[发明专利]一种用于阴极电泳涂装的阳极系统

说明书

技术领域

本发明涉及金属工件电泳涂装设备，特别涉及一种用于阴极电泳涂装的阳极系统。

背景技术

阳极板在阴极电泳过程中，在阳极区不断产生有机酸，其反应方程式：

2H₂O→4H⁺+4e^-+O₂↑

H⁺+CH₃COO^-→CH₃COOH或H⁺+HCOO^-→HCOOH

反应中不断产生的酸如果不及时除去，会进入槽液使槽液pH值下降，影响涂装工艺中技术参数pH值的稳定性，进而影响泳透力及涂膜性能，使得槽液的再溶解性增大，对电泳涂层质量造成很不利的影响。为了解决上述问题，设计一个良好的电泳阳极系统是十分关键的。

在阴极电泳涂装场合，阴极即被涂物和阳极的面积比一般按4∶1设计。现有的阳极有隔膜阳电极和裸阳电极之分，隔膜阳极具有调整槽液中酸浓度的功能，能将电泳过程中产生的酸排出体外，保持槽液的酸浓度稳定，而裸阳极只有电泳涂装功能，不能排出酸，为保持酸浓度一定，裸阳极面积不能太大，一般按隔膜电极/裸阳极＝(3～5)/(1∶2)设计，裸阳极一般用槽底阳极。所以，为了提高阴极电泳涂装质量，选择隔膜阳极系统比较合理。

现有的隔膜阳极系统一般采用厚度为3mm的SUS316L不锈钢板或钢管做阳电极，阳电极外设置极罩，极罩内充满极液，极液通过与极罩连接的管路进入极液槽，在极液槽内稀释后再通过管道流回极罩内，极液槽连接有去离子水供给管路和排出管道，对极液槽内的极液进行更新。阳极液的循环量为每平方米有效面积(6～10)L/min，不断冲洗阳极，带走有机酸等阴离子。每个极罩的进液管上装了一个流量计，以监视极液流量。如果极液返回管为塑料管，应将阳极液接地。

阳极液循环系统还安装极液电导率的自动监控装置，为极液电导率设一定值，当偏差达到100μs/cm时，可以自动排放阳极液，加入新鲜去离子水，电导率传感器要装在阳极液槽远离阳极液返回管的位置上。

用SUS316L不锈钢作为阳极材料，在醋酸介质腐蚀数据中表明，静态下US316L不锈钢材料是稳定的，但由于阴极电泳过程中通常电流密度高达10～20A/m²(工件面积)，阳极电流密度达到40～80A/m²，槽压最高达250伏，产生电解腐蚀，SUS316L不锈钢做阳极材料腐蚀比较快。厚度为3mm的SUS316L不锈钢阳极，一般一年必须更换一次，随着阳极液的排放，阳极液中溶解的重金属离子给环境造成了重大污染，而且运行成本也比较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种环保，阳极耐腐蚀、不溶解，且有效放电面积大的用于阴极电泳涂装的设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，用于阴极电泳涂装的阳极系统，包括电源，阳极装置，金属工件，电泳槽和阳极液贮槽，电源的阴极连接金属工件，电源的阳极连接阳极装置，阳极装置连通阳极液输出管，阳极液输出管串接混浊度仪和电导仪后连通阳极液贮槽上部，阳极液贮槽下部通过阳极液输入管串接循环泵和流量计后连通阳极装置，阳极液贮槽还连接有去离子水供应管道和排液管道，其特征在于：所述阳极装置包括阳极和阳极罩，该阳极为半圆柱形钛管，半圆柱形钛管外表面电镀铂氧化物或钌氧化物镀层；阳极置于阳极罩内，阳极罩外包覆一层异向阴离子交换膜作为阳极隔膜。

阳极罩与阳极之间的间距为50～100mm，半圆柱形钛管的厚度为1.0—1.5mm，铂氧化物或钌氧化物镀层的厚度为10—15μm。

用醋酸或乳酸溶液调节电泳槽(4)内槽液的pH值为2—5。