铝型材电泳涂装生产线工程设计基础

1.1工艺流程

 铝型材的电泳涂装方法和工艺很多。可选用不同的设备组成不同的生产线，生产不同的产品，但都要经有效的预处理，工艺流程基本相同。

 

              铝型材电泳涂装生产工艺流程表

 

预处理型材→	纯水洗→	热纯水洗→	纯水洗→	电泳ED
				↓
		执行《不合格品控制程序》		水洗RO₁
				↓
		↑NO		水洗RO₂
				↓
成品进仓	YES←	检验	出炉←固化←	液切（沥干）

 

铝型材电泳涂装生产线的组成、平面布置与设备选择

（1）电泳涂装的设备是由电泳槽组、搅拌组置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、精制回收装置、烘烤装置、纯水设备等组成。电泳车间最好与氧化车间隔离，以防止酸碱污染。根据生产规模可分为卧式生产线和立式生产线。

（2）电泳涂装车间主要设备汇总，实例见下表：

 

电泳涂装车间设备表

序号	设备名称	数量	设备组成	备注
1	电泳装 精制设备	1	1. 专用阳离子树脂和阴离子树脂； 2. 阳树脂塔和阴树脂塔； 3. 射流系统2套； 4. 不锈钢泵2台； 5. 带保护电控气控系统
2	电泳漆 回收设备	1套	1. 电泳专用回收膜及附件3套； 2. 高压不锈钢专用泵； 3. 不锈钢增压专用泵； 4. 不锈钢精密过滤机； 5. 精密滤芯1组； 6. 专用超滤膜及附件3组； 7. 带保护的控制系统
3	电泳漆循环 过滤设备及添加搅拌机	1套	1. ED槽全不锈钢过滤机及滤芯； 2. ED槽循环用不锈钢泵； 3. RO1水洗槽全不锈钢过滤机及滤芯； 4. RO1水洗槽全 不锈钢泵； 5. RO2水洗槽不锈钢过滤机及滤芯； 6. RO2水洗槽循环用不锈钢泵； 7. 热纯水洗槽全不锈钢过滤机及滤芯（选用）； 8. 纯水洗槽全不锈钢过滤机及滤芯（选用）； 9. 全不锈钢添加搅拌桶； 10. 搅拌电机（带减速装置）； 11. 添加输送泵； 12. 带保护装置的控制系统
4	电泳工艺槽		1. 阳极座4个； 2. 阴极装置3组； 3. 阴极收集罩3组	6个槽+1个溢流槽
5	纯水制备设备	1套	阳床阴床混床三床式 纯水储槽
6.电泳电源	电泳电源	1套	波纹因素小于6%，额定输出电压250V
7	冷冻设备	1套	板框热交换器及管道系统 加热用不锈钢加热棒加热（加热介质用）	可与氧化车间共享冷冻机
8	烘烤固化炉	1套	1. 不锈钢内胆炉体； 2. 不锈钢风道循环系统； 3. 不锈钢内胆燃烧室； 4. 进口燃烧机； 5. 炉门形状系统
9	工艺行车	2台
10	加热设备	1套	油锅炉	热纯水槽用
11	操作平台	2套

铝型材电泳涂装主要设备及性能

 电泳涂装设备绝大部分都是为实现电泳涂装工艺而进行非标设计制作的设备。主要设备有阳极电泳涂料装置、阳极电泳涂料回收装置、涂料补给装置、直流电源装置、电泳主槽及副槽、过滤循环及温控装置等。

 

A. 电泳槽体

根据铝型材电泳工艺的特殊要求，电泳漆槽一般由以下几个部分组成：主槽、溢流槽、连续环过滤装置、隔离的电极区和热交换装置。电泳槽槽体内一般用PVC、Pp硬聚氯乙烯塑料或环氧玻璃钢衬里。溢流槽的作用是控制电泳槽内漆液高度，排除漆液表面的泡沫。其容量通常取泳槽容量的1/5-1/3.搅拌循环系统的主要作用是保证漆液成分和浓度均匀，温度均匀，排除悬浮物杂质，排除气泡，其循环泵的流量应保证能使整个电泳槽的漆液在一小时内循环3-6次。

B.电极

（1）极板：通常采用316不锈钢。应注意的是铝型材阳极表面必须小于阴极板的2倍，为保险起见一取面积比为1：1。

（2）极罩：主要用于收集阴极上反应所生成的H₂。可使用聚丙烯材料制作，也可采用半透膜1号工业帆布用环氧黏结剂制成袋。其作用除收集H₂外，还可调节槽内的pH值。使用时，在其中注满去离子水，电泳涂装时产生的NH₂¯离子，在电场作用下通过半透膜进入袋中，定期排除，以保持其中pH值在一定的范围。当然，还具有一部分除杂质离子的作用。但是，这种体系并不能代替精制装置。

 

C.直流电源装置

铝型材表面电泳涂漆电源的特点是电压高、电泳小、直流，结构要比氧化电源简单，一般都采用三相桥整流方式。要消除脉冲直流对漆膜产生的影响，还需加上平波电抗器和滤波电容。由于电泳涂装时间短（一般在3min之内），整台设备的容量可小一些。

 

一般来讲，其纹波因素小于6%，如需要还可以做小于3%和小于1%的。方法一般可用定电压电流两种。

 

D.精制设备

 

一般情况下，随着电泳涂装的进行，电泳涂料中的胺会被游离出来，从而使ED槽pH值上升，电导率也会同时上升。另外，亦会因前工序带入的不净物，如硫酸根离子或金属离子等，使电泳槽液的性能慢慢恶化。解决方法是需进行离子交换处理，以除去阳离子成分（如胺和金属离子）和阴离子成分（如硫酸根离子等）。

 

离子交换法是以圆球形树脂（离子交换树脂）过滤电泳涂料，漆液中的杂质离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透（RO）处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。

 

水质处理的离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种离子（例如Na﹢、Ca²﹢、Al³﹢等）。同样的，以包含委铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子（如Cl、SO²4¯等)，从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。

 

ED用的阴离子交换树脂分别是强碱性、弱酸性大孔丙烯酸架构树脂，阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换塔和阳离子交换塔。

 

若将离子交换法与其他纯化水质方法（例如反渗透法、超滤法）组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中将是非常重要的一个部分。

 

另外，在精制树脂的再生过程中，必须注意再生剂的质量，尽量避免再生剂本身的杂质离子影响离子交换树脂的使用寿命以及污染电泳槽液。

 

E.回收设备

 

回收的目的是为了减少电泳涂料的消耗，把带出的以及在泳后两个水洗槽中溶解的电泳涂料通过回收装置与回路，把它们再汇集到ED槽来。这样，既可以提高电泳涂料的使用效率，又可以提高涂膜铝型材品质。

回收膜的分类和用途表

 

膜的种类	膜的功能	分离驱动力	透过物质	被截流物质
微滤	多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子	压力差	水、溶剂和溶解物	悬浮物、细菌类、微粒子、大分子有机物
超滤	脱除溶液中的胶体、各类大分子	压力差	溶液、离子和小分子	蛋白质、各类酶、细菌、病毒、胶体、微粒子
反渗透和纳滤	脱除溶液中的盐类及低分子物质	压力差	水和溶剂	无机盐、糖类、氨基酸、有机物等
透析	脱除溶液中的盐类及低分子物质	浓度差	离子、低分子物、酸、碱	无机盐、糖类、氨基酸、有机物等

 

微滤MF是一种低压的滤膜方法，从供给水中分离悬浮固体、水、盐和宏观大分子可通过半渗透薄膜，百悬浮固体物则滞留并逐渐浓集。

 超滤UF是一种低压的滤膜方法，从供给水中分离大分子。水、盐和分子量小的分子可通过半渗透膜，而大分子和悬浮固体则滞留并增浓。

 纳滤NF是一种介于超滤和反渗透之间的滤膜方法。它能让大部分或全部的盐分和水通过半渗透薄膜。

 反渗透RO是一种高压的分离方法，从供给水中分离低分子量的分子。水通过半渗透膜，而盐和大分子则滞留并增浓。

 铝型材电泳涂料的回收一般采用超滤或反渗透，但是其工作原理是根本不同的，使用工工艺也有多种。

 

F.添加搅拌系统

 在电泳涂漆过程中，漆含量不断被消耗，当ED槽的固体分下降了，或临近工艺参数控制值的下限时，就要进行电泳涂料原液的补给。补充必须定时，漆液浓度的确定，应根据原漆的品种、性质及铝型材形状和工艺条件等而定。

 

配制漆液一般可按下式进行：

                  加漆量W=(A×B)/C

加水量=A-W

式中A---预计用水稀释后漆液总重，kg；

B---预计用水稀释后漆液固体分；

C---原漆的固体分，%，通常按50%计；

W---加漆量，即需加入的原漆量，kg；

ED槽固体分的补给量按下式来计算：

补给量=ED量（含副槽）的总含量（kg）×不足的含量÷50%

 

G烘烤设备

炉的加热方式一般分为三种：对流加热、红外线加热、远红外线辐射加热，而目前国内外绝大部分均用对流加热。炉内的各点温差应不超过±5℃，且炉膛内应洁净，同时升温要符合一定的时间要求。此外，对于保温材料的选择，循环风量的设计，循环风口的位置，热风过滤的位置，炉门的开启都应有严格的要求。

 

本内容版权归艾普斯所有，转载请联系：http://www.apastj.com