电泳涂装

电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
　　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）。电泳涂装是一个很复杂的电化学反应，一般认为至少有电解、电泳、电沉积、电渗这四种作用同时发生。
　　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向相反电极移动的现象，如阴极电泳中带正电荷的胶体粒子（R3N H）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。电沉积的第一步是H2O的电化学分解，这一反应至使在阴极表面区产生高碱性（OH）界面层，当阳离子（树脂和颜料）与OH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。电渗使亲水的涂膜变为涂膜，脱水而使涂膜致密化。
　　制作过程
　　它包括四个过程：
　　1 ）电解（分解）
　　在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子 OH ，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为： H2O→OH+H
　　2 ）电泳动（泳动、迁移）阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。
　　3 ）电沉积（析出）
　　在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。
　　4 ）电渗（脱水）
　　涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。
　　工艺特点
　　电泳表面处理工艺的特点：
　　电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
　　（1）采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患；
　　（2）涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%～95%；
　　（3）涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题；
　　（4）生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高劳动效率；
　　（5）设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化要求的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水处理；
　　（6）只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料贮存过久稳定性不易控制；
　　（7） 电泳涂装设备复杂，科技含量较高，适用于颜色固定的生产。
　　电泳涂装工艺
　　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，主要涉及除油、除锈、表调、磷化等工序。其处理好坏，不仅影响膜外观、降低防腐性能，并能破坏漆液的稳定性。因此，对于涂装前工件表面，要求无油污、锈痕，无前处理药品及磷化沉化沉渣等，磷化膜结晶致密均匀。
　　针对前处理各工序，将不不一讨论，仅提出几点注意内容：
　　1）如除油锈不干净，不仅阴碍磷化膜的形成，且影响涂层的结合力、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变为不良导体，从而抑制金属表面微电池的形成，有效地阻碍了涂层腐蚀，成倍地提高涂层的耐蚀性和耐水性。
　　另外，只有在彻底脱底脱脂的基础上，在清洁、均匀、无油脂的表面上才能形成令人满意的磷化膜。从这一方面讲，磷化膜本身就是对前处理工艺效果的最直观最可靠的一个自检。
　　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。涂装前最后一道去离子水清洗，要确保被涂物的滴水电导率不大于30μs/cm。清洗不干净，如工件：
　　（1） 残留余酸、磷化药液，漆液中树脂发生絮凝，稳定性变坏；
　　（2） 残留异物（油污、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；
　　4）电泳特性方面：固化效率、最大电流值、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。