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电泳槽液和后清洗过程中泡沫产生的原因及解决方案!

时间:2023-08-08

电泳漆在电泳槽液中,为何产生泡沫?如何解决? 快来了解一下吧。

 

01 泡沫形成的原因

水性电泳涂料系统中的泡沫形成是通过表面活性物质实现的,这些物质包括乳液分子、颜料和填充料。乳化剂保证了乳液树脂分子在水中的稳定性,颜料和填充料通过润湿剂和分散剂混合到水介质中。在水性体系中,所有的表面活性物质都起到起泡和稳泡的作用。

 

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泡沫是由不溶性气体进入低表面张力液体时形成的。在液体泡沫中,泡沫膜是液体和气体的界面,只有一个气液界面的气泡。当多个气泡聚集在一起时,就形成了泡沫。
在不含表面活性剂的纯净液体(如水)中,气泡升至表面后会爆裂,因为空气和液体之间的界面张力太高,气泡无法稳定存在。然而,在含有表面活性物质的体系中,气泡可以稳定存在,就像表面活性剂的疏水端一样(如图所示):

 

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这些表面活性剂分子具有疏水和亲水端的特性,在气泡周围形成一层分子层,其中疏水端朝向气泡,亲水端朝向水。这样降低了气泡和液体之间的界面张力,稳定了气泡的存在。当气泡升至液体表面时,由于空气和液体界面上存在表面活性分子,形成了包括气泡上的表面活性剂层和液体表面活性剂层的稳定双层。这个稳定双层由空气-液体界面上的表面活性剂单层和液体-空气界面上的表面活性剂单层组成。

根据泡沫形成的机理,气泡单体会形成一个紧密的球形结构。通过气泡之间的排水作用,气泡界面的水会移动并集中在气泡之间的空隙中。由于紧密的排列,气泡之间的间距促使八面体泡沫球体形成,这就是由紧密六边形泡沫组成的泡沫聚合体。

 

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02 电泳槽液产生泡沫的原因及解决方案

2.1 原因:
2.1.1 被涂工件结构特殊,进入电泳槽液时带入大量空气。
2.1.2 槽液循环量小,电压较高,电解反应快,导致气泡产生量多,无法及时消除泡沫。
2.1.3 主副槽液位差较大,副槽泡沫过多溢流至主槽;副槽液位太低,循环泵抽空,带入空气至主槽。
2.1.4 循环泵或阀门漏气,导致空气进入循环管道。
2.1.5 龙门架式电泳线中,当UF1采用喷淋清洗时,槽体内液位太低,表面产生大量泡沫,导致UF1回收时将泡沫带入电泳槽。
2.1.6 电泳漆本身的消泡性能差。
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2.2 解决方案:
2.2.1 在保证质量的前提下,改变吊挂方式,尽量减少空气进入电泳槽。
2.2.2 提高槽液循环量,增加表面流速;适当降低电泳漆的上膜速率,控制上膜反应速度。
2.2.3 控制主副槽液位差,将液位差控制在5-10cm范围内。
2.2.4 检查循环泵和阀门,及时修复漏气问题。
2.2.5 提高UF1的液位,确保回收的进口在液位以下。
2.2.6 更换适合的电泳漆类型或提高产品的消泡性能。
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                                                                                           03 电泳后清洗工艺产生泡沫的原因及解决方案
电泳后清洗使用的新鲜超滤(UF)液和循环的UF液都含有有机物。新鲜UF液中含有低分子树脂,含量约为0.3%以下;循环UF液中含有槽液,固体分约为0.5%~1%。当产品进入这些清洗液时,会产生泡沫,严重时泡沫甚至会溢出槽,严重影响清洗效果。

3.1 原因:

3.1.1 喷嘴出口喷射压力高、流速大,喷射作用使空气被吸入,导致泡沫产生。

3.1.2 清洗液回流到循环槽的液位落差太大。

 

3.2 解决方案:

        3.2.1 调整后冲洗喷淋压力,尽量降低喷淋压力,在保证工件清洗干净的前提下。
          3.2.2 设备设计时,尽量降低回流液位差,将回流出口放在液位以下。
          3.2.3 回流管道中增加挡板,降低回流落差的压力。
          3.2.4 添加与电泳漆相容的消泡剂进行消泡。

 

注:
消泡剂通常由多个组成部分组成,与涂料介质不相容。当消泡剂与涂料系统过于相容时,消泡剂的效率会降低。另一方面,当消泡剂和系统不相容时,消泡效果可能很好,但可能会引起涂层问题。因此,对于不同体系,最佳的消泡剂应该在相容性和不相容性之间达到平衡,并发挥最佳的消泡效果。
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本文作者:浩力森应用工程中心 贾飞虎