陰極電泳塗裝綜述

**詞:陰極、電泳、塗裝 
摘要:本文從電泳塗裝現狀出發,介紹了電泳塗裝的原理、特點、工藝流程、工藝規範、具體應用等,並給了詳細的解釋;並對陰極電泳塗裝今後的發展提出了一些意見。 
一、電泳塗裝工藝及現狀 
1977年開發成功能成倍提高塗層耐腐蝕性的高滲透力陰極電泳塗料和陰極電泳塗裝工藝後,現代電泳塗裝以高泳透率的陰極電泳塗裝逐步替代陽極電泳塗裝,**今采用陰極電泳塗裝法塗底漆的汽車車身達90%以上。陰極電泳塗裝工藝經近些年的不斷完善,現已成為汽車塗裝中**成熟的塗底漆(或底麵合一塗層)的先進技術之一,陰極電泳塗料也正處於成熟的一代。 二、電泳塗裝原理 
電泳塗料的樹脂經過酸或堿中和劑中和以後,能溶解分散於水中,此聚合物電解質便離解形成帶電膠粒,在直流電場中,離子化的樹脂膠團將同時發生電泳、電解、電沉積和電滲作用,使之在金屬表麵附著一層樹脂膜。這四個過程對電泳起著重要作用,彼此不能分割。 
1、電泳:在直流電場作用下,分散在極性介質中的帶電膠體粒子,發生定向移動,這種膠體粒子移動現象稱電泳。水溶性電泳塗料是一個組成複雜的膠體,其高分子負離子可視為膠體粒子,在直流電場作用下,夾帶和吸附著顏料和填料一起泳向陽極,這就使電泳過程變得非常複雜。與此同時,正離子向陰極移動。所以說電泳過程實際上就是正,負離子分別向兩極移動的過程。 
2、電解:在電解質溶液中通入直流電,電極上便分別進行氧化、還原反應,從而在電極上形成氧化還原產物的現象叫做電解。電流通過電泳漆時,水發生電解,陰,陽極上分別有氫和氧氣放出,以可溶性金屬作被塗物時陽極附近有金屬離子溶出。電解反應在電泳塗裝中是不可避免的,但應適當控製否則將導致不良結果。 
3、電沉積:在直流電場作用下,高分子羧酸負離子或粒子,受陽極電場力作用夾帶著顏料,填料等移向陽極後,在陽極上失去電子,沉積在它的表麵上,生成不溶於水,但帶有水份(約5-15%)的漆膜,該過程稱電沉積。在電泳塗裝過程中,從測定漆液值分布情況來看,在陽極附近值**低2~3。這表明,在陽極附近有過剩的離子包圍圈;同時在電泳過程中,陰,陽兩極都有氣泡產生,顯然是水發生電解反應所致。以可溶金屬作陽極時,則電泳漆膜中含有金屬離子,說明陽極發生了電極電解反應。樹脂析出的量和通電量有關,但是樹脂的酸值在電泳前後差不多是一樣的,可以說羧基在電泳過程中沒有什麽變化;然而沉積析出的漆膜在電泳槽中,一旦停止通電,漆膜有再溶現象。 
4、電滲:電滲是電泳的逆過程,就是在直流電場的作用下,沉積在被塗件上濕膜中的水份借助於電場作用,從漆膜內滲出移向漆液中的現象,電滲也稱為電內滲。電滲的作用是將沉積下來的漆膜進行脫水,通常使新形成的漆膜中含水量為5~15%,這樣就可以直接進行高溫爐烘幹。若電滲不好,漆膜中含水量太高,烘烤時就會出現氣泡和發生流掛等現象,影響漆膜質量。 三、電泳塗裝的特點 
1、采用水溶性塗料,以水為溶解介質,節省了大量的有機溶劑,大大降低了大氣汙染和環境危害,安全衛生,同時消除了火災的隱患。 
2、塗裝效率高,塗料損失小,塗料的利用率可達90%-95%。 
3、塗膜厚度均勻,附著力強,塗裝質量好,工件各個部位如內層、凹陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜,解決了其它塗裝方法對複雜形狀工件塗裝困難的問題。 
4、生產效率高,施工可實現自動化連續生產,大大提高了勞動效率。 5、設備複雜,投資費用高,耗電量大,其烘幹固化要求的溫度較高,塗料、塗裝的管理複雜,施工條件嚴格,並需進行廢水處理。 
6、隻能采用水溶性塗料,在塗裝過程中不能改變顏色,塗料貯存過久穩定性不易控製。 
四、電泳塗裝工藝流程及工藝條件 
目前,對鋼鐵工件進行電泳塗裝時,其一般工藝流程為:除油-水洗-除鏽-水洗-中和-水洗-磷化-水洗-電泳塗裝-水洗-烘幹。 
電壓 
通常電泳時間是固定的,膜厚是通過提高或降低電壓來調節的。提高電壓可增加工件內表麵及半封閉麵的漆膜厚度,但由於工件入槽瞬間衝擊電流太大,漆膜沉積速率過快,易造成漆膜外觀和性能變劣。電壓過低,電沉積速率太低,效率低、漆膜薄、泳透力差。一般在保證漆膜外觀質量的前提下,盡可能采用較高的電壓進行電泳,電壓控製在150-220V。 
溫度 
塗料溫度高,成膜速率快,但漆膜外觀粗糙,還會引起塗料變質,溫度低,電沉積量少、成膜慢、塗膜薄而致密。施工過程中,由於電沉積時部分電能轉化成熱能,循環係統內機械摩擦產生熱量,將導致塗料溫度上升。一般漆液溫度控製在15-30℃。 
pH 
電泳漆的pH是決定漆液穩定性的**重要因素,電泳過程中**保持pH為5.90-6.15。電泳漆是酸溶物質,依靠保持適當的酸度使漆溶解,pH升高,酸量減少,漆開始不穩定。pH高於6.15,開始生成難溶性物質,漆膜質量變差。當pH降低時,電泳電流增大,電沉積量增加,有利於漆膜形成,但隨pH的降低,漆膜再溶解增加,當電沉積和溶解達到平衡時,酸度再增加反而會使漆膜變薄。在施工過程中,由於連續進行電泳,陽離子的銨化合物在塗料中積聚,導致pH的上升。可采用補加低pH的原液、更換陰極罩蒸餾水、用離子交換樹脂除去銨離子、采用陽極罩等方法降低pH來解決,若pH過低時,可加入乙醇胺來調節。