2022-06-17
摘要：介绍了电泳涂装的优缺点，阴极电泳涂装的基本原理和工艺流程，重点介绍了阴极电泳涂装过程中漆膜常见的问题及解决措施。
关键词：阴极电泳涂料、电泳涂装、漆膜
20世纪60年代初期。阴极电泳涂料投人工业化应用。阳极电泳涂料会对金属表面产生腐蚀（除铝及不活泼金属外）对其光泽造成较大的影响。达不到表面装饰的要求。因而人们开始研究耐腐蚀性能更为优越的阴极电泳涂科
电泳涂装的优点
（1）高度的自动化涂装，生产效率高；
（2）涂料回收利用率高，配合超滤装置，涂料的利用率可达90%—95%，能更好地节约涂料，避免浪费；
（3）以水为主体，污染小，不易引起火灾，易清洗，现场工作环境优良；
（4）涂装效果优良，基本无死角，适合形狀复杂工件（主要是有内腔工件）的涂装施工；
（5）漆膜不溶于水，无流痕，不流挂；
（6）膜面平整、光滑，富有一定的光泽，各项机械性能优越。
电泳涂装的缺点
（1）仅限于导电材料的涂装，仅适用于金属件的涂装；
（2）具有较高的固化温度，对热烘烤敏感的材料的适应性较差；
（3）用于底涂的环氧系阴极电泳涂料的色彩较单一，彩色涂装局限性大；
（4）电泳线一旦运行，一般不能轻易停线，且尽量要满负荷生产，如果产量较低，生产成本会上升；
（5）生产工艺较为复杂，专业性强，需要专门培训工艺人员，进行现场管控。
电解：在电泳时，水发生了水解，在阴极和阳极上分別释放出H?和O?；
电泳：在电泳时，带正电荷的树脂、颜料离子移向阴极（工件）；
电沉积：在电泳时，阴极上形成了H?和O?，当阳离子树脂与OH?反应，就形成了不溶性的漆膜沉积；
电渗：电沉积到工件表面的漆膜，在电场的不断作用下，漆膜内部的水分不断渗出，漆膜脱水，使本来亲水的漆膜成为了憎水的漆膜，从而使漆膜变得致密。
阴极电泳涂装工艺流程见图1。
从图1可以看出。阴极电泳涂装工艺相对比较复杂，无论哪个步骤出现问题，都会直接影响电泳产品的质量。
阴极电泳涂装漆膜常见的问题主要有：颗粒、针孔、缩孔、漆膜过厚、漆膜偏薄、水迹印、盐雾试验不合格等。
1、颗粒
1.1、电泳涂装漆膜颗粒问题的产生原因
（1）槽液中色浆添加过多，致使其颜基比偏高；
（2）进入电泳槽的工件、挂具清洗不干净，磷化后的水洗不干净，有磷化渣残留；
（3）槽液杂质离子（酸、碱、盐等物质）带入过多，使部分树脂颜料老化聚凝；
（4）电泳槽液有沉淀物、凝聚物，槽液过滤不良；
（5）电泳后道冲洗水脏；
（6）涂装生产环境差，烘道/烘箱内污物较多。
1.2、电泳涂装漆膜颗粒问题的解决措施
（1）补加乳液，降低颜基比；
（2）加强前处理清洗力度，保证入槽工件表面的洁净，并定期对挂具进行打磨和清理；
（3）防止杂质离子（酸、碱、盐等物质）带入，加强槽液监测，严格控制槽液pH和电导率，使其在工艺要求的正常范围内；
（4）加强电泳槽液搅拌（保证槽液4-6次/h的循环量），防止产生沉淀；加强电泳槽液的过滤，定期清洗过滤装置，并更换过滤袋（一般使用50 μm精度的过过滤袋。必要可更换25 μm或者10μm精度的过滤袋）；
（5）提高后道冲洗水的清洁度；
（6）保持电泳涂装生产线周边的环境良好，定期检查、清理烘道/烘箱内的污物。
2、针孔
2.1、电泳涂装漆膜针孔问题的产生原因
（1）槽液中杂质较多、施工时电解反应相对激烈，工件表面产生大量气泡，且不能及时排除；
（2）槽液施工温度较低，循环搅拌不够充分，溶剂含量较低；
（3）电泳完成后，工件出槽时不能及时进行后冲洗，致使部分浮漆黏附在漆膜表面，漆膜产生返溶现象；
（4）工件带电入槽，槽液循环量较低，液面上有气泡聚集，气泡在被涂工件表面依附，不能被及时地冲开，最后形成针孔。
2.2、电泳涂装漆膜针孔问题的解决措施
（1）定期对槽液进行常规检测，严控槽液pH和电导率，若有异常，应适量排放UF液、补加纯水、降低槽液电导率，并在槽液要求的工艺范围内，适当降低施工电压；
（2）保证槽液温度控制在28-32℃，加强槽液的循环搅拌；
（3）调整好生产链速，工件出槽后，应及时进行后冲洗，间隔时间最好不要超过30s；
（4）若工件为带电入槽，入槽前纯水洗槽的电导率应≤50μSkm. 并控制槽液表面流速不得低于0.2m/s，以防止泡沫聚集。另外，可适当减少工件入槽处的阳极数量。
3、缩孔（凹坑）
3.1、电泳涂装漆膜缩孔问题的产生原因
（1）槽液体中色浆含量偏低；
（2）槽液中被含有油类物质；
（3）入槽工件前处理脱脂效果差，表面的油没有清洗干净，或经过脱脂、磷化后，工件表面再次被油类物质污染；
（4）前处理脱脂剂中表面活性剂含量偏高，被涂工件表面残留部分表面活性剂；
（5）电泳槽液中加入了较多的水溶性较差的溶剂（如：正丁醇、乙二醇己醚等）；
（6）槽液副槽处泡沫较多，夏季气温较高时易形成漆皮后结块，长时间不处理，漆块再溶于电泳槽液中；
（7）电泳后吹气所使用的压缩空气中混入油污；
（8）烘干室内不干净，循环风内含油，与溶剂型涂料共用烘干室。
3.2、电泳涂装漆膜缩孔问题的解决措施
（1）补加色浆，提高槽液颜基比；
（2）将槽液过滤时所使用的普通滤袋更换为除油滤袋，对槽液中混入的油污进行过滤；
（3）加强前处理脱脂工序，保证工件表面除油干净。使用隔离毛刷、接油盘，以防止油污滴落在干净的被涂工件上；
（4）严格控制脱脂剂的各项参数指标在正常范围之内，并定期检测；
（5）排放UF液，控制水溶性较差溶剂的添加量，另可换用水溶性较好的溶剂（如乙二醇己醚）；
（6）注意控制主副槽液位差，减少副槽泡沫，如发现形成漆块，应及时将其打捞出电泳槽；
（7）经常检查压缩空气过滤质量，杜绝压缩空气中含水含油；
（8）定期清扫烘干室，保持烘干室和循环热风的清洁，严禁溶剂型涂料共用烘干室。
4、漆膜偏厚
4.1、电泳涂装漆膜偏厚问题的产生原因
（1）槽液的固含量偏高；
（2）槽液中的有机溶剂含量偏高；
（3）槽液施工温度偏高；
（4）槽液的电导率高；
（5）工件电泳时间过长（如生产暂时中断）；
（6）电泳时施工电压偏高；
（7）阴阳极比不对。
4.2、电泳涂装漆膜偏厚问题的解决措施
（1）严格控制槽液固含量，不要高于工艺参数范围；
（2）定期对槽液中的有机溶剂含量进行检测，另外，可适当排放UF液，补加纯水，以此来维持槽液中的有机溶剂含量处于相对正常的范围之内；
（3）严格控制槽液温度，安排专人定时用温度计实测槽液温度，如发现异常，及时调整；
（4）排放UF液。补加纯水，降低槽液电导；
（5）严格控制电泳的时间，尽量不要长时间停线，如停线时间较长，可将整流器直接关闭或切换至保护电压，以避免漆膜过厚的情况；
（6）根据产品模糊要求，适当降低施工电压；
（7）调整阴阳极比（通常为4:1）
5、漆膜偏薄
5.1、电泳涂装漆膜偏薄问题的产生原因
（1）槽液固含量偏低；
（2）槽液中的有机溶料含量偏低；
（3）槽液的施工温度偏低；
（4）槽液中混入了酸，使得其pH过低；
（5）槽液中长时间不补加或者少补加新涂料，使得槽液状态不稳定，老化，槽液后道的UF液损失较多；
（6）施工时，电压偏低、电泳时间偏短；
（7）前处理皮膜（磷化、硅烷等）过厚，导致电阻过高；
（8）阳极管/板腐蚀严重，设定电压与实际输出电压有偏差。阳极膜破损，阳极液电导率偏低；
（9）电泳后，UF液冲洗时间较长，或有机溶剂、酸添加过量，产生返溶。
5.2、电泳涂装漆膜针孔偏薄问题的解决措施
（1）补加新漆（色絮、乳液）来提高槽液固含量；
（2）定期对槽液进行有机溶剂含量检测，适当补加有机溶剂，以此来维持槽液中的有机溶剂含量处于相对正常的范围之内；
（3）严格控制槽液温度，安排专人定时用温度计实测槽液温度，如发现异常，及时调整；
（4）适当排放UF液或者定时对阳极液进行排放，以此来调节槽液的pH；
（5）根据生产情况和生产量，定期补加新涂料，调整UF喷淋头的位置和角度，不得随意排放UF液，从而减少UF液的损失：
（6）根据产品要求，提高施工电压，延长电泳时间；
（7）适当缩短前处理时间，调整前处理参数，必要时改换其他前处理液；
（8）定期检查阳极管、阳极膜情况，如发现异常及时更换。阳极液电导过低时，补加专用助剂，提高阳极液电导；
（9）缩短UF液冲洗时间，补加溶剂、酸时，应严格控制添加量，防止返溶。
6、水迹印
6.1、电泳涂装漆膜水迹印问题的产生原因
（1）湿漆膜表面张力过大，电渗性差；
（2）工件外形较复杂，有内腔，易积液：
（3）水洗后附着的水滴为沥干或未被吹掉，烘干前挂具上的水滴滴落在漆膜表面；
（4）工件预烘或沥干时间不够。
6.2、电泳涂装漆膜水迹印问题的解决措施
（1）通过对电泳涂料的技术升级，改善漆膜表面张力；
（2）根据产品情况，设置较为合理的工艺孔，或人工对积水工件进行处理，以此来减少积液的存在；
（3）烘干前，利用压缩空气，人工对工件进行吹水，保证工件表面无水滴残留；
（4）在设计电泳线时，应预留足够的预烘、沥干时间，避免水滴在高温环境下快速沸腾而留下痕迹；
（5）可在槽液中或者UF液中添加表面润湿剂。
7、盐雾试验不合格
7.1、电泳涂装漆膜盐雾试验不合格问题的产生原因
（1）前处理不良，被涂工件电泳前有锈蚀现象；
（2）电泳槽中杂质离子过多，电泳槽液更新周期较长，槽液老化；
（3）电泳漆膜偏薄；
（4）电泳漆膜未完全固化；
（5）被涂工件有较为锋利的边角，边缘包覆性较差。
7.2、电泳涂装漆膜盐雾试验不合格问题的解决措施
（1）加强前处理力度，确保磷化膜/硅烷膜的质量，防止被涂工件表面锈蚀；
（2）定期对电泳槽液进行检测，控制好各项指标，缩短更新周期，防止槽液老化；
（3）确保电泳漆膜厚度达到指标要求（一般控制在18-25μm）；
（4）对于不同厚度、不同大小的工件分类进行电泳涂装，严格保证其烘烤时间和烘烤温度，确保漆膜完全固化；
（5）可采用耐盐雾性能更优的电泳涂料，或在电泳涂料内添加微凝胶助剂，提高电泳漆膜的边缘包覆性。
五、结语
随着阴极电泳涂料的广泛应用，其涂装过程中出现的问题也会不断被人们剖析和解决。但由于各生产厂家的电泳涂装线不可能完全相同，因此在工艺上也会存在差异，出现的问题及原因也会有所不同。但只要控制好各项涂装工艺参数，在发现问题后及时进行调整，使槽液的稳定性得以保持，就一定能够生产出合格的产品。
广东科德环保科技股份有限公司(证券简称：科德科技，证券代码：838020)成立于1993年，是一家电泳涂料研发生产及销售、涂装设备设计及制造、水性工业面漆研发及销售于一体的综合型高新科技企业。目前拥有三大生产基地，厂房面积超过50000平方米，年设计产能超过60000吨。
科德科技多年来一直秉承 “科技创未来，德誉赢天下” 的宗旨，不断进行产品的开发和服务的创新，先后开发出八代电泳涂料产品，特别是“底面合一”、“低温固化”等新电泳漆产品，填补了国内的多项空白，多项产品的性能和品质达到了国际水平。环氧电泳漆产品被广泛应用于轻工、农业机械、工程机械、摩托车、汽车配件、家用电器、建材等金属元件的防腐与装饰。
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