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刘柏山 ( 神龙汽车有限公司,武汉 430056)
摘要:介绍了轿车阴极电泳中阳极系统的组成及其设计选型的原则。详细分析了阳极管的选材、构造、性能及其维护保养技术,阐述了常见典型问题的解决措施。
关键词:阴极电泳;阳极;阳极管;杀菌
0 前言
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 316 L 不锈钢,厚度最好不小于 3 . 2 mm ,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。