陽極系統在陰極電泳中的應用及維護

陽極系統在陰極電泳中的應用及維護

對陰極電泳涂裝工藝而言，若要在生產過程中獲得優質的電泳漆膜，必須確保槽液pH值和電導率的穩定。而在陰極電泳涂裝工藝中，陽極系統正是扮演穩定槽液pH值和電導率的角色。
隨著汽車工業的發展，汽車涂裝技術也同步發展到新的平臺。就耐蝕性而言，由最初的汽車鋼板的簡單防銹技術，到20世紀70至80年代的陽極電泳技術，完成了從簡單加工到技術較為先進的批量生產組織，實現了涂裝技術的第一次飛躍；進入到九十年代后期，一種新理念的陰極電泳涂裝在短期內普遍代替了陽極電泳涂裝，與第三次工業技術革命成果滲入的自動旋杯靜電噴涂技術一起，構成了涂裝技術的第二次飛躍，實現了高產能的轉化。
對于陰極電泳涂裝工藝而言，若要在生產過程中獲得優質的電泳漆膜，必須確保槽液PH值和電導率的穩定。而在陰極電泳涂裝工藝中，陽極系統正是扮演穩定槽液PH值和電導率的角色。

陰極電泳的陽極反應
陽極液系統極罩內的不銹鋼極管，作為電泳形成電場的一極。如為陰極電泳，則工件連接由整流器來的直流電的陰極，極罩內不銹鋼極管連接直流電的陽極。通常陰極電泳陽極系統的要素有：陽極單元、陽極液槽、陽極泵、電導儀、流量計、壓力表、陽極液供應及返回管路、陽極液溢流及排放管路等。陰極電泳涂裝的陽極系統如圖1所示。

圖1 陰極電泳涂裝的陽極系統

陽極液系統的作用
1、 調節電泳槽內槽液的酸度和降低槽液的電導率

（1）電泳槽液PH值及電導率調節的必要性：陰極電泳漆是酸性物質，漆的溶解情況靠其酸度來調節。PH 值過低，漆膜溶解加劇，出現漆膜變薄，庫侖效率低，漆膜外觀變差。PH值過高，涂料水溶性、穩定性和電沉積性能變差，漆膜附著力不好，外觀也變差。電泳是一種電化學過程，漆液電導率過高，電化學反應加劇，漆膜質量變差。
（2）電泳過程中，PH值及電導率產生變化的原因：陰極電泳中，漆液中懸浮的漆顆粒是在酸性溶液中，其離子形式為陽離子，在電場力的作用下，沉積在作為陰極的工件上。在漆液沉積到工件的同時，作為漆溶液的酸，就以陰離子的形式被釋放出來，它會降低槽液的pH值，增加槽液的電導率。在陰極電泳中，陽極區不斷產生有機酸CH++ CH3 COD-（或HCOO-）→CH3 COOH（或HCOOH），如不及時去除該有機酸，使之進入槽液后會使槽液pH值不穩定。隨著電泳的不斷進行，陽極金屬不斷溶解，Fe2+離子不斷析出。另外，工件從前處理不斷帶入雜質離子，使漆液電導率不斷上升。

2、阻止陽極溶入的鐵離子進入電泳槽內的漆液
鐵也是催化劑，當工件烘干中溫度未到，Fe2+使工件表面粘度迅速升高，漆膜表面來不及流平而使漆膜粗糙。陽極膜是一種半透膜，它能夠在電場的作用下選擇性地允許帶有相應電荷（負電荷）的離子通過，這種半透膜只有水分子、小的酸根離子等小分子能夠通過，樹脂、顏料等大分子則不能透過。陽極液和電泳槽液就是借助于這種選擇性透過的半透膜隔離開來的。酸根離子只有在電場的作用下才能從電泳槽液向陽極系統遷移。若沒有電場的作用，酸根離子將在濃度極差的作用下在槽液及陽極液中均勻分散。
陽極分類
有的電泳系統是采用側面弧型陽極，(ARELCO SUPERCELL 1.3有效膜長：2300mm；有效電極面積：0.39×2.3＝0.9m2/cell弧形電極：S.S316L 10ga)底部管狀陽極的陰極電泳方式。

陽極系統細菌對電泳的影響
2005年5月，我們對電泳漆膜檢測發現電泳漆膜偏薄，通過提高高壓段，把電壓由220V調到260V，其電泳膜厚仍不能達到工藝要求，且泳透力差。經過車身電壓檢測，從檢測數據可以看出陰極車身實際電壓損失嚴重。通過檢查發現，陽極系統流量計內有絮狀物質堵塞部分流量計，絮狀物質呈白色，集中在流量計上下口。我們立刻對流量計進行了清理，并對陽極系統進行殺菌處理。從殺菌結果所知證實陽極液內含有細菌，但電泳槽液及超濾系統沒有被污染。經分析，細菌可能來源于工業水，我們利用周末停產期間依據公司提供的方法對陽極系統進行殺菌工作，同時多次對各流量計內殘留物質進行清理，并發現細菌大量附著在陽極膜上使電阻變

大，車殼電壓損失較大，電流密度變小使車身膜厚偏薄。經過對陽極膜清洗殺菌后電泳膜厚明顯上升，泳透力效果明顯。
圖2

圖2 陽極分類
陽極膜的幾點注意事項
1、滲漏情況
若有陽極單元滲漏或破損時應立即停止陽極泵，必要時需關閉整流器，并及時更換滲漏的陽極單元。具體操作如下：
（1）關閉陽極液系統的泵，必要的話將整流器也關閉；
（2）查出滲漏的陽極棒；

（3）將滲漏的陽極單元與電泳系統隔離開來；
（4）更換滲漏的陽極單元。
2、電泳倒槽時陽極膜應保濕
當電泳主槽倒空時，陽極液循環系統必須保持循環狀態，并不斷給陽極膜噴灑去離子水。否則，會造成電泳漆干結在陽極膜上和陽極膜干透，干結的電泳漆將增大電阻，而且陽極膜一經干透將永久失去半透膜的滲透功能。

3、應對軟化水罐、純水罐進行定期清理（1次/月），有條件的公司在水處理工藝上加裝紫外線殺菌裝置,杜絕細菌的來源。
4、每個月進行一次陽極液、UF液的細菌測試，發現異常立即進行殺菌。
結語
通過有效的陽極系統管理，穩定了電泳槽液的pH值和電導率，在生產過程中獲得優良的電泳漆膜。