電泳漆應(yīng)用

可分為陽極電泳漆、陰極電泳漆。

其中陽極電泳漆有陽極丙烯酸，主要應(yīng)用于鋁制品，鋁材氧化后用陽極電泳漆保護(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。

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水稀釋的濃度比較低的電泳涂料槽中作為陽極（或陰極），在槽中另設(shè)置與其對應(yīng)的陰極（或陽極），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)過程中受到分散介質(zhì)的阻力，相對于真溶液在電場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)，故稱電泳。膠粒電泳速度取決于電場強(qiáng)度及水溶性樹脂分散時(shí)的雙電層結(jié)構(gòu)特性。

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

陽極反應(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（樹脂和顏填、料）在電場作用下到達(dá)相反電荷的電極，被H（陽極電泳）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。這一過程稱為電沉積。

如在陽極電泳中，當(dāng)帶負(fù)電荷的水溶性樹脂粒子在直流電場作用下到達(dá)陽極（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)果使陽極區(qū)周圍H積聚，即局部PH值降低，這時(shí)過量H即于RCOO樹脂陰離子反應(yīng)，使樹脂析出并沉積在陽極（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。在電泳涂裝過程中的電滲作用是由于吸附于陽極上涂層中的水化正離子，受電場作用產(chǎn)生向負(fù)電極運(yùn)動(dòng)的內(nèi)滲力，從而穿過沉積的涂層，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。

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，被涂工件可以是陽極也可以作為陰極。

電泳涂料按被涂工件電極可分為陽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。

電泳涂料作為一類新型的低污染、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、自動(dòng)車、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30年的發(fā)展，國際上以美國為代表的涂料供應(yīng)商不斷采用新技術(shù)，開發(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，車身內(nèi)部膜厚就越均勻，從而提高車身整體防腐蝕性，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脂的比例，降低它可以增加樹脂的含量，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. 無鉛無錫，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Cu、Sn等金屬離子會(huì)產(chǎn)生過敏現(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)月以內(nèi)，所以對小批量生產(chǎn)場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 槽液顏基比過高。（先取槽液測顏基比，同時(shí)排除其它因素，然后如果沒有其他問題就往電泳槽補(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，溫度過低或脫脂劑濃度過高，預(yù)脫脂、脫脂槽液污染嚴(yán)重，雜質(zhì)含量過高。2、磷化，磷化渣沒有及時(shí)清理。）

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

④ 槽液中助溶劑含量偏低。（PH值過高時(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、更換過濾袋，加強(qiáng)過濾。

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

⑤ 改善超濾噴淋效果，避免工件過多掛漆。

⑥ 加強(qiáng)清洗流程，可通過表面清潔度儀對清洗效果進(jìn)行檢測，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。（先取槽液測顏基比，同時(shí)排除其它因素，然后如果沒有其他問題就往電泳槽補(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)安裝除油過濾裝，同時(shí)檢查油污染來源，以便徹底清除油法。

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

⑤ 保持涂裝環(huán)境潔凈，清除對涂裝有害的物質(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

國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) SAC

全國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、日本、德國等許多涂料公司的不懈開發(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，國際上形成了三大體系：以美國PPG公司為開端的防銹蝕陽離子型電泳涂料；以德國Hoechst公司為先驅(qū)的轎車、卡車用陽離子型電泳底漆；以日本神東、關(guān)西涂料公司為代表的改進(jìn)型陽離子電泳涂料。

從 20 世紀(jì) 90 年代開始，歐美汽車廠為環(huán)保達(dá)標(biāo)采用環(huán)保型汽車涂料替代傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑型汽車涂料。到 2001 年已采用水性中涂、底色漆的轎車分別已占總產(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)氧樹脂以外，還應(yīng)研究丙烯酸樹脂和石油系樹脂以及它們的混臺(tái)樹脂系；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)生帶電的膠狀樹脂顆粒，并能在電場作用下移動(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含水墨色雙氧樹脂水溶漆均勻地涂布于受試者的擬測部位并通電，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。電泳漆在電場作用下移動(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、電場強(qiáng)度、作用時(shí)間等方面保持相對恒定并盡量排除各種干擾因素的話，則該法對經(jīng)穴顯示效果及穩(wěn)定性，重復(fù)性可望得到較大提高。 2100433B