循环管路、温水加热器、冷却机组、温度控制器、调节阀等组成。热交换器一般安装在主循环管上，袋式过滤器之后，其压力要始终超过冷却水的压力，以防槽液污染。热交换器可使用不锈钢制造的板式或列管式换热器，并应装有排放口及去离子水冲洗连接管路。根据进出口压力读数，定期进行清洗。为了便于槽液温度自动调节，通常采用测温元件与冷却水进出电磁阀（气动阀）联锁装置。426 超滤系统超滤系统在电泳涂装中的作用 提高经济效益，实现电泳后的闭合回路清洗方式，提高涂料的利用率。 减少后冲洗水的赃物，减少污水处理量及费用，有利于环境保护。 除去杂质离子、净化槽液、提高、保证涂膜质量。 超滤（UF）是流体在压力驱动下的膜分离过程。采用特定的多孔分离隔膜，将槽液中的水，有机溶剂，无机离子和小分子树脂透过隔膜，成为所谓的超滤液。在超滤装置中，由泵供给槽液，在许多生产线中，安装一个称为清洁箱的独立的泵站供超滤泵使用，这样可以保证只让清洁的槽液进入超滤器，槽液通过过滤器后，以主循环进入清洁箱，过滤器可以除去可能堵塞精细超滤膜的槽液杂质。此外，在生产线中，超滤器与超滤泵之间超滤管路中还配备有袋式过滤器。UF装置按超滤膜组件的支承体形状可分为管式、卷式、中空纤维和板柜式等几种，其中管式半透膜应用较多，有单管和多管之分，卷式超滤器也开始普及，美国AMT、ABCOR、 KOCH公司的UF装置在国内普遍使用，江苏无锡，湖北沙市等地也生产UF装置。超滤膜的工作参数：透过率 指单位时间内透过单位面积的超滤膜的UF液流量，单位：L/m2.h;在一定的压力范围内，透过率与槽液流速、膜两侧压力、槽液的固体份、温度等有关。截留率 是超滤膜能截留多少分子物质的能力，通常以固体分截留率表示：R=（Co-CaF）/Co100式中：R为截留率Co为槽液的固体份CaF为超滤液的固体份。UF装置的选用原则： 根据每小时最大涂装面积计算所需UF装置的透过量，进行确定UF膜面积的大小。 一般要求电沉积后，每平方米涂装面积应提供1.2-1.5L左右的新鲜超滤液，并适当考虑30-40%的系数。 UF装置透过量下降设计流量的70%之前，应即进行清洗。如恢复不理想或清洗后下降又很快，则应按照使用说明书或向UF装置供应厂家咨询，需进行再生活化层的清洗处理。 UF膜与阴（阳）极电泳涂料的品种有一定的匹配性，在选择超滤器之前，要进行配套试验，考察膜的透过量、截留能力、衰减周期及膜的耐化学介质稳定性。UF泵和管路与电泳主槽循环系统的连接方式（1）闭合UF装置内循环方式：由专用泵不断地补给槽液，槽液在UF泵、UF装置成闭路循环，经UF装置的槽液部分返回电泳槽。（2）UF装置设置在电泳主槽循环系统管线上，经UF装置的槽液全部返回电泳槽。超滤液贮存槽可以用低碳钢或不锈钢制造 ，前者要有环氧树脂涂覆保护。超滤系统要有温度传感器，可以在规定的高温极限停止工作，以免损坏超滤膜。超滤隔膜系统（超滤管、筒）漏漆时，要采取隔离，有更换措施，防止渗透液被污染。超滤液应保持清澈透明，才能取得最佳冲洗效果。超滤装置使用应注意如下事项1）24小时不间断运行，停机次数和时间减至最小。2）避免处于低流速状态。3）在超滤泵出口及浓缩液出口，透过液阀门开闭状况没有确定前不能开泵。4）含硅物质（润滑剂或油脂），不能通过超滤器以免引起堵塞。 427反渗透（RO）系统 反渗透（RO）是供参考选择的、紧跟于超滤排放液之后的可获得RO浓缩液和RO渗透液的单元。 它由与超滤液贮箱相连的泵供料，超滤液进入该单元后制得的RO渗透液返回电泳系统，而含有离子成分的RO浓缩液则被适量排放，这个过程有效地降低排放废料量和溶剂使用量，因为溶剂返回到RO渗透液，当用RO渗透液代替最终的去离子水冲洗时，由于取消了电泳过程中冲洗水的排放，因此，循环进一步封闭，在最后冲洗中损失的漆料得到回收，去离子水消耗下降，废水处理费用降低。 象超滤一样，反渗透也是一个膜分离过程，虽然RO与UF膜可以有相同的化学组成，但是RO膜比UF膜的透过率更小。 UF膜让小的离子和有机物质通过，RO膜不让离子和分子量很低的有机物通过。进入RO单元的UF渗透液量的60-75%成为RO渗透液，这个百分数（渗透/进入）称为单元回收率。进料量的25-40%不透过膜，这样，在RO渗透液、浓缩液和进料液里的溶剂含量基本相同，也即60-75%的溶剂被回收。 RO单元由四个压力容器（PV）来描述，一部分浓缩回去可提高回收率，清洁槽（CIP）允许通过计量的化学物质再循环清洗，pH控制系统含有一个pH电极和加酸的泵，维持进料液的pH值为5.00.2。 用RO渗透液进行封闭冲洗是反渗透对电泳系统的另一个作用，UF液主要用来喷淋刚电泳后的工件，随后通常用去离子水冲洗，然后排放，而这部分排放的冲洗液中含有涂料，因此，若结合RO冲洗则可减少涂料消耗、去离子水的使用量和废水处理量。428阴（阳）极系统4281阴极电泳涂装的阳极系统酸是阴极电泳过程的副产物，为控制连续生成酸而形成的不平衡，需配置阳极液系统。阳极液系统的作用就是转移电泳槽里的酸和接电。 阳极系统的核心是一个特殊构成的离子选择性半透膜。半透膜安装在沿电沉积槽两侧分布的各个阳极箱表面，半透膜只允许酸进入而不可能返回到槽中。 阳极盒中的稀酸溶液以及通过循环管路相连的贮槽中的稀酸液统称阳极液。在阳极盒中，都装有不锈钢阳极板，它们为电沉积过程提供电场。在电沉积过程中，阳极液中的酸含量会持续上升，为了防止酸浓度过高，对每个阳极盒中的电解液进行连续循环是必须的。过高浓度的酸使阳极快速溶解，也导致涂装缺陷。为此，需要一套输送去离子水至阳极液和阳极盒的装置，用来稀释阳极液浓度。在加水过程中，溢流出的阳极液可直接排放。阳极液系统是由阳极盒、极液往返循环管路、泵、极液槽、电导率和浑浊度控制仪、去离子水供给管路等组成。阳极液循环管路必须用能耐pH为2-5的有机酸的不锈钢管或塑料管制成。阳极液的循环量为6-10L/min/M2，不断冲洗阳极，带走有机酸等阴离子，每个极罩的进液管上要装一个流量计，如果极液返回管为塑料管，应考虑阳极液的接地。阳极液参数的控制是电泳槽液控制的一个重要部分。操作人员应经常取样分析，测定极液中的pH值，电导率的变化，以及极液的浑浊度。若极液浑浊，说明有槽液进入阳极系统，一旦有槽液进入阳极系统内，电沉积时，会使阳极隔膜内表面涂上漆，从而使得阴阳极之间的流动受到影响，从而影响涂层质量和生产效率，当发现极液浑浊，应立即停止极液循环泵，在可能的情况下，切断直流电源，查出有漏漆的阳极罩，将其与系统隔断，进行检修或更新。阳极系统的主要功能是除去槽液中的酸，由于阳极箱的数目由阴/阳极比所决定，一般场合阴极/阳极面积选择为4：1。如果阳极系统除酸的效率大于设定值时，必须经常向槽液中补加酸，以维持设定的pH值和槽液的稳定性。4282阳极电泳涂装的阴极系统阴极系统的作用在于除去电沉积过程中产生并积聚的碱性物质。为了将漆液化学平衡控制在规定范围内，除去这积聚的碱性物质是必要的。阴极系统的关键部件是一个特殊的离子选择性半透膜，这层隔膜以电渗析原理工作，与超滤器不同，不需要压力，它是由穿过的电场提供所需的能量，隔膜带有稠密的电荷密度及微孔，能有选择性允许带相应的电荷的离子通过，即只允许碱从漆液中进入阴极箱，其它漆组份不能进入，且碱物质不能回到漆槽中去。阴极系统是将阴极板（管）封闭在可冲洗的阴极罩（箱）内,极罩由不导电材料制成，敞开面（板式电极罩朝被涂物的一面，管式电极四周都可算敞开面）装有离子选择性的隔膜；阴极板一般采用316#或304#不锈钢，为电沉积过程提供电场，阴极箱内充满电解液，称为阴极液。整个阴极系统包括：阴极隔膜罩（箱）、极液贮槽、泵、循环管线、电导率测试仪、去离子水供给管线等。为了防止碱浓度过高，对每个阴极箱中的电解液进行连续循环是必须的，过高的浓度使涂装困难，因此，需通过安装在极液贮槽或循环管线上的自动连续电导传感器检测阴极箱中的碱浓度，将其电导控制在规定的范围之内，当电导达到一定上限值时，安装在贮箱上方的去离子水供应线阀门将自动开启，补充纯水至阴极系统，直到稀释至电导到达下限为止。在加水过程中，从贮箱溢流出的极液将直接排放。一般而言，阴极液的循环量为每平方米有效极面积6-10L/min，不断冲洗阴极板。在阳极电泳涂装场合，阳极与阴极的面积比宜小于2-4：1（箱式电极以正对工件的面积之和计，管式电极则以展开面积计）以汽车车身的涂装为例，可以从下式计算阴极板面积：阴极面积=（车身数/min2min表面积/车身）（4-2）（全浸没时间大于2min的场合不要求加大阴极面积）由于阴极箱的数目由阳/阴极比所决定，故若阴极系统除碱效率高于设定值，则槽液内中和剂的浓度将低于设定值，即PH下降，在这种情况下，必须往槽液中补加碱（中和剂），也可将部分阴极箱中的极板改为裸露工作。阴极液必须是清澈透明的，一旦浑浊，表明有槽液进入，当槽液进入阴极系统时，会使隔膜内表面涂上漆，从而使阳阴极之间的流动受阻，从而影响涂层质量。当发现阴极液浑浊时，应停止工作，查明漏漆阴极箱，并予检修或更换。4283极板的布置：对于连续式带电入槽施工方式，极板从出槽口向前排布，一般在入槽端靠近入槽车身部位不布置极板、极板沿着槽壁布置，浸入槽液中的深度不得小于槽垂直壁的槽液深度40%。429电源系统 电泳（电沉积）行为，需要配置一个电源系统。 利用整流器将工业交流电（AC）转换成所需的直流电（DC）。整流器执行将交流电转化为直流电的功能。现代电泳涂装用整流器是通过二极管或可控硅完成的，这些电器元件只允许电流定向传输，是获得直流电的有效手段。将AC电流转换成DC电流时，一部分AC电流将通过整流器并叠加到DC电源上，这将在短时间（以毫秒计）内产生电压尖峰，使施工电压超过规定值。这种电压脉动可能导致电泳涂膜缺陷，利用电感、电容滤波器，将通过整流器的大部分AC电流滤掉，是消除电压脉动的有效手段。因此，应周期性检查整流器的电压脉动情况，利用示波器捕获毫秒的电压振荡。4291阴极电泳电源装置 在阴极电沉积时，从整流器出来的正极连接到一组不锈钢电极上，这些电极装在 特制的PVC盒中，排列分布在电泳槽的两侧。负极接地，通过与接地汇流排布相连的电缆连接至工件（阴极）上。在有些施工安装中，单个工件挂件或直接接地、或通过输送链接地，后者可免除在电沉积前后电缆与工件挂具连接时解脱的麻烦。两种方法都是可行的，但必须注意，应小心清除挂钩或传送链上的沉积漆膜以保证良好的接触。4292 阳极电泳电源装置在阳极电泳涂装时，从整流器出来的负极连接一组不锈钢板，正极连接至工件，工件通电的方式有两种，一种是带电入槽，一种是入槽后通电。两个通电方法各有其优缺点：带电入槽可缩短电泳槽长度，但漆膜表面易出现斑马纹；入槽后通电，能够避免前述的涂膜外观的弊病，但电源系统较复杂庞大，要求有可调时间的渐升压电路，以防止电流脉冲损坏涂层及电气设备。电沉积时，电压从零伏升到工作电压的时间约需要10-20秒，整流器输出脉动率很重要，电压脉动幅度不能超过平均直流电压的5%-10%。在满负荷情况下，电压脉动率也应小于5%-10%。电泳涂装的直流电源电压应在0-350V范围内可调，直流电流一般与涂装面积及涂料的库仑效率有关，平均电流强度可按下式计算：（一般而言，电泳所需电流强度为10-20A/M2）A=STd103/C60式中；A为平均电流（A） S为涂装面积（M2/min） T为涂膜厚度（m） d为涂膜比重（g/cm3） C为涂料的库仑效率（mg/c）采用多级或多区域的供电方式可以提高电源利用率，并可获得较高的泳透率来改善工件内、外表面的膜厚差别。电压决定工件漆膜的厚度，合适的电压施工，可得到预定的膜厚和良好的外观。在多区供电系统中，第一段调至规定的低电压，工件进入第二段电源供给区后，第二段工作电压调至通常较高的电压，以便在第二段工作区更好地泳涂凹面区域。最后说明的是，整流器应与输送链连锁，若工件在槽中停链10-15s后，能自动将涂装电压降至保护电压50V，输送链再起动时，电压要在10-15S升到正常电压。在步进式电泳涂装时，电源应采用软启动，即当被涂物浸没后在10-15S内电压渐升至第一工作电压维护规定时间后，再渐升到第二工作电压，而不是一下就接通工作电压。4210 加料系统电泳槽在日常的电沉积作业中，其中的固体份（不挥发份NV）将不断消耗，因此必须不断给予补加。补加新漆的频率、量，视其消耗量而定，同时，槽液中的溶剂、中和剂等其它组份的消耗，也应及时得到补充，以保持槽液的化学平衡，达到槽液的稳定。由于原漆的固体份较大，粘度高，若直接将其投入槽中，难以分散均匀，因此必须预先在配漆罐中用槽液将其分散稀释，降其固体份至35%左右，同时配比加入其它组份，搅拌均匀后，方可泵入主槽。配漆加料系统是由带机械搅拌的配漆罐、高黏度输漆泵、槽液及纯水的供给输入管线、输送漆液至电沉积槽的泵和管道等构成。配漆罐常用碳钢或不锈钢制造，前者需涂敷环氧树脂。搅拌器有浆式、锚式及翅片式等，通常设计成二层，下层距罐底高度在100mm左右，搅拌速度100-200转/分。双组份阴极电泳漆的补加可以不采用加料罐，推荐采用泵直送入主循环管中，接口布置在过滤器、换热器之后。重点考虑色浆加料，加入流量小于主循环流量的1/200，并在加料前考虑配备小型机械搅拌，首先能把长期贮存后可能分层的颜料浆搅均后，再用泵输送，避免物料不均匀加入时与槽液难以混合均匀。4211后漂（冲）洗系统被涂物的结构及对涂膜装饰性要求各不尽然，选择清洗的工序工艺也有不同。汽车车身等复杂构体、装饰要求高的工件，需要采取6道以上的喷（浸）结合的清洗工艺。工件结构简单，涂饰要求不很高的工件，一般仅选用喷式清洗工艺。泳后冲洗的第一道工序一般为槽上喷淋冲洗。该道冲洗液是用循环超滤液在工件出槽时就开始冲淋，其位置在溢流槽后面布置，以利收集由喷洗造成的泡沫及疏松附着在工件表面的浮漆。要注意的是冲洗喷嘴安装适当，使喷射面覆盖整个（车身）工件，喷射幅面为85的广角喷嘴，为了避免泡沫过多而影响电泳外观，建议采用消泡专用喷嘴。其次是超滤液清洗。复杂形状的工件选择喷浸结合的清洗工艺，循环液的贮槽要设计搅拌系统，泵流量为槽有效容积的2-3倍，浸洗槽要在工件入口端设溢流槽，循环管（喷管）中间要安装过滤器，过滤精度25-50m。超滤液清洗一般采用1-3级工艺，后级往前级溢流（或自动液位控制）输送，清洁超滤液补入最后一级超滤液循环清洗槽。由超滤器把电泳槽与超滤液清洗联接，形成闭合系统。最后，再用纯水循环溢流喷淋冲洗。为保证清洗质量，泵和喷嘴之间应安装过滤器，浸洗液要每小时过滤2-3次，过滤精度一般为25-50，冲洗流量每分钟15-20L/m2；新鲜纯水的供给量为1.2L/m2左右即可。喷洗槽的容积量应为泵流量的3-5倍。对于浸洗槽，溢流槽要布置在浸洗的进口一端，以利出槽工件的清洁。4212烘干系统烘干（固化）是生产优质电泳漆膜的最后一 道工序。这道工序是将泳涂后的工件在无尘环境中和规定的工艺温度下，使涂膜固化。根据热量传送方式，可分为传导对流烘干和辐射烘干。传导对流烘干：强制对流循环空气以高速通过加热源送至烘干室，以达到向工件迅速传递热量，将金属提升到使涂膜有效固化的温度。然而，在固化的最初阶段，漆膜呈粘性，且会粘附与其接触的尘粒，因此，加设空气过滤有助于保持烘干室的清洁度，且要定期地对烘干室进行清理，以除去可能被对流空气吹起的沉积灰尘。辐射