電泳漆分類(lèi)

電泳涂料及涂裝法在20世紀(jì)60年代后獲得工業(yè)應(yīng)用，采用電泳涂料可以進(jìn)行全封閉循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行，涂料利用率可達(dá)95%左右。電泳涂料以水溶性或水分散性離子型聚合物為成膜物，被涂工件可以是陽(yáng)極也可以作為陰極。

電泳涂料按被涂工件電極可分為陽(yáng)極電泳涂料和陰極電泳涂料；按成膜物在水中存在的離子形態(tài)可分為陰離子電泳涂料和陽(yáng)離子電泳涂料。陰極電泳涂料按水分散狀態(tài)可分為單組份電泳涂料和雙組份電泳涂料；還可按膜厚度分為薄膜型、中厚膜和厚膜型陰極電泳涂料。

1、電泳是涂裝金屬工件最有效的方法之一。電泳涂裝是將具有導(dǎo)電性的被涂物浸在裝滿(mǎn)水稀釋的濃度比較低的電泳涂料槽中作為陽(yáng)極（或陰極），在槽中另設(shè)置與其對(duì)應(yīng)的陰極（或陽(yáng)極），在兩極間接通直流電一段時(shí)間后，在被涂物表面沉積出均勻細(xì)密、不被水溶解涂膜的一種特殊的涂裝方法。

2、電泳涂裝過(guò)程中伴隨著四種化學(xué)物理變化，即電解、電泳、電沉積、電滲。

（1）電泳：在膠體溶液中，分散在介質(zhì)中的帶電膠體離子，在直流電場(chǎng)作用下，向著帶異種電荷的電極方向移動(dòng)，由于膠體離子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到分散介質(zhì)的阻力，相對(duì)于真溶液在電場(chǎng)中離子遷移的阻力要大得多，移動(dòng)速度較慢，猶如在分散介質(zhì)中的泳動(dòng)，故稱(chēng)電泳。膠粒電泳速度取決于電場(chǎng)強(qiáng)度及水溶性樹(shù)脂分散時(shí)的雙電層結(jié)構(gòu)特性。

（2）電解：當(dāng)直流電場(chǎng)施加于含電解質(zhì)水溶液時(shí)，水在電場(chǎng)中會(huì)發(fā)生電解，在陽(yáng)極區(qū)析出氧氣，陰極區(qū)析出氫氣。

陽(yáng)極反應(yīng)：2OHˉ→ ↑ O2 2H 4e

陰極反應(yīng)：H2O e → ↑1/2H2 OH

一般，電泳體中雜質(zhì)離子含量愈高，即體系的電導(dǎo)愈大，水的電解作用愈是劇烈，這樣由于大量氣體在電極逸出，樹(shù)脂沉積時(shí)就會(huì)夾雜氣孔，導(dǎo)致涂層針孔及粗糙等弊病。因此，在電泳涂裝過(guò)程中應(yīng)盡量防止雜質(zhì)離子帶入電泳液中，以保證涂裝質(zhì)量。

（3）電沉積：在電泳涂裝時(shí)，帶電荷的粒子（樹(shù)脂和顏填、料）在電場(chǎng)作用下到達(dá)相反電荷的電極，被H（陽(yáng)極電泳）OH（陰極電泳）所中和，變成不溶于水的涂膜，這層漆膜很穩(wěn)定，而且致密均一。這一過(guò)程稱(chēng)為電沉積。

如在陽(yáng)極電泳中，當(dāng)帶負(fù)電荷的水溶性樹(shù)脂粒子在直流電場(chǎng)作用下到達(dá)陽(yáng)極（被涂工件）時(shí)，即發(fā)生電沉積反應(yīng)，首先是OH放電：

2OHˉ → ↑O2 2H 4e

OH H=H2O 此反應(yīng)的結(jié)果使陽(yáng)極區(qū)周?chē)鶫積聚，即局部PH值降低，這時(shí)過(guò)量H即于RCOO樹(shù)脂陰離子反應(yīng)，使樹(shù)脂析出并沉積在陽(yáng)極（被涂工件）表面：

RCOO H → ↓ROOOH 。

（4）電滲：這是分散介質(zhì)向電泳粒子泳動(dòng)相反方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。在電泳涂裝過(guò)程中的電滲作用是由于吸附于陽(yáng)極上涂層中的水化正離子，受電場(chǎng)作用產(chǎn)生向負(fù)電極運(yùn)動(dòng)的內(nèi)滲力，從而穿過(guò)沉積的涂層，使沉積涂層中的含水量顯著減少，約為5—15%左右，可直接烘烤，而得到結(jié)構(gòu)致密平整光滑的涂層。

可分為陽(yáng)極電泳漆、陰極電泳漆。

其中陽(yáng)極電泳漆有陽(yáng)極丙烯酸，主要應(yīng)用于鋁制品，鋁材氧化后用陽(yáng)極電泳漆保護(hù)，光澤度在50-90度之間、漆膜較薄，在鋁型材行業(yè)廣泛應(yīng)用。

陰極電泳漆又可分為：環(huán)氧電泳漆、丙烯酸電泳漆和聚氨酯電泳漆。

環(huán)氧電泳漆：有超強(qiáng)的鹽霧性能、及深孔泳透力，在磷化底材上鹽霧性能可達(dá)1000小時(shí)以上、主要較成熟的產(chǎn)品以亮黑、啞黑、深灰、淺灰為主。紅色、綠色、及一些彩色也有應(yīng)用，環(huán)氧電泳漆是一種可以遮蓋底材的涂料，主要用于底漆防腐、也可以做為一般要求的五金工件面漆。

丙烯酸及聚胺脂電泳漆：有超強(qiáng)的耐候性能，抗（QUV）黃變功能、透明度高（85-90度）主要用于鍍層保護(hù)，添加專(zhuān)用色漿可調(diào)配，透底鮮艷不同彩色效果的顏色，及在五金件直接電泳提高鹽霧性能。

電泳涂料作為一類(lèi)新型的低污染、省能源、省資源、起作保護(hù)和防腐蝕性的涂料，具有涂膜平整，耐水性和耐化學(xué)性好等特點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)涂裝工業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化，適合形狀復(fù)雜，有邊緣棱角、孔穴工件涂裝，被大量應(yīng)用于汽車(chē)、自動(dòng)車(chē)、機(jī)電、家電等五金件的涂裝。

1、電泳涂裝可實(shí)現(xiàn)完全機(jī)械化、自動(dòng)化，不僅減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還大幅度提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，適用于大量流水線作業(yè)。

2、電泳涂料泳透率高，在水中完全溶解或乳化，配制成的槽液黏度很低，很容易浸透到被涂物的袋狀構(gòu)造部及縫隙中，特別適合于異型導(dǎo)電材料的表面涂裝。

3、電泳槽液具有較高的導(dǎo)電性，涂料離子能在電場(chǎng)作用下快速泳動(dòng)，在被涂物表面被中和后形成電中性濕漆膜，隨著濕漆膜的增厚電阻增大，涂料粒子沉積量逐漸變小，從而形成均勻細(xì)致的涂料膜。

4、涂料的利用率高，高達(dá)95%以上甚至100%。由于槽液的固體含量低、黏度小，被涂物帶出的涂料少，尤其是超濾技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)施涂裝過(guò)程封閉循環(huán)，涂料回收率高。

5、涂膜的防腐蝕能力強(qiáng)，電泳涂裝由于在電場(chǎng)作用下成膜均勻，因此采用電泳涂裝法能使工件的內(nèi)腔、焊縫、邊緣耐腐蝕性顯著提高。

6、電泳涂料溶濟(jì)含量低，一是有利于環(huán)保，二是生產(chǎn)安全性好。

陰極電泳涂料經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，國(guó)際上以美國(guó)為代表的涂料供應(yīng)商不斷采用新技術(shù)，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，使電泳涂料不斷更新?lián)Q代。新一代的陰極電泳涂料應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

A. 新一代陰極電泳涂料的泳透率應(yīng)進(jìn)一步提高。泳透率越高，車(chē)身內(nèi)部膜厚就越均勻，從而提高車(chē)身整體防腐蝕性，降低施工電壓，減少涂料用量。

B. 提高邊緣防腐性。電泳過(guò)程中，一些邊緣部分由于涂料電化學(xué)作用，造成邊角涂層特別薄，從而腐蝕易在此處發(fā)生，通過(guò)改善涂料性能提高防腐能力。

C. 降低顏基比。顏基比就是涂料中顏料與樹(shù)脂的比例，降低它可以增加樹(shù)脂的含量，提高涂料的流動(dòng)性，降低膠體的沉降整速率，減少顏料絮凝和保護(hù)泵，降低材料消耗。

D. 降低溶劑量。溶劑含量越高對(duì)環(huán)境污染越大，不利于工作。降低它有利保護(hù)環(huán)境，節(jié)約投資。

E. 無(wú)鉛無(wú)錫，更趨環(huán)保型。鉛在電泳涂料的防腐蝕催化、鈍化和加速交聯(lián)等方面起著重要作用，但含鉛的顏料對(duì)裸鋼板的防腐蝕影響很大，且鉛本身是毒性很強(qiáng)的元素，環(huán)保上對(duì)其限制甚嚴(yán)。錫的性能與鉛比較接近，通常二者混用。

局限性

1、電泳必須在通電的情況下才能進(jìn)行，因此適用于具有導(dǎo)電性的被涂物（一般是金屬）。

2、導(dǎo)電特性不一樣的多種金屬組合成的被涂物，不宜采用電泳涂裝工藝，如有一些電泳涂料對(duì)Cu、Sn等金屬離子會(huì)產(chǎn)生過(guò)敏現(xiàn)象。

3、電泳涂料濕膜須烘烤后才能形成致密的漆膜，因此不能耐高溫的被涂物也不能采用電泳涂裝工藝。

4、電泳槽底更新期為6個(gè)月以?xún)?nèi)，所以對(duì)小批量生產(chǎn)場(chǎng)合不宜采用電泳涂裝。

5、不同底材上的電泳涂料性能有差異。

6、要求有強(qiáng)大的技術(shù)力量作為支持，特別是彩色電泳，要做到預(yù)期的顏色效果，不是專(zhuān)業(yè)人員的話，在調(diào)色時(shí)有一定的難度。

（1）前處理：主要用于金屬工件表面的清潔和磷化，以便滿(mǎn)足最終電泳涂裝的要求，常用的磷化有鐵系和鋅系磷化。常采用噴淋和浸漬的方法。

（2）電泳：電泳槽液含有80～90%的去離子水和10～20%的涂料固體。涂料固體中含有成膜的樹(shù)脂組分以及提供顏色的顏填料組分。

（3）電泳槽及附屬設(shè)備

a. 整流器：提供直流電壓，供電泳涂裝；

b. 循環(huán)：提供槽液循環(huán)，使槽液保持持續(xù)均一穩(wěn)定；

c. 熱交換系統(tǒng)：提供合適的工作液溫度；

d. 過(guò)濾：用以除去涂料中的機(jī)械雜質(zhì)；

e. 超濾：控制涂料槽液的電導(dǎo)率，維護(hù)槽液品質(zhì)；

f. 槽液的回收系統(tǒng)：回收后沖洗帶出的電泳涂料，提高涂料的利用率；

（4）烘道：提供漆膜固化所需的涂料固化溫度。

一、漆膜粗糙

1、產(chǎn)生原因及解決辦法

① 槽液顏基比過(guò)高。（先取槽液測(cè)顏基比，同時(shí)排除其它因素，然后如果沒(méi)有其他問(wèn)題就往電泳槽補(bǔ)加乳液，如效果改善可與供應(yīng)廠家聯(lián)系研究繼續(xù)補(bǔ)加方案。）

② 進(jìn)入電泳槽的被涂工件及掛具不干凈。（可能污染環(huán)節(jié)：1、預(yù)脫脂、脫脂，溫度過(guò)低或脫脂劑濃度過(guò)高，預(yù)脫脂、脫脂槽液污染嚴(yán)重，雜質(zhì)含量過(guò)高。2、磷化，磷化渣沒(méi)有及時(shí)清理。）

③ 電泳槽由于過(guò)濾不良，使槽液機(jī)械雜質(zhì)過(guò)多。（連續(xù)更換過(guò)濾袋，清洗過(guò)濾罐。如發(fā)現(xiàn)過(guò)濾罐中雜質(zhì)過(guò)多時(shí)，需連續(xù)清洗）

④ 槽液中助溶劑含量偏低。（PH值過(guò)高時(shí)可適量補(bǔ)加冰醋酸）

⑤ 超濾噴淋效果差，工件掛漆較多形成漆點(diǎn)。（加強(qiáng)后續(xù)清洗）

⑥ 電泳后清洗不充分或未經(jīng)UF1、UF2、純水2清洗。（嚴(yán)格按操作規(guī)程操作）

2、防止辦法

① 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整顏基比在控制范圍內(nèi)。

② 加強(qiáng)槽液及用具的管理，保持各工序、環(huán)節(jié)符合涂裝要求。

③ 經(jīng)常檢查、更換過(guò)濾袋，加強(qiáng)過(guò)濾。

④ 按技術(shù)要求定期檢測(cè)助溶劑含量，保持助溶劑含量在控制范圍內(nèi)。

⑤ 改善超濾噴淋效果，避免工件過(guò)多掛漆。

⑥ 加強(qiáng)清洗流程，可通過(guò)表面清潔度儀對(duì)清洗效果進(jìn)行檢測(cè)，確保清洗效果。

二、縮孔、陷穴

1、產(chǎn)生原因及解決辦法

① 槽液顏基比失調(diào)，顏料含量低。（先取槽液測(cè)顏基比，同時(shí)排除其它因素，然后如果沒(méi)有其他問(wèn)題就往電泳槽補(bǔ)加色漿，如效果改善可與供應(yīng)廠家聯(lián)系研究繼續(xù)補(bǔ)加方案。）

② 被涂工件前處理不良或清洗后磷化膜上面落上油污、塵埃等。

③ 槽液中混入油污、塵埃、油飄浮在槽液面或乳化在槽液中。

④ 電泳后沖洗液混入油污。

⑤ 外來(lái)油污污染電泳涂膜。

⑥ 烘干室內(nèi)不干凈、循環(huán)風(fēng)內(nèi)含油。

2、防止方法

① 調(diào)整槽液的顏基比，補(bǔ)加色漿提高顏料含量。

② 加強(qiáng)被涂工件脫脂工序的管理，確保磷化膜不被二次污染。

③ 在槽液循環(huán)系統(tǒng)安裝除油過(guò)濾裝，同時(shí)檢查油污染來(lái)源，以便徹底清除油法。

④ 加強(qiáng)后沖洗液水質(zhì)的檢測(cè)，定期清洗更換過(guò)濾袋，以確保后沖洗水過(guò)濾質(zhì)量。

⑤ 保持涂裝環(huán)境潔凈，清除對(duì)涂裝有害的物質(zhì)，尤其是含有機(jī)硅物質(zhì)源（如電纜、拉延油、防銹油、防焊渣粘結(jié)劑、密封膠等），及相關(guān)車(chē)間的設(shè)備及工藝介質(zhì)所使用的原材料和輔助材料都不能含有酯酮。

⑥ 按工藝規(guī)定，定期清掃烘干室，保持烘干室和循環(huán)熱風(fēng)的清潔。

三、針孔

1、產(chǎn)生的原因

① 槽液中雜質(zhì)離子含量過(guò)高，施工電壓偏高，電解反應(yīng)加劇，被涂工件表面產(chǎn)生氣體等。

② 槽液溫度偏低，或攪拌不充分，助溶劑含量偏低。

③ 電泳涂裝后被涂工件出槽清洗不及時(shí)，濕涂膜產(chǎn)生再溶解現(xiàn)象。

④ 工件帶電入槽、槽液液面流速低、有氣泡堆積，泡沫隨著被涂工件表面上形成針孔。

2、防止方法

① 加強(qiáng)控制槽液中的雜質(zhì)離子的濃度，定期檢測(cè)槽液各種離子濃度，降低雜質(zhì)離子含量，根據(jù)槽液的工藝參數(shù)調(diào)整涂裝電壓。

② 控制槽液溫度在工藝規(guī)定范圍，加強(qiáng)槽液攪拌。

③ 被涂工件離開(kāi)槽液應(yīng)立即用UF液或純水進(jìn)行沖洗。時(shí)間最好不超過(guò)1min。

④ 為消除帶電入槽易產(chǎn)生針孔，一定要控制好槽液表面流速介于0.2~0.25m/s，以防止泡沫堆積，控制好運(yùn)輸鏈速度不應(yīng)低于工藝要求。

四、花斑

1、產(chǎn)生原因

① 工件表面處理不好，磷化膜不均勻。

② 磷化后的水質(zhì)不好，水洗不充分。

③ 前處理后被涂工件二次污染。

2、防治方法

① 查找原因，提高表面預(yù)處理質(zhì)量。

② 加強(qiáng)磷化后沖洗設(shè)備的檢查，確保噴嘴壓力在工藝規(guī)定范圍內(nèi)。

③ 保持涂裝環(huán)境清潔，以防止前處理后的工件二次污染。

1、配漆用純水電導(dǎo)率不大于10μs/cm。

2、使用此涂料前必須嚴(yán)格遵照施工工藝施工。

標(biāo)準(zhǔn)管理

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) SAC

全國(guó)金屬與非金屬覆蓋層標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) SAC/TC57

全國(guó)涂裝標(biāo)準(zhǔn)工作組 SAC/TC57/WG1

1、《陰極電泳涂裝通用技術(shù)規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：JB/T10242-2013

2、《陰極電泳涂膜制備實(shí)驗(yàn)裝置 技術(shù)條件》，計(jì)劃號(hào)：2011-1826T-JB

3、現(xiàn)行有效的涂裝標(biāo)準(zhǔn)（21項(xiàng)）

4、即將出版的涂裝標(biāo)準(zhǔn)

5、正在制修訂的涂裝標(biāo)準(zhǔn)

20世紀(jì)80年代，由于美國(guó)、日本、德國(guó)等許多涂料公司的不懈開(kāi)發(fā)，陰極電泳涂料最有代表性的是厚膜型陰極電泳涂料、低溫固化型陰極電泳涂料及彩色陰極電泳涂料。20世紀(jì)80年代末期，國(guó)際上形成了三大體系：以美國(guó)PPG公司為開(kāi)端的防銹蝕陽(yáng)離子型電泳涂料；以德國(guó)Hoechst公司為先驅(qū)的轎車(chē)、卡車(chē)用陽(yáng)離子型電泳底漆；以日本神東、關(guān)西涂料公司為代表的改進(jìn)型陽(yáng)離子電泳涂料。

從 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)始，歐美汽車(chē)廠為環(huán)保達(dá)標(biāo)采用環(huán)保型汽車(chē)涂料替代傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑型汽車(chē)涂料。到 2001 年已采用水性中涂、底色漆的轎車(chē)分別已占總產(chǎn)量的份額為：北美7%和43%；歐洲32.5%和36% 。其中德國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)水性化，中涂占80%，底色漆占 93%。

隨著電泳涂料尤其陰極電泳涂料的迅速發(fā)展，迎來(lái)了多樣化、多品種、多功能及彩色化的時(shí)代。為了最大限度地發(fā)揮電泳涂料的性能，腑從包括電泳涂料用的原材料、被涂物底材、面漆涂料以及涂裝設(shè)備的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究。

原材料方面，除環(huán)氧樹(shù)脂以外，還應(yīng)研究丙烯酸樹(shù)脂和石油系樹(shù)脂以及它們的混臺(tái)樹(shù)脂系；刨化方式方面，仍以聚氨酯同化型為主流，今后進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)聚合固化型、酯交換型和蜜胺固化型等新的電泳涂料；從涂料本身的改進(jìn)方面，以防蝕性為基礎(chǔ)，提高邊角部，焊接部的防銹性。電泳涂料朝厚膜化、高外觀質(zhì)量、多色化、低公害的 方向發(fā)展 。

電泳漆顯示是經(jīng)穴化學(xué)顯示方法之一。

由上海中醫(yī)學(xué)院和上海第二醫(yī)學(xué)院根據(jù)經(jīng)穴的低阻抗電學(xué)特性而共同研究的顯示腧穴的方法。電泳漆在溶于水的情況下可產(chǎn)生帶電的膠狀樹(shù)脂顆粒，并能在電場(chǎng)作用下移動(dòng)而吸附于相反的電極部位，從而顯示出痕跡、用于經(jīng)穴顯示的研究是將Ho8—1含水墨色雙氧樹(shù)脂水溶漆均勻地涂布于受試者的擬測(cè)部位并通電，這時(shí)由于經(jīng)絡(luò)腧穴處的皮膚阻抗較低，電流易于在此通過(guò)。電泳漆在電場(chǎng)作用下移動(dòng)后多聚集吸附于此而顯示出其軌跡。實(shí)驗(yàn)表明，受試者四肢部位顯示出的一些星狀漆點(diǎn)中約有65%與正常人體的腧穴相符。而在病人身上其符合率高達(dá)76%-84%。有些受試者身上顯現(xiàn)出許多排列成帶狀的“星狀點(diǎn)”，其走行方向及分布位置與經(jīng)絡(luò)相似。此法若能在顯示條件、電場(chǎng)強(qiáng)度、作用時(shí)間等方面保持相對(duì)恒定并盡量排除各種干擾因素的話，則該法對(duì)經(jīng)穴顯示效果及穩(wěn)定性，重復(fù)性可望得到較大提高。 2100433B