1、HUNAN KANSAI1阴极电泳底漆涂装作业基础阴极电泳底漆涂装作业基础湖南关西汽车涂料有限公司2003年3月HUNAN KANSAI2阴极电泳涂装的发展过程阴极电泳涂装的发展过程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
2、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HUNAN KANSAI3日本关西日本关西CED开发经过及未来开发经过及未来第第代代第第代代第第代代第第代代第第代代第第代代开发方开发方向向涂膜性能涂膜性能涂膜性能、作业涂膜性能、作业性、表观性、表观附加特殊功能附加特殊功能新技术新技术地球环境地球环境类别类别AEDCEDCEDCEDCEDCED特点特点EL7000EL9000EL9400No2000GT-10LB-20LF初期的初期的CED高泳透性高泳透性防锈性防锈性良好的槽液稳定性良好的槽液稳定性防锈钢板适应性防锈钢板适应性高泳透性高
3、泳透性防锈性防锈性良好的槽液稳定性良好的槽液稳定性新防锈钢板应性新防锈钢板应性低温固化性低温固化性中厚膜中厚膜高泳透性高泳透性低温固化性提高低温固化性提高低加热减量低加热减量高防锈性高防锈性防锈钢板适应性防锈钢板适应性环境适合化环境适合化节省资源节省资源节省能源节省能源低成本低成本高性能高性能特殊技特殊技术术厚膜型厚膜型 HB-2000赋于厚膜适应性赋于厚膜适应性高外观高外观防锈钢板适应性防锈钢板适应性端面防锈型端面防锈型EL9700端面防锈性良好端面防锈性良好无铅化无铅化薄膜、高抗针孔薄膜、高抗针孔耐石击耐石击高耐候隆高耐候隆相对湖南关相对湖南关西的产品西的产品HS-88HS-88-3HB-
4、2000HB-2000LBKT-10LB-20LFHUNAN KANSAI4湖南关西湖南关西CED开发及发展开发及发展技术来源日本关西日本关西美国杜邦美国杜邦开发与发展HS-88-3中厚膜型HS-88薄膜型 HS-97薄膜型HB-2000厚膜型 KT-10节能环保型HB-2000LB中厚膜型HB-2000LF无铅型CorMax-无铅型CorMax-无铅环保型过去品在使用正在应用开发CorMax-灰色有铅型CorMax -EP有铅/无铅型HUNAN KANSAI5湖南关西CED产品在主要汽车厂的应用序号序号汽车厂家汽车厂家CED槽体积槽体积初次应初次应用时间用时间初次应用产初次应用产品品第一换第
5、一换型时间型时间第一次换型第一次换型产品产品第二换第二换型时间型时间第二次换第二次换型产品型产品1长安汽车长安汽车1901989HS-981996HS-88-31999HS-982长安福特长安福特802002COMAX 3庆铃汽车庆铃汽车3051997HB-954上汽五菱上汽五菱11201993HS-882000HB-200051301999HB-20006东南汽车东南汽车1301999HB-20007东风轻车东风轻车2072000HB-2000LB8江铃全顺江铃全顺801997COMAX 2002COMAX 9合肥昌河合肥昌河1101998HS-882001HB-2000LB10东风柳汽东风
6、柳汽1201998HB-200011长丰汽车长丰汽车551999HB-200012西安秦川西安秦川1502000HB-200013江西昌河江西昌河1801999HB-2000LB14奇瑞汽车奇瑞汽车1402003QR-15一汽车身一汽车身1301992HS-881998HB-2000HUNAN KANSAI6阴极电泳底漆的主要组成项目项目主要组成主要组成基础树脂基础树脂聚酰氨或聚脂改性的环氧树脂聚酰氨或聚脂改性的环氧树脂交联树脂交联树脂封闭异氰酸树脂封闭异氰酸树脂中和剂中和剂有机酸有机酸调整溶剂调整溶剂醇、醇醚和酮类溶剂醇、醇醚和酮类溶剂组份组份用途用途F-1 色浆色浆主要为颜料份主要为颜料份
7、F-2 乳液乳液主要为树脂份主要为树脂份F-3A 中和剂中和剂用于调整槽液用于调整槽液PH值和值和MEQ值值F-3E 补给溶剂补给溶剂用于调节槽液溶剂含量用于调节槽液溶剂含量HUNAN KANSAI7阴极电泳底漆的主要分类阴阴极极电电泳泳底底漆漆按一次泳涂膜厚按一次泳涂膜厚按一次泳涂膜厚按一次泳涂膜厚按环保要求按环保要求薄膜型薄膜型有铅型有铅型厚膜型厚膜型无铅型无铅型中厚膜型中厚膜型节能型节能型低废气排放低废气排放HUNAN KANSAI8阴极电泳涂料的发展趋势传传统统型型CED环保环保CED高耐气泡针孔高耐气泡针孔CED耐石击耐石击CED高耐候高耐候CED无铅化无铅化VOC削减削减无大气污染
8、物无大气污染物削减工序削减工序(省中涂省中涂)镀锌板适应性，良好的镀锌板适应性，良好的附着力，涂膜外观附着力，涂膜外观节能节能CED低温固化低温固化HUNAN KANSAI9H+电泳槽液电泳槽液-+R-OH-R-NHCOO-阴极电泳底漆涂装机理电解电渗电沉积电泳2H2O+2e-2OH-+H2 R-NH+OHR-N+H2OHUNAN KANSAI10固化反应OHOH基体树脂NHCOO RR OOCHN封闭剂固化树脂OHOH反应基烘干热(固化触媒)(NCO封闭物)-OOCHNNHCOO-ROH封闭溶剂脱离架桥构造阴极电泳底漆固化机理HUNAN KANSAI11电泳涂料对磷化膜的要求 对于不同的磷化
9、方式有不同的磷化膜磷化方式喷涂型磷化浸渍型磷化外观磷化膜致密均一磷化膜致密均一膜重（g/m2)1.5 21 3结晶（um)5 152 7P 比（）70%85%HUNAN KANSAI12电泳涂装对磷化底材的要求底材粗糙度底材粗糙度机械颗粒机械颗粒油渍油渍花斑花斑磷化渣磷化渣条痕条痕电泳条痕电泳条痕滴水电导高滴水电导高电泳粗糙、颗粒电泳粗糙、颗粒电泳颗粒电泳颗粒电泳花斑电泳花斑电泳粗糙，影响槽液稳定电泳粗糙，影响槽液稳定电泳缩孔、针孔、花斑电泳缩孔、针孔、花斑电泳粗糙、桔皮电泳粗糙、桔皮现现 象象导致涂膜弊病导致涂膜弊病电泳涂料对底材的要求电泳涂料对底材的要求无条痕无条痕无磷化渣无磷化渣无花斑无
10、花斑无颗粒无颗粒R 低于低于1.2无油渍无油渍低于低于20us/cmHUNAN KANSAI13简单的电泳工艺图 简单的电泳示意图如下：电泳槽阳极循环系统供给去离子水超滤系统（UF)袋式过滤器超滤液去喷淋系统阳极循环泵HUNAN KANSAI14电泳涂装生产线设备工艺图例EDRO电泳主槽UF1洗UF2洗纯水洗备用槽UFUF贮槽主要阀门示意球阀电子自动控制阀球阀纯水工水 冷水 去轴封 HUNAN KANSAI15电泳涂装设备 槽液循环系统电泳主槽必须保证的最低循环量：必须保证的最低循环量：4倍槽液量倍槽液量/hr必须保证的最低表面流速：必须保证的最低表面流速：必须保证的主副槽液位落差：必须保证的
11、主副槽液位落差：必须保证槽底无喷射死角必须保证槽底无喷射死角必须保证适当的过滤精度必须保证适当的过滤精度必须保证良好的温控换热系统必须保证良好的温控换热系统考滤倒槽积漆的回收考滤倒槽积漆的回收电泳主槽内衬玻璃钢，耐电泳主槽内衬玻璃钢，耐2万伏电压万伏电压其它各槽可采用不锈钢或内衬玻璃钢其它各槽可采用不锈钢或内衬玻璃钢循环量不够可能造成槽底沉积和工件表面循环量不够可能造成槽底沉积和工件表面沉积。沉积。表面流速低可能造成工件表面沉积。表面流速低可能造成工件表面沉积。槽体内衬玻璃钢脱落可能造成涂料反复沉槽体内衬玻璃钢脱落可能造成涂料反复沉积溶解、槽壁腐蚀、漏电威胁人身安全。积溶解、槽壁腐蚀、漏电威胁
12、人身安全。良好的过滤是保证涂膜无颗粒的重要措施。良好的过滤是保证涂膜无颗粒的重要措施。循环和电泳换热，控制槽液温度必不可少。循环和电泳换热，控制槽液温度必不可少。HUNAN KANSAI16电泳涂装设备热交换系统 电泳槽液在生产过程中要求恒温，因此循环的槽液要有热交换系统和足够的换热能力 热交换介质温度要求：降温：5 15 升温：50长时间停产时期建议槽液温度控制：2025HUNAN KANSAI17电泳涂装设备整流电源 电泳涂膜的沉积需要直流电源 整流设备的电流容量、电压调整范围适应生产要求，一般 I=1000 1500A；V=0 450V 整流要求整流输出电压的脉动率：1：4 6阳极面积手
13、动控制自动控制电泳涂装中使用隔膜阳极是为了维持槽液的酸量平衡HUNAN KANSAI19电压分段一段电压三段电压二段电压t1t2一段电压t1启动时间t2通电时间t1t2t3t1启动时间二段电压t2、t3通电时间电泳电流与时间的关系IT电泳膜厚与时间的关系MT两侧极板面积或电压不同可能存涂膜不均；两侧极板面积或电压不同可能存涂膜不均；极距要求大于极距要求大于30cm,极距不同可能存在涂膜不均；极距不同可能存在涂膜不均；直流脉动率过大可能导致涂膜粗糙或针孔；直流脉动率过大可能导致涂膜粗糙或针孔；有必要测量、记录单个阳极的电流，阳极膜的老有必要测量、记录单个阳极的电流，阳极膜的老 化、堵塞会造成膜厚
14、的不均匀，化、堵塞会造成膜厚的不均匀，TP低下。低下。HUNAN KANSAI20电泳涂装设备超滤系统 电泳底漆电泳底漆UF液卷式超滤管卷式超滤管UF液电泳底漆管式、毛细管式超滤管管式、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。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。超滤液需求量过低则后冲洗不净，损耗量增大。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。HUNAN KANSAI21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支行的关键。故对关键性液位控制系统的加强管理十分重要。对无铅
15、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。电泳涂装设备后冲洗系统浓缩液回主槽或UF洗槽新鲜UF液DIW冲洗UF-3冲洗UF-2浸洗UF-1冲洗ED主槽EDROHUNAN KANSAI22后冲洗涂料回收效率涂料回收率 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
16、水洗RO系统的回收率：98 99%更大的UF能力，有利于提高涂料的回收利用率HUNAN KANSAI23CED涂装工艺控制点磷化底材槽液参数通电时间施工电压槽液温度烘烤温度与时间后冲洗涂膜质量阳极过滤超滤底材粗糙度底材粗糙度机械颗粒机械颗粒油渍油渍花斑花斑磷化渣磷化渣条痕条痕滴水电导滴水电导启动时间启动时间高压时间高压时间低压时间低压时间极液电导极液电导低压电压低压电压高压电压高压电压电压损失电压损失脉动率脉动率槽液温度槽液温度各槽参数各槽参数炉温分布炉温分布冲洗压力冲洗压力烘烤时间烘烤时间电极接触电极接触滤袋孔径滤袋孔径更换条件更换条件过滤压差过滤压差极液颜色极液颜色极板蚀度极板蚀度进出压差
17、进出压差滤液流量滤液流量进出压差进出压差膜管清洗膜管清洗无铅杀菌无铅杀菌液位平衡液位平衡EDRO流量涂膜厚度涂膜厚度固化程度固化程度表观状况表观状况理化性能理化性能纯水纯水电导纯水电导纯水纯水 PH无铅杀菌无铅杀菌固体份固体份灰份灰份溶剂含量溶剂含量MEQ值值外观水膜外观水膜介质温度介质温度HUNAN KANSAI24CED涂装槽液参数调整涂涂膜膜厚厚度度电压电压槽液固体份槽液固体份温度温度溶剂含量溶剂含量涂膜厚度正向影响因素涂膜厚度正向影响因素涂膜厚度逆向影响因素涂膜厚度逆向影响因素涂涂膜膜厚厚度度磷化膜厚度磷化膜厚度杂离子浓度杂离子浓度槽液重溶性槽液重溶性灰份灰份通电时间通电时间MEQ值值
18、HUNAN KANSAI25控制项目控制范围检查频次槽液参数按产品要求1次/日施工电压按产品要求2次/班槽液温度按产品要求4次/班设备压力按产品要求2次/日纯水按产品要求2次/班烧烤温度按产品要求2次/班涂膜状况按产品要求1次/班涂层厚度按产品要求1次/班涂膜性能按产品要求1次/月CED涂装工艺管理HUNAN KANSAI26CED涂装槽液管理序号序号项目项目检测标准检测标准检测频次检测频次1 1固体份（%）固体份（%）2012011次次/日日2 2灰份（%）灰份（%）2322322次/周2次/周3 3PH值PH值6.50.36.50.31次次/日日4 4比电导度（s/c m）比电导度（s/c
19、 m）15003 0015003 001次次/日日5 5溶剂含量(%)/(E-7)溶剂含量(%)/(E-7)0.30.70.30.72次/月2次/月6 6溶剂含量(%)溶剂含量(%)0.52.50.52.52次/月2次/月7 7MEQ值MEQ值2732732次/周2次/周9 9L效果L效果无异常无异常1次次/周周1111重溶性(%)重溶性(%)1 01 01次次/周周1212附着力(1 m m)附着力(1 m m)100/100100/1001次/月次/月1313耐冲击性(k g.cm)耐冲击性(k g.cm)5 05 01次/月次/月1414击穿电压(V)击穿电压(V)3 003 001次/
20、月次/月1515分极(K .c m 2)分极(K .c m 2)7003 007003 001次/月次/月1616光泽度(%)/(G60)光泽度(%)/(G60)4 04 01次/月次/月1717涂膜外观涂膜外观平整、光滑、无缩孔平整、光滑、无缩孔1次次/周周1818电压膜厚(m)/1 5 0v电压膜厚(m)/1 5 0v1851851次次/周周1919电压膜厚(m)/2 5 0v电压膜厚(m)/2 5 0v3353351次次/周周2020电压膜厚(m)/2 0 0v电压膜厚(m)/2 0 0v2552551次次/周周2121Na离子含量(p p m)Na离子含量(p p m)2 02 01次
21、/月次/月HUNAN KANSAI27CED涂膜理化性能(例)项目项目指标指标涂膜性能涂膜性能 外观外观OK 60光泽光泽40以上以上 铅笔硬度铅笔硬度H以上以上 柔韧性柔韧性2mm合格合格 附着力附着力100/100 耐冲击性耐冲击性（杜邦式、（杜邦式、500g、1/2cm）50cm以上以上 耐盐雾性耐盐雾性划叉单侧剥离划叉单侧剥离 3mm以下以下1000Hr以上以上ED膜厚膜厚2030 m烘烤条件烘烤条件16520分（分（keep）HUNAN KANSAI28CED涂装槽液异常分析 运过滤器堵塞颜料沉降 起泡(溢流口)起泡(溢流口)炉内的污物(油脂、烟尘)转过滤器堵塞 过滤器堵塞 过滤器堵
22、塞 臭气、烟 稳UF透过量低UF透过量低 滤液量下降(醋酸铅)废水处理负荷 触媒中毒 定槽液异常 涂料回收率低 过滤器堵塞 性 被涂物温度分布不均 涂涂面桔皮、颗粒、气泡针孔，泡迹针孔 颗粒 2次流挂 2次流挂 装缩孔、处理斑痕颗粒、缩孔 缩孔等 颗粒 水迹印 品膜厚分布不均处理斑痕 缩孔等 杂质、颗粒 质膜厚分布不匀 桔皮、起泡涂面不平整等 缩孔、黄变等 工 程 带出液(质、量)污泥水洗水平 发生问题的主要因素水痕迹 可变因素磷化性(C/W)脱脂、磷化水洗、干燥 表面处理脱脂性沾染物铁粉 涂料特性(涂料补给)出槽搅拌(液流速)钢板种类电压时间浴温极比 隔膜比(电流值比)涂装条件 电 泳带出浸
23、槽水洗喷 淋槽UF滤过液喷淋压搅拌泵过滤器补给水量 水洗条件 回收条件 回收水洗水洗量水质PH 水洗条件 废水条件 回收水洗喷淋压浸槽水洗槽的构造 废水(量、水质)时间湿度D/L温度雾气(油等)空气吹干后冲洗水沥尽条件 沥 干清扫频度NOX 量湿度升温条件 固化条件 固 化新鲜空气触媒温度油脂烟尘过滤器 涂装品质运转稳定性 异 常 现 象HUNAN KANSAI29湖南关西CED烘烤温度视窗051015202530351021256555655514015016017018019020021022023005101520253035烘烤保持时间(min)温度()标准烘烤时间HS-88HB-20
24、00KT-10HB-2000LBHUNAN KANSAI30CED新线建浴清洗9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 16 20 24 9 12 161ED槽2DUMP槽备用3UF14UF25纯水洗槽6阳极槽8UF液储槽工水(吨)564纯水(吨)478污水(吨)848序号项目第1天第2天第3天第4天第5天第6天28028040第8天0419034012004第10天0280第9天04第7天470黄色为联
25、动循环清洗0300280湖南关西 2003-2-19缩孔试验手工清扫、装滤袋加药剂：KP剂400KG BC剂400KG药剂循环注工业水转移更换滤装注入纯水注工业水手工清扫工水循环药剂循环补加药剂：KP剂90KG BC剂90KG纯水冲洗浸泡浸泡手工清扫排水转移转移纯水循环更换滤装安装阳极阳极试漏纯水冲洗材料准备系统检查投漆补纯水熟化工水循环排水纯水冲洗纯水循环排水纯水冲洗手工清扫、装滤袋注工业水加药剂：KP剂10KG BC剂10KG药剂循环排水手工清扫注工业水排水工水循环纯水冲洗注入纯水排水纯水冲洗更换滤装纯水循环更换滤装注入纯水备用手工清扫、装滤袋注工业水加药剂：KP剂120KG BC剂120
26、KG药剂循环排水注工业水排水工水循环纯水冲洗注入纯水排水纯水冲洗更换滤装纯水循环更换滤装注入纯水备用手工清扫、装滤袋注工业水加药剂：KP剂90KG BC剂90KG药剂循环排水注工业水排水工水循环纯水冲洗注入纯水排水纯水冲洗更换滤装纯水循环更换滤装注入纯水备用药剂循环纯水循环纯水循环备用加药剂：KP剂10KG BC剂10KG排水药剂循环纯水循环纯水循环备用HUNAN KANSAI31电泳漆换型电泳涂料在提高涂料档次或处理问题槽液时需要更换新型涂料。在更换新型涂料时先应对原槽液进行确认并进行混全试验，实际更换时可采用逐步加入新型涂料不断置换的方式。在更换之前可先对槽液进行倒槽处理，并对后冲洗各槽液进行更新，补加中和剂和补给溶剂调整参数到工艺范围。换型更新周期、置换率计算置换率置换率Si=Mi+Si-1Q-(Mi/Q+Si-1)mi-1 t/QSi ：第I日置换率；Mi：第I日加漆量；Si-1：前日置换率Q：槽液折为原漆总量；mi-1：前日产量；t：单车平均消耗更新周期更新周期T.O.=加漆总量加漆总量/槽液原漆总量槽液原漆总量HUNAN KANSAI32槽液更新和置换进程关系020406080100年年/月月置换率（）置换率（）1T.O.2T.O.3T.O.
