电泳涂装技术简介

一、概述 

  电泳涂装是将具有导电性的被涂工件，浸渍在装水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阴极（或阳极），在槽中另设备与其相对应的阳极(或阴极)，在两极间通一定时间的直流电，通过物理化学作用将漆沉淀在被涂工件上，形成均一、水不溶性涂膜的一种涂装方法。 

1、阴极电泳涂装的特点： 

高效—从漆前处理到电泳底漆烘干可实现生产线化，可适用于大流水线生产。 优质—其泳透力好，提高了工件内腔的防腐蚀性；（其对工件内腔、焊缝、边缘等的防腐能力是其他的涂装法所不能比拟的漆膜耐盐试验可达1000小时）可得到均一的膜厚，外观好。 安全—属低公害水溶性涂料，溶剂含量少，无火灾危险，尤其采用uf装置后，涂料回收好，大大减少了对水质和大气污染。 

经济—指涂料利用率较高，可达95%。 

2、电泳涂装的种类； 

  电泳涂装根据涂料树脂所带电荷的种类分阴极电泳和阳极电泳。 

1）阳极电泳—所用涂料树脂是有带羚基团的聚合物经胺中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带负电荷。常见的有聚丁二烯阳极电泳涂料等。 

2）阴极电泳—所用涂料树脂是由带胺基的碱性树脂经酸中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带正电荷。常见的有环氧树脂、聚氨脂等阴极电泳涂料。 3）阴极电泳漆比较于阳极电泳漆，具有以下优点： 

（1）具有优良的防腐性能，对底材的附着力高，对焊缝、锐边保护更好。 根据资料统计，阴极漆膜的抗蚀能力优于阳极漆膜的5-6倍。从成本角度考虑，膜厚为10um的阴极电泳漆漆膜，其耐盐雾试验≥400h，而膜厚为20um的阳极膜，其耐盐雾试验仅达240-360h。 

（2）阴极电泳涂料的库仑效率为阳极电泳涂料的二倍，可使耗电量减少30% 

（3）阴极电泳的泳透力高，一般为阳极电泳的1.3-1.5倍，更适宜于形状复杂的工件涂装。 （4）阴极电泳的利用率高，可达95%。 

（5）阴极电泳漆漆膜外观好于阳极电泳膜。因阳极漆细度较大（≤40um）要保证有良好的外观则必须有足够的膜厚，这对涂料耗用有负面影响。 

二、泳涂装基本原理 

  阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并沉积在阴极上，这就是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。1. 电解—任何一种导电液体在通电时产生分解的现象，如水的电解能分解成H2和O2。 2. 电泳—在导电介质中，带电荷的胶体粒子在电场的作用下相反电极移动的现象。如  阴极电泳涂料中带正电荷的胶体粒子（R3NH）夹带和吸附颜料粒子由电泳过程移向阴极。 3.电沉积—漆粒子在电极上的沉积现象。电沉积的**步是H2O的化学分解，这一反应变成不溶性时，就产生涂膜的沉积。 

4. 电渗—刚沉积到被涂物表面的涂膜是半渗透的膜，在电场的持续作用下，涂膜内部所含的水分从涂膜中渗析出来移向槽液，使涂膜脱水，这种现象称电渗。电渗使清水的膜变为憎水涂膜，脱水而使涂膜致密化。 

三、电泳涂装工艺及其工艺管理 

  电泳涂装工艺一般由涂装前预处理、电泳涂装、电泳后清洗、电泳涂膜的烘干等四道主要工艺组成。 

1. 工件涂装前金属表面处理 

涂装前工件的表面处理，是电泳涂装的一个重要环节，主要涉及到除油、除绣表调、磷化等工序。其处理好坏，不仅影响漆膜外观、降低防腐性能，并处理破药品及磷化沉渣等，磷化膜结晶致密均匀。 

针对前处理各工序，将不——讨论，仅提出几点注意内容: 

1) 如除油除锈不干净，不仅阻碍磷化液膜的形成，且影响涂层的j结合力、装饰性能和耐蚀性。漆膜易出现缩孔、针孔、“花脸”等弊病。 

2) 磷化;目的提高电泳涂膜的附着力和防腐能力。其作用如下： ①  由于物理和化学作用，增强了有机涂膜对基材的附着力。 ②  磷化膜使金属表面由优良导体，从而抑制金属表面微电池的形成，有效的阻碍了涂层的耐腐蚀性和耐水性。 

 另外，只有在彻底脱脂的基础上，在—清洁、均匀、无油脂的表面上才能形成令人满意的磷化液膜。从这方面讲，看、磷化膜本身就是对前处理工艺效果的**直观**可靠的一个自检。 3) 水洗：前处理各阶段水洗好坏将对整个前处理及漆膜质量产生很大影响。涂装前**后一道去离子水清洗，要确保被涂物的滴水电导率不大于30um/cm。清洗不干净，如工件： ①  残留余酸、磷化药液，漆液中的树脂发生絮凝，稳定性变坏； ②  残留异物（油垢、尘埃），漆膜出现缩孔、颗粒等弊病； ③  残留电解质、盐类，导致电解反应加剧，产生针孔等弊病。 

2. 电泳涂装工艺条件及重点参数管理 

 电泳涂装工艺条件包括以下四个方面13个条件（参数）： 1）槽液的组成方面：固体份，灰份、MEQ和有机溶剂含量； 2）电泳条件方面：槽液温度、泳涂电压、泳涂时间； 3）槽液特性方面：PH值、电导率； #p#分页标题#e#

4）电泳特性方面：库仑效率，**大电流值、膜厚和泳透力。 

其中，泳涂电压和时间、槽液固体份、温度、PH值和电导率是现场控制和管理的主要项目，现重点介绍如下： 

①  槽液的固体份（18-20%） 

  指槽液中成膜物质（树脂、颜料、添加剂等）的含量。通常，较高的固体份会使涂膜厚度增加，泳透力提高，但工件附着漆液多，损耗增加；固体份过低，颜料易沉淀，槽液稳定性很差；另漆液电阻增加，因电压增加则导致水电解加剧，泳透力下降，漆膜变薄，外观变差，易出现花脸、针孔等弊病。 ②  槽液温度（28±1℃） 

  在电泳过程中，通常会出现槽液温升高的现象，这源于以下两个因素： 其一，电沉积涂膜过程中部分电能转变为热能；其二，循环搅拌系统因机械摩擦而产生热量。（槽温变化另两个因素：环境温度和工件温度） 

  温度升高，电沉积量大，泳透力有下降趋势，但温度过高，溶剂挥发加快树脂分子易产生氧化聚合交联，必影响槽液的稳定性，加速槽液老化，且电解反应加剧，漆膜易出现针孔、枯皮等弊病；温度过低，漆水溶性下降，电沉积量下降，膜薄、粗糙等。 ③  槽液PH值（6.4±0.3） 

  PH值是控制槽液稳定的**重要因素，阴极电泳槽液是酸溶液体系，需适量的酸度才能保持槽液的稳定。 随着PH值得升高，高于规定值，其提供助溶含量减少，树脂清水性下降，体系稳定性下降，严重时产生不溶性颗粒，槽液出现分层、沉淀、涂膜外观差；PH值过低，槽液的可溶性增强，漆膜发生再溶解及出现针孔、麻脸等，且PH值低对设备的腐蚀性增加。 ④ 槽液电导率（1300±300um/cm） 

 槽液电导率可以衡量漆液粒子的移动和通电能力，在指标范围内可确保电子的适当通过电量和连续成膜。电导率与槽液PH值、液温、固体份、杂离子含量有密切的关系，其微小变化将不会影响涂膜性能，但对膜厚和泳透力有影响。 

通常，随着槽液电导率增高，膜厚也相对增厚（槽固体份引起）、但由于杂质离子带入而引起电导率异常偏高，将会给漆膜外观性能、槽液温度带来很坏的影响。 

如电导率超出指标上限，可通过排超滤液而补加去离子水、助剂等来调整。 ⑤  泳途电压（60-250v） 

 泳涂电压对漆膜的影响较大，电压高低的选择与电泳涂料的类型、被涂工件材料的性质、表面积大小和阴阳极间距有关。 

一般电压高，电沉积速度加快，泳漆深度提高、漆膜增厚。但电压过高，电解反应加剧，气泡增多，电泳漆膜厚且粗糙有针孔，烘干后枯皮现象；电压过低，电解反应慢，电沉积量减少，漆膜薄而均匀。选择电泳电压的依据是保证膜厚及泳透深度的前提下，尽可能采用较低电压进行电沉积。 ⑥ 泳涂时间（60-180s） 

 泳涂时间指被涂物浸在槽液中通电成膜时间。在一定条件下，泳涂时间增长，电沉积量也增加，泳透深度增大。但当漆膜达到一定厚度时，由于电阻影响，电泳时间再延长，也不可能增加膜厚，相反因出现返溶而导致漆膜外观状态变坏。 泳涂条件（电压、时间）一旦设定，将不再变动。