阴极电泳的阳极系统
电泳的阳极和阴极如何区分的方法【详解】
如何区分电泳的阳极和阴极呢，下面与大家分享一下。
1）由于电泳漆的特点,合成的树脂必须是水溶性的.为了达到树脂水溶的目的,在聚合物分子链上常需引入一定量的强新水性基团.如：羧基,羟基,醚基等.由于酯键、羧基和这些亲水性基团的存在,所以阳极电泳漆的耐碱性、耐盐雾性及耐用水性能均不够理想.2）由于在阳极电泳过程中被涂工件作为阳极,电泳过程中被涂的基体金属及表面处理膜在电沉积过程中被析出而混入到漆膜中,这不仅使漆膜色泽变深,而且还降低了漆膜的耐腐性.3）电泳涂装时,由于在阳极区发生电解产生的氧气对树脂影响很大（主要是对漆液的稳定性）,必要时还须加入抗氧剂.由于阳极电泳存在以上这些问题,于是人们通过研究发明了阳极电泳,那么阴极电泳加工又有什么优点了,我们就一起来看一下吧.阴极电泳加工的特点：与阳极电泳相比,阴极电泳加工具有漆膜性能好,涂层均匀,漆膜色泽不变深,有色金属也能涂覆等特点：1）阴极电泳加工漆的泳透力也比阳极电泳漆高,通常是阳极电泳漆的1.3-1.5倍,这就使得阴极电泳加工在进行复杂工件内部涂装时,可以省略辅助电极,从而简化了电泳涂装工艺和材料消耗.2）阴极电泳加工漆比阳极电泳漆具有显著的耐腐蚀性,在脱脂钢板上其耐腐蚀时间一般为阳极电泳漆的3-4倍,超过了经磷化处理的阳极电泳漆.在锌盐磷化钢板上,其耐蚀性为阳极电泳漆的2-3倍,在某些情况下甚至可达10倍.国外曾对阴,阳极电泳涂装的汽车车身在盐雾室中作过对比试验,阳极电泳涂层经250h已被破坏,而阴极电泳加工涂层经1700h试验后还未被破坏.3）阴极电泳加工漆的耐碱性也比阳极电泳漆高,从实验数据表明,阴极电泳加工膜比阳极电泳漆膜的耐碱性（5%NaOH溶液）通常高20-40倍.4）阴极电泳加工漆在电泳涂装时库仑效率高,通常是阳极电泳的2-3倍,可减少30%的耗电量.电泳设备所需冷冻机的容量也较少.5）阴极电泳加工槽液比较稳定,容易控制,不易受杂技离子和微生物的影响而变质.虽然阴极电泳加工的价格较阳极电泳漆贵（国外一般是贵1.3-1.5倍）,但由于工艺简化（不须设置辅助电极）,涂装漆膜薄（一般10-13um的阴极电泳加工涂膜的耐腐蚀性明显地优于20-25um的阳极电泳涂膜）等原因,因此阴极电泳加工涂装的综合成本反而低于阳极电泳涂装的综合成本.由于阴极电泳加工相对阳极电泳来说存在许多优点,因此现在在市场的价格两者上也存在着不了的差距,同类型的阴极电泳加工漆的价格相比阳极电泳漆的价可要贵上很多.。
电泳仪的工作原理
电泳仪的工作原理
电泳仪的工作原理是利用电场对带电粒子进行排列和移动的机制。
电泳仪中有两个电极，一个为阳极，一个为阴极。
阳极上的电荷为正电荷，阴极上的电荷为负电荷。
当外加电场产生时，带电粒子会受到电场力的作用，从而在电场中发生运动。
在电泳仪中，有一个带电粒子混悬液，液体中的带电粒子会被电场力推动向电极移动。
带电粒子的速度取决于其电荷大小、电场强度和粒子的电荷量。
较重的粒子由于惯性大，移动速度较慢；而较轻的粒子由于惯性小，移动速度较快。
这样，不同粒子根据其质量和电荷的差别，会在电场中发生分离。
在电泳过程中，可以通过改变电场强度、电泳时间等参数来调节分离效果。
较强的电场会导致粒子分离效果更好，而较长的电泳时间则能让移动速度较慢的粒子有更多的时间与移动速度较快的粒子分离。
通过在电泳仪中设置检测器，可以实时监测粒子的移动情况并记录下来。
根据粒子的移动距离和时间，可以进一步计算出粒子的质量、电荷、浓度等信息。
总之，电泳仪利用电场力对带电粒子进行分离和移动，通过调
节电场强度和电泳时间等参数，可以实现对不同粒子的分离和分析。
阳极系统在阴极电泳中的作用
电泳阳极系统的介绍在现代电泳涂装工艺中普遍采用的是阴极系统，阴极系统的可靠性以及电泳的质量都得到了业内的认可。
但随着阴极系统被普遍地接受，阳极系统的作用还是不应该被遗忘。
它在阴极电泳中的作用是显而易见的。
本文就来谈谈阳极系统在阴极电泳中的作用。
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。
下面来介绍有关阳极系统：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。
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。
电泳介绍
超滤系统的优点
回收电泳涂料，提高涂料的利用率，降低电泳 后清洗纯水的用量。
使用超滤装置，利用超滤液充分洗涤 除去粘附在被涂物上的电泳涂料 实现电 泳后的“封闭回路”水洗，涂料回收利 用率可达98％以上，而不使用超滤装置， 其电泳涂料使用率仅为70％ -80％
超滤系统的优点 减少污水处理量及处理费用，有利 于环境保护。 超滤液还可作为电泳设备中泵组运 转的密封液。
工艺介绍
前处理
电泳 清洗
固化
电泳涂装前处理的目的
清除涂膜与涂件表面的障碍，排除影响 二者结合的因素，如油污，锈渍，氧化 皮及其它杂质，提高涂膜的附着力及其 质量。 预涂件表面洁净度极高，不污染电泳槽 液。 涂件表面仍湿润，以利于电沉积。 改变表面状态，使其满足客户需求
丙酮、汽油 等
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阴极电泳介绍 （阳离子性电泳涂料）
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什么是电泳（E-coating）
电泳涂装： 它是一种特殊的涂膜形成方法。它是把工件 和对应的电极，接入电泳涂料中，接上电源 (直流电)后，靠电所产生的物理化学作用， 使涂料在工件上沉积而形成均匀涂膜的一种 涂装方法。 PPG 在上世纪50年代发明了电泳技术,并首 次运用在福特汽车生产线上。
电泳漆阳极系统杀菌操作指导
电泳漆阳极系统杀菌操作指导一、阳极系统孳生细菌问题含铅阴极电泳漆槽液一般不会长菌，但对于阳极系统，由于一般使用乳酸等富营养性酸中和，在潮湿、高温季节易孳生细菌。
细菌的种类有真菌、霉菌等，现象主要为在极液中出现絮状、粘稠物，易附在槽壁，管道内表面等处，尤其是对于极管的进、出液管、调节阀等处，由于变径影响，极易受到细菌污物堵塞。
重要的是细菌对于极液电导及涂装质量也有潜在的影响。
细菌具有繁殖迅速的特点，细菌的数量必须控制在一定的范围内，正常情况下细菌个数应低于500 个/ mL 样品。
如果阳极系统开始有细菌孳生，请送样到电泳漆厂家检测。
根据细菌含量情况及现场实际情况，可以采取以下阶段的处理措施。
二、初步杀菌方案对于细菌开始孳生，或者长菌现象不严重，或者作为预防措施来进行初步杀菌可以采取以下方案来进行处理1.人工清理管道、阀门等处的细菌污物，保证管路循环畅通。
2.排空极液槽内的极液，对槽壁、槽底等进行人工清理。
3.先打入部分纯水，循环极管内的极液，把极液带出，并全部排空。
4.极液箱注满纯水，加入约3～5%重量的助剂Ⅱ。
5.循环清洗24小时以上，必要时人工对循环管路、槽壁等进行清理。
6.循环清洗结束后，排空循环液，人工清理极液槽底内的污物。
7.注满纯水，循环清洗1小时后排空。
8.再次注满纯水，用醋酸配制阳极液，正常生产。
需要说明的是，应每周排空阳极液（即使不用溶剂杀菌），用醋酸重新配制阳极液一次。
9.以上清洗建议每周进行一次，并且送样检测细菌含量，制定实施周期。
如果生产紧张，也可以在生产过程中实施溶剂清洗，不会影响生产。
三、常规杀菌剂杀菌方案在使用助剂Ⅱ杀菌效果不能彻底的情况下，建议采用专用杀菌剂卡松（KathonLXE），它是一种广谱、非氧剂系杀生剂，在低浓度下使用能有效杀灭较宽范围内的微生物，其含有的活性分子可被降解,减少了排放问题。
按以下详细方案实施：1.人工清理管道、阀门等处的细菌污物，保证管路循环畅通。
电泳阳极-
电泳阳极
电泳阳极是一种用于电泳过程中阴极对应的装置，它是打破传统阴极电泳技术瓶颈的一项重要进展。
在阴极电泳技术中，通过在涂料中加入带负电的颗粒，将其吸附在带正电的工件表面,从而形成漆膜。
电泳漆膜具有厚度均匀，耐腐蚀，抗氧化等优点，被广泛应用于汽车工业等领域。
然而，传统阴极电泳技术也存在诸多问题，例如漆膜厚度分布不均匀，漆膜光泽不足，附着力差等。
电泳阳极则可以解决上述问题，它采用带负电的工件和带正电的阳极进行电泳涂装。
在此过程中，涂料会优先吸附在阳极表面，由于阳极通常为金属制品，具有良好的导电性能，这样可以保证阳极表面涂料的均匀性。
随后，工件通过离子交换的方式从阳极导电涂到表面，形成均匀而有序的漆膜。
电泳阳极具有以下优点：
1.漆膜均匀：由于阳极表面涂料均匀，所以可以保证漆膜的均匀性。
2.光泽度高：阳极表面涂料固化后，具有光滑的表面，漆膜光泽度高。
3.附着力强：由于阳极表面涂料和工件表面涂料之间存在相互作用，所以漆膜附着力更强。
4.生产效率高：由于涂装同时进行，所以生产效率更高。
5.节约能源：传统阴极电泳的工艺中需要使用高电压，而电泳阳极则可以在较低的电压下进行。
电泳阳极技术发展迅速，应用范围也越来越广泛。
目前，它已经成功应用于汽车、家居、建筑等多个领域。
与传统阴极电泳相比，电泳阳极在保证涂料性能的基础上，还可以提高生产效率，降低成本，具有更广阔的应用前景。
电泳设备的直流电源和阳极系统的介绍
电泳设备的直流电源和阳极系统的介绍电泳直流电源由整流器供给，供车身的阴极电泳的直流电源电压应0~400V 之间可调，泳涂零部件的电压可适当低一些（0~300V）。
直流电需经滤波，电压脉冲同时不能超过平均直流电的5%，在满负荷情况下电压脉动率要小于5%。
一般对于连续式涂装k为1.5~2；步进空间全浸没通电，软启动k为2~3。
如无软启动，则脉冲电流很大（k为4，一般不采用）。
系统设计时要考虑电流作量备有发展余地。
经验数据每平方米泳涂面积的电流强度为10~20A。
PPG公司介绍其Uni-Primer厚膜阴极电泳底漆的电量消耗大约为0.24~0.28A.h/m2。
整流器应与运输链联锁，职停链10~15s后能自动涂装电压渐降到零。
支使链再启动时，电压要在10~15s升到电压。
在步进式电泳涂装场合所谓软启动，当被涂物浸没后在10~15s内电压渐升到第一工作电压，维持规定时间后，再渐升到第二工作电压，而不是一下就接通工作电压。
有阴极电泳涂装场合为提供最大的的人身安全性，一般都采用阴极（被涂物）接地方式。
有阴极电泳涂装场合（被涂物）和阳极的面积比按4：1设计（这是理论值，随制漆帮和涂料类型而异）。
阳极有隔膜电极和裸电极之分，隔膜阳极具有调整槽液中的酸浓度的功能，能将功赎罪电泳过程中产生的酸排出体系外，保持槽液的酸浓度一定，裸阳极面积不能太大，一般按隔膜电极/裸电极（3~5）/（1~2）设计。
裸电极一般作为槽底阳极。
通电方式有带入槽方式和车体全浸没通电方式。
在带电入槽场合，由于槽液面的泡沫电泳附着产生条纹斑痕涂膜弊病，所以在靠近车身入槽部位可以不布置或少布置阳极，来防止产生带电入槽的涂膜弊病。
全浸没通电方式无此弊端，可是初期电流大。
阳极布置在电泳槽两侧，在泳涂汽车车身那样较大的被涂物场合，可在底部和顶部布设阳极，以使涂层厚度均匀。
在分段供电场合，为防止漆在电压较低的阳极和极罩上沉积，分段电极的间距至少要大于一个极罩的间隙，如分段电压差超过75V，要留3个极罩的间隙。
阴极电泳和阳极
阴极电泳和阳极
阴极电泳和阳极电泳是两种常见的涂装技术，用于在金属表面形成具有防腐和装饰效果的涂层：
1. 阴极电泳（Cathodic Electrodeposition）：
- 这是一种电化学涂装过程，也被称为阴极涂装。
它使用电化学原理将涂料颗粒沉积到金属表面上。
- 涂料颗粒带有负电荷，金属工件作为阴极，被浸入带有涂料的电解液中。
- 当电流通入系统时，涂料颗粒会被电场吸引，并在金属表面上形成均匀的涂层。
- 由于阴极电泳是以阴极作为电流入口，因此这种方法能够实现较好的涂层质量和耐腐蚀性能。
2. 阳极电泳（Anodic Electrodeposition）：
- 阳极电泳也被称为阳极涂装，它与阴极电泳相对应。
- 这种涂装过程是通过将正电荷引导到工件上，从而形成涂层。
- 阳极电泳使用带正电荷的涂料颗粒，金属工件作为阳极被浸入带有涂料的电解液中。
- 当电流通入系统时，涂料颗粒被电场吸引并在金属表面上形成均匀的涂层。
- 阳极电泳通常应用于塑料或其他非金属材料上。
无论是阴极电泳还是阳极电泳，都具有以下优点：
- 可以形成均匀而精细的涂层。
- 提供出色的耐腐蚀性能和划伤抵抗能力。
- 能够涂装复杂形状的工件，包括内部空腔。
- 环保，无挥发性有机溶剂的排放。
需要注意的是，阴极电泳和阳极电泳的具体应用取决于涂装对象的材质和需求。
这些技术在汽车制造、家具制造、电子设备等各个领域都有广泛应用。
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阴极电泳的阳极反应
通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。
阴极电泳涂装的阳极系统如图1。
在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。
当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。
为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。
这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。
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阳极单元
电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。
管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。
阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。
阳极单元结构如图2。
1. 阴极电泳阳极棒
阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。
阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。
阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。
阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。
如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。
在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。
通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。
2. 阴极电泳阳极隔膜
阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。
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阳极膜是一种半透膜，它能够在电场的作用下选择性地允许带有相应电荷（负电荷）的离子通过，这种半透膜只有水分子、小的酸根离子等小分子能够通过，树脂、颜料等大分子则不能透过。
阳极液和电泳槽液就是借助于这种选择性透过的半透膜隔离开来的。
酸根离子只有在电场的作用下才能从电泳槽液向阳极系统迁移。
若没有电场的作用，酸根离子将在浓度极差的作用下在槽液及阳极液中均匀分散，其工作原理见
图3。
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图3 阳极膜工作原理
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3. 阳极膜的两点注意事项
（1）若有渗漏情况
若有阳极单元渗漏或破损时应立即停止阳极泵，必要时需关闭整流器，并及时更换渗漏的阳极单元。
在更换阳极之前，首先必须关掉电源。
具体操作如下：
A．关闭阳极液系统的泵，必要的话将整流器也关闭；
B．查出渗漏的阳极棒；
C．将渗漏的阳极单元与电泳系统隔离开来；
D．更换渗漏的阳极单元。
（2）电泳倒槽时阳极膜应保湿
当电泳主槽倒空时，阳极液循环系统必须保持循环状态，并不断给阳极膜喷洒去离子水。
否则会造成电泳漆干结在阳极膜上和阳极膜干透，干结的电泳漆将增大电阻，而且阳极膜一经干透将永久失去半透膜的渗透功能。
4. 其它
在阳极液循环系统中必须使用立式泵，而不宜使用卧式泵。
这样可以避免卧式泵在密封失效时带来的不良影响。
阳极液的输送管路必须用耐酸的不锈钢或塑料制成，若阳极液返回管为塑料材质，须将阳极接地。
为了获得更加均匀的电泳涂层，电泳涂装可以使用顶盖阳极或底部阳极。
顶盖阳极和底部阳极通常安装在第二段电压区，若安装在第一段电压区则可能会因为电压低而导致效果不佳。
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阳极液
阳极液的电导率反映出酸的浓度。
在电泳涂装过程中，阳极液的电导率将随酸的浓度的增加而逐渐增加。
定期排放极罩内的阳极液并补充去离子水即可降低漆液的电导率。
阳极液的电导率应该维持在一定的范围内，例如500～1000mS/cm。
若电导率偏高，必须排放一定的阳极液，并补加新鲜去离子水。
阳极液必须是清洁且透明的。
在新槽投槽的前几周，尤其要注意阳极液的颜色，很快变色则表明阳极系统有问题。
若变色了，应给予特别的关注。
若阳极液变得模糊不清，可能是阳极膜破损或细菌污染。
若阳极液变得颜色和槽液接近，则也可能是阳极膜破损。
若阳液颜色虽然变深了（棕色或黑色），但是仍然是透明的，则说明不锈钢阳极棒腐蚀过快，或流量低，或电导率过高等。
每个阳极单元都要保持适当的阳极液流量，而且每个阳极单元的流量都应该能够单独监控。
流量阀精度不宜过大，以便将流量控制在合适的范围内。
阳极液维持正常的流量是至关重要的，每天都应该进行检查。
阳极比
阴极与阳极比通常为4:1～6:1，阳极面积可通过下列公式计算：
SA=JPH/60×T×SC /R
SA——阳极面积；
JPH——生产节拍(hour-1)；
T——单车电泳涂装时间（min）；
SC——单车表面积（m2）；
R——阴极面积/阳极面积（通常为4）。
单车涂装时间是指有效的浸涂时间。
单车涂装时间长于2min时，按2min计算。
若是柔性生产线，单车表面积要按最大设计车身尺寸来计算。
根据该公式计算出所需的总的阳极面积，然后再根据单个阳极单元的面积确定所需阳极单元的数量。
阳极的排布要遵循一定的规则，对间歇式的电泳槽更要注意。
阳极管的安装与排布
阳极系统的安装包括机械设施安装、电路连接和槽液循环管路连接。
阳极单元必须在电泳漆投槽之前安装好，并通过渗漏测试。
但是，通常阳极单元的安装时间要离电泳漆投槽的时间越短越好，以将阳极受损的概率降到最低。
在安装过程中也必须特别小心保护阳极膜。
阳极单元应沿各槽壁布置，深度不小于槽液深度的40%。
通常在两个电极段之间至少留有一个极罩的间隙，以防止电泳漆沉积在电压较低区的阳极和极罩上。