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汽车涂装技术:阴极电泳中的阳极系统
 

汽车涂装技术:阴极电泳中的阳极系统
   阴极电泳是轿车车身制造普遍采用的涂装工艺,它是提高车身使用寿命(耐腐蚀性)的主要手段。在阴极电泳中,所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)的树脂和颜料浆,被涂物(车身)作为阴极。在阴极上的最初反应是水电解形成氢气和氢氧根离子(OH-),这一反应致使阴极表面产生高碱性界面层,使带正电荷的粒子在阴极上凝集,阳离子(树脂和颜料)与氢氧根离子(OH-)反应产生涂膜沉积。
   在阳极区不断产生有机酸:
   这些酸如不及时除去,就会进入槽液使pH值下降,影响工艺参数的稳定,影响泳透力及涂膜性能,再溶解性增大。除去槽液中游离酸的办法有两种:添加未中和或部分中和的阴极电泳涂料和采用阳极隔膜系统。一般常用阳极隔膜系统法,尤其是在大型阴极电泳涂装线上。
   1 阳极系统的组成
   阳极系统包含阳极液系统和阳极电源两部分,阳极液系统是阳极系统的主要组成部分,它由阳极隔膜系统、极液往返循环管路、泵、极液槽、电导率和混浊度控制仪、去离子水供给管路等组成。
   1.1 阳极液系统
   阳极隔膜系统是将阳极封闭在可冲洗的阳极罩上,极罩由不导电材料制成,敞开面(板式电极罩朝向被涂物的一面。管式电极四周都可算作敞开面)装有离子选择性隔膜。阳极有板式、管式、弧形阳极等形式,其中管式阳极目前应用最为普遍,下面着重介绍:
   管式阳极单元由阳极罩(含离子交换膜)和阳极两部分构成,是过去板式阳极的替代产品。其结构紧凑,膜电阻小,耗电量低,泳透力高,单位膜面积大,使用寿命长,方便检修和管理。由于其体积小,重量轻,可安装于电泳槽的侧面、底部或上部,以满足不同涂装工艺的要求。阳极电极材料一般采用316L不锈钢,厚度最好不小于3.2mm,在正常情况下,阳极缓慢溶解,其寿命取决于通过电泳槽的生产率。
   不锈钢阳极依靠钝化状态工作,但是不锈钢的活化溶解和钝化膜的形成受脉冲电流影响很大,实际生产中很难控制。阳极的概率寿命可达到若干年,为延长阳极的使用寿命,可选用氧化钌或钛基氧化物的电极。
   试验表明:涂覆有氧化钉成分的阳极其寿命是不锈钢阳极的数倍,但初期投资也比不锈钢要多。由于氯含量对不锈钢阳极腐蚀非常明显,而氯含量多少对Ti基氧化物阳极毫无影响,因此也可选用钛基氧化物电极,Ti基氧化物阳极对电泳涂装现场的电流脉冲是完全允许的,是该阳极的工作电流范围。Ti基氧化物涂层阳极为尺寸稳定阳极,工作过程中只有少量活性涂层损失,Ti基体在生产中始终处于无损耗状态。阳极失活后,只需要重新涂活性层,Ti基体可以反复使用,可节省一定的资金。Ti基氧化物涂层阳极使用寿命长,用该阳极代替不锈钢阳极,可以避免阳极的频繁更换,有利于稳定正常生产,简化管理。


 

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