전착도 양극 시스템

전착 도장 양극 시스템은 전착 도장 공정에서 없어서는 안 될 핵심 구성 요소입니다. 이 시스템의 주요 기능은 전착 회로에서 양극 역할을 하여 전류를 완전한 루프로 통과시키고, 탱크 용액 내 전착 반응으로 인해 발생하는 과잉 산 이온을 중화시키는 등 전착 탱크 용액의 화학적 균형을 유지하는 것입니다.

전착도 양극 시스템

음극 전착 도장(현재 가장 널리 사용되는 방식)의 경우:

1. 피도장물은 음극입니다: 전기장의 영향을 받아 양전하를 띤 페인트 수지 입자가 음극(피도장물) 쪽으로 이동하여 그 표면에 부착되고 경화되어 도막을 형성합니다.

2. 전기화학 반응: 음극(작업물)에서 주로 발생하는 반응은 수산화 이온과 수소 가스를 생성하기 위한 물의 전기분해이다.

3. 과도한 산 생성: 코팅에 사용되는 수지 입자에는 일반적으로 카복실기를 포함한다. 음극(작업물)에 도포될 때, 전하 균형을 유지하기 위해 수지 입자는 양이온성 아민 중화제(예: 유기 아민)와 결합해야 한다. 수지가 작업물에 도포된 후, 이러한 아민 중화제(양이온성 양이온)는 다시 도금액 속으로 방출된다. 방출된 자유 아민은 도금액 내의 물과 반응하여 암모늄 이온과 수산화 이온을 형성하며, 이로 인해 도금액의 pH가 상승하게 된다. 더 중요한 점은, 수지 내부에 존재하는 카복실산 이온(음이온성 음이온)이 도포 과정 동안 도금액에 '남겨진다'는 것이다.

4. 균형 유지: 제어하지 않을 경우, 욕액 내 음이온을 띤 산성 음이온들(아세테이트 이온, 포르메이트 이온 등)이 계속 축적되어 다음의 문제를 일으킬 수 있습니다.
전도도의 비정상적인 증가: 침투성 및 도장 품질에 영향을 미침.
pH 불균형: 수지 입자의 안정성과 용해도에 영향을 미침.
도막 성능 저하: 피닝(pinholes), 거칠기, 유동성 부족 등의 문제를 유발할 수 있음.
욕 안정성 파괴: 심한 경우 수지 침전 및 퇴적이 발생할 수 있음.

일반적인 전기영동 양극 시스템은 주로 다음 구성 요소들로 이루어져 있습니다.

1. 양극:
1.1 재료: 일반적으로 스테인리스강(보통 316L) 또는 티타늄(부식 저항성이 더 뛰어나고 수명이 길지만 비용이 높음)과 같은 부식에 강하고 높은 전도성을 가진 불활성 물질로 만들어진다. 티타늄 양극은 때때로 전도성과 내구성을 더욱 향상시키기 위해 귀금속 산화물(예: 이리듐-탄탈럼 산화물) 코팅층으로 도포되기도 한다.
1.2 형태: 판형 양극과 관형(또는 상자형) 양극이 일반적이다. 관형/상자형 양극이 보다 흔히 사용되는데, 이는 내부에 양극 용액을 담을 수 있기 때문이다.
1.3 기능: 전원의 양극(+)에 직접 연결되어 전류 회로의 일부를 형성하며, 양극 표면에서 산화 반응이 일어난다.

2. 양극 셀/양극실:
2.1 구조: 이는 양극을 둘러싸고 있는 구획으로, 일반적으로 PVC 또는 PP와 같은 화학적으로 내구성이 있는 절연 재료로 만들어진다. 양극은 이 커버 내부에서 완전히 밀봉된다.
주요 구성 요소: 양극 커버의 핵심 구성 요소는 이온 선택적 투과막(Ion-Selective Membrane)입니다.
2.2 재료: 일반적으로 양이온 교환막입니다.
2.4 기능: 이 막은 양전하를 띤 이온(예: H⁺ 및 암모늄 이온 NH₄⁺)은 통과시키지만 음전하를 띤 이온(예: 페인트 수지 입자, 안료 입자 및 아세테이트 이온 CH₃COO⁻)과 더 큰 분자는 차단합니다. 이를 통해 중화가 필요한 양이온만 반응에 참여하기 위해 양극 챔버로 들어가도록 하며, 동시에 양극을 페인트 오염으로부터 보호하고 양극에 페인트가 침착되는 것을 방지합니다.
2.4 내부 액체: 양극 커버는 전해액(anolyte)(일반적으로 초여과 투과액 UF Permeate 또는 탈이온수, 때때로 전도성을 유지하기 위해 소량의 산이 첨가됨)으로 채워져 있습니다. 이것은 외부 탱크 용액과 물리적으로 격리되어 있습니다.

전착도 양극 시스템

1. 구성 요소

순환 펌프, 배관, 유량계, 저장 탱크(해당되는 경우), 전도도계, pH 미터(해당되는 경우) 및 열교환기(온도 조절이 필요한 경우)를 포함합니다.

2. 기능

2.1 순환
양극 용액(anolyte)을 양극 챔버로 지속적으로 펌프하여 양극 표면 위를 흐르게 하고, 다시 시스템으로 재순환시킵니다.

2.2 전도성
양극 용액에 전도성 매체를 제공하여 전류가 양극으로 원활하게 흐를 수 있도록 합니다.

2.3 반응 생성물 제거
양극 표면에서 발생하는 산과 가스(주로 산소)를 양극 챔버로부터 제거합니다.

2.4 농도 제어
양극 용액의 전도도(산 농도를 반영함)를 모니터링합니다. 전도도가 너무 높아질 경우, 고농도 산 용액의 일부를 배출하고 신선한 초순수 또는 이온제거수로 보충하여 적정 농도와 전도도를 유지합니다.

3. 전원 연결

3.1 DC 전원 공급 장치의 양극(+)을 버스바 또는 케이블을 통해 각 양극에 연결하십시오.
3.2 모든 전기적 연결이 견고하고, 도전성이 있으며, 적절히 절연되어 있는지 확인하십시오.

4. 전도도/농도 제어 시스템

4.1 온라인 전도도 센서를 사용하여 양극 용액의 전도도를 실시간으로 모니터링합니다.
4.2 사전 설정된 전도도 한계값에 따라 배수 및 보충을 자동으로 제어하여 시스템 운전의 안정성을 유지합니다.

5. 안전 및 보호 장치

5.1 접지 보호: 시스템 전체의 안전을 보장합니다.
5.2 누전 보호: 전기적 위험을 방지합니다.
5.3 액위 조절: 양극 커버의 건조 연소를 방지하고 멤브레인 및 양극을 보호합니다.
5.4 유량 모니터링 및 경보: 정상적인 순환을 보장하고 고장을 즉시 감지합니다.

전착도 양극 시스템

전착 도금 양극 시스템은 특히 다음 분야에서 음극 전착 도장 공정을 사용하는 산업 전반에 걸쳐 널리 사용됩니다:

1. 자동차 산업: 차체, 섀시 및 부품용 프라이머.

2. 가전제품 산업: 냉장고, 세탁기, 에어컨 및 기타 하우징.

3.하드웨어 및 건축 자재: 알루미늄 프로파일, 철제 가구, 문 및 창문 피팅 등

4.농업 및 건설 기계