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電泳槽液和后清洗過程中泡沫產生的原因及解決方案！

時間：2023-08-08

電泳漆在電泳槽液中，為何產生泡沫？如何解決？ 快來了解一下吧。

 

01 泡沫形成的原因

水性電泳涂料系統中的泡沫形成是通過表面活性物質實現的，這些物質包括乳液分子、顏料和填充料。乳化劑保證了乳液樹脂分子在水中的穩定性，顏料和填充料通過潤濕劑和分散劑混合到水介質中。在水性體系中，所有的表面活性物質都起到起泡和穩泡的作用。

 

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泡沫是由不溶性氣體進入低表面張力液體時形成的。在液體泡沫中，泡沫膜是液體和氣體的界面，只有一個氣液界面的氣泡。當多個氣泡聚集在一起時，就形成了泡沫。
在不含表面活性劑的純凈液體（如水）中，氣泡升至表面后會爆裂，因為空氣和液體之間的界面張力太高，氣泡無法穩定存在。然而，在含有表面活性物質的體系中，氣泡可以穩定存在，就像表面活性劑的疏水端一樣（如圖所示）：

 

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這些表面活性劑分子具有疏水和親水端的特性，在氣泡周圍形成一層分子層，其中疏水端朝向氣泡，親水端朝向水。這樣降低了氣泡和液體之間的界面張力，穩定了氣泡的存在。當氣泡升至液體表面時，由于空氣和液體界面上存在表面活性分子，形成了包括氣泡上的表面活性劑層和液體表面活性劑層的穩定雙層。這個穩定雙層由空氣-液體界面上的表面活性劑單層和液體-空氣界面上的表面活性劑單層組成。

根據泡沫形成的機理，氣泡單體會形成一個緊密的球形結構。通過氣泡之間的排水作用，氣泡界面的水會移動并集中在氣泡之間的空隙中。由于緊密的排列，氣泡之間的間距促使八面體泡沫球體形成，這就是由緊密六邊形泡沫組成的泡沫聚合體。

 

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02 電泳槽液產生泡沫的原因及解決方案

2.1 原因：
2.1.1 被涂工件結構特殊，進入電泳槽液時帶入大量空氣。
2.1.2 槽液循環量小，電壓較高，電解反應快，導致氣泡產生量多，無法及時消除泡沫。
2.1.3 主副槽液位差較大，副槽泡沫過多溢流至主槽；副槽液位太低，循環泵抽空，帶入空氣至主槽。
2.1.4 循環泵或閥門漏氣，導致空氣進入循環管道。
2.1.5 龍門架式電泳線中，當UF1采用噴淋清洗時，槽體內液位太低，表面產生大量泡沫，導致UF1回收時將泡沫帶入電泳槽。
2.1.6 電泳漆本身的消泡性能差。
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2.2 解決方案：
2.2.1 在保證質量的前提下，改變吊掛方式，盡量減少空氣進入電泳槽。
2.2.2 提高槽液循環量，增加表面流速；適當降低電泳漆的上膜速率，控制上膜反應速度。
2.2.3 控制主副槽液位差，將液位差控制在5-10cm范圍內。
2.2.4 檢查循環泵和閥門，及時修復漏氣問題。
2.2.5 提高UF1的液位，確保回收的進口在液位以下。
2.2.6 更換適合的電泳漆類型或提高產品的消泡性能。
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                                                                                           03 電泳后清洗工藝產生泡沫的原因及解決方案
電泳后清洗使用的新鮮超濾（UF）液和循環的UF液都含有有機物。新鮮UF液中含有低分子樹脂，含量約為0.3％以下；循環UF液中含有槽液，固體分約為0.5％～1％。當產品進入這些清洗液時，會產生泡沫，嚴重時泡沫甚至會溢出槽，嚴重影響清洗效果。

3.1 原因：

3.1.1 噴嘴出口噴射壓力高、流速大，噴射作用使空氣被吸入，導致泡沫產生。

3.1.2 清洗液回流到循環槽的液位落差太大。

 

3.2 解決方案：

        3.2.1 調整后沖洗噴淋壓力，盡量降低噴淋壓力，在保證工件清洗干凈的前提下。
          3.2.2 設備設計時，盡量降低回流液位差，將回流出口放在液位以下。
          3.2.3 回流管道中增加擋板，降低回流落差的壓力。
          3.2.4 添加與電泳漆相容的消泡劑進行消泡。

 

注：
消泡劑通常由多個組成部分組成，與涂料介質不相容。當消泡劑與涂料系統過于相容時，消泡劑的效率會降低。另一方面，當消泡劑和系統不相容時，消泡效果可能很好，但可能會引起涂層問題。因此，對于不同體系，最佳的消泡劑應該在相容性和不相容性之間達到平衡，并發揮最佳的消泡效果。
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本文作者：浩力森應用工程中心 賈飛虎

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