引言 

電泳涂料源于20世紀(jì)30年代，從20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始研究合成陽(yáng)

離子型樹(shù)脂，并于20世紀(jì)70年代初用于對(duì)耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆，隨后逐漸開(kāi)發(fā)出了耐蝕性能更高且具有裝飾性效果的陰極電泳涂料，由于其具有優(yōu)良的防腐蝕性、高泳透率、高流平性、高裝飾性且涂裝自動(dòng)化程度高、涂裝污染少等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車工業(yè)中，并推廣應(yīng)用到建材、輕工、家用電器等工業(yè)領(lǐng)域以及五金和工藝品的表面防腐和裝飾[1-2]。 

電泳漆，也叫電泳涂料，現(xiàn)在還有很多人沿用“電泳漆”的稱呼，而不用“電泳涂料”。隨著常規(guī)噴涂的缺陷不斷浮現(xiàn)，電泳開(kāi)始變得越來(lái)越普及。 電泳漆也開(kāi)始不斷更新?lián)Q代，從陽(yáng)極電泳漆到陰極電泳漆，從單組分電泳漆到雙組分電泳漆，電泳漆的發(fā)展也促進(jìn)了電泳涂裝的發(fā)展，使更加多的產(chǎn)品不再使用噴涂技術(shù)而是使用電泳。 一、電泳涂料（隨州雙雪電泳涂料  

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，目前被大量應(yīng)用于汽車、自動(dòng)車、機(jī)電、家電等五金件的涂裝。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，涂料幾乎100%利用。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。 二、電泳涂料的特點(diǎn)及局限性（一）特點(diǎn) 

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**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。 （二）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)月以內(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，不是專業(yè)人員的話，在調(diào)色時(shí)有一定的難度。 三、電泳涂裝的原理 

1、電泳是涂裝金屬工件**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民泳涂料槽中作為陽(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：在電場(chǎng)作用下，帶電荷的膠體粒子會(huì)向相反電荷電極泳動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為電泳。 （2）電解：任何一種導(dǎo)電液體在通電時(shí)產(chǎn)生分解的現(xiàn)象稱電解。例如，在具有導(dǎo)電性介質(zhì)的水溶液中，在通直流電的條件下，在陽(yáng)極表面產(chǎn)生氧氣并發(fā)生金屬溶解，在陰極表面還原氫氣并析出金屬這一現(xiàn)象稱作電解。 

（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)程稱為電沉積。 

（4）電滲：是電泳的逆過(guò)程。如果電沉積出的顆粒附著在某一位置，它們不在隨電場(chǎng)的作用而發(fā)生移動(dòng)，分散介質(zhì)在不致密的松散顆粒中作與其移動(dòng)方向相反的移動(dòng)。這個(gè)電化學(xué)過(guò)程引起溶劑滲析出來(lái)，電沉積膜的機(jī)械結(jié)合緊密加強(qiáng)。這一過(guò)程稱為電滲。 H11-65各色環(huán)氧酯半光烘干電泳漆的配方，希望能給您幫助。 成分 用量/份     黑 草綠 灰  炭黑 4 0. 3 0. 3  鈦白粉 - - 1 2  中鉻黃 - 9 -  酞菁藍(lán) - 0.3 0.1  氧化鐵紅 - 2 -  滑石粉 6 4 4  水溶性601 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

環(huán)氧酯 52 46 46  

去離子水 38 38.4 37.6涂料的工藝性能：將顏料、填料和一部分環(huán)氧樹(shù)脂和適量的水混勻，研磨**細(xì)度合格，再加入其余物料，充分調(diào)勻，過(guò)濾后即為成品。其適用于涂覆預(yù)先經(jīng)表面處理過(guò)的鋼鐵金屬表面。 

 

    1陰極電泳原理[3] 

    陰極電泳是帶正電荷的陽(yáng)離子樹(shù)脂通電后向陰極移動(dòng)，由于陰極附近pH值上升，發(fā)生粒子交換，陰極涂料就析出覆到試件上。概括起來(lái)，它包括電解、電泳、陰極電沉積、電滲四種現(xiàn)象。下面以環(huán)氧樹(shù)脂類陰極電泳漆為例，來(lái)分析陰極電泳過(guò)程。 

    環(huán)氧樹(shù)脂一般帶有堿性基團(tuán)，用有機(jī)酸(如醋酸)中和后生成鹽而溶于水。同時(shí)，由于水的離解，在直流電場(chǎng)作用下，陰極電泳過(guò)程如下：     (1)電解反應(yīng)：2H2O+2e－=H2↑+2OH－； (2)電泳：RN+H(C2H4OH)2：和H+向陰極運(yùn)動(dòng)； 

    (3)陰極電沉積：由H+在陰極放電，陰極和漆液界面處，OH-濃度升高，當(dāng)OH-濃度增加到一定數(shù)值時(shí)(pH值**高可達(dá)12)，漆膜便在陰極(工件)表面產(chǎn)生沉積； 

    (4)電滲：電泳涂裝過(guò)程中，漆膜沉積的初始階段， 

    粒子(或離子)電荷不一定全部被中和、放電。沉積所得的漆膜結(jié)構(gòu)是疏松的，含水量相當(dāng)高，離子能通過(guò)。因此，電滲的作用是：當(dāng)繼續(xù)通電時(shí)，陰極表面產(chǎn)生的陰離子通過(guò)漆膜向陽(yáng)極方向移動(dòng)，并在漆膜表面與涂料粒子中和形成新的沉積漆膜。同時(shí)，陰離子滲出時(shí)夾帶著水分子移動(dòng)，使漆膜內(nèi)所含水分逐漸排到漆膜外，**后形成含水率很低，電阻相當(dāng)高的致密漆膜，這種漆膜就可直接進(jìn)入烘箱中固化，形成**終的電泳涂層。     2 陰極電泳的特點(diǎn) 

    與陽(yáng)極電泳涂裝法相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：被涂物不發(fā)生陽(yáng)極溶解，使涂膜與底材的附著力和防腐蝕性能均有所提高；漆基中含有防止底材腐蝕的基團(tuán)(如含氮基團(tuán))，耐腐蝕性和泳透力均高于陽(yáng)極電泳涂料，因而使被涂物的內(nèi)腔和焊縫泳涂得更好[4]。 

    3  陰極電泳涂裝的應(yīng)用 

    目前，世界汽車生產(chǎn)中有92%使用電泳涂料(ED)，其中有90%采用陰極電泳涂料(CED)。以福特和通用汽車公司為例，從1977年1月開(kāi)始投建汽車車身陰極電泳涂裝線**今，這兩個(gè)公司的陰極電泳涂裝線占汽車車身涂裝線的99%；而日本各汽車公司為在各國(guó)際市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)能力，繼美國(guó)之后，于1977年10月投建了**條汽車車身陰極電泳線**今，也有95%以上的汽車車身采用了陰極電泳涂裝線。我國(guó)汽車工業(yè)于2O世紀(jì)8O年代中期應(yīng)用陰極電泳漆，如今第二汽車制造廠的東風(fēng)汽車車身，大眾的桑塔納，還有奧迪、標(biāo)致等轎車車身**采用了陰極電泳漆，其他如汽車零部件、車箱、車架等，為提高這些薄板件的使用壽命，也紛紛采用了耐蝕性高的陰極電泳漆。 

    由于陰極電泳涂料有著優(yōu)良的防腐蝕、滲透性和裝飾性能，不但應(yīng)用在汽車行業(yè)中，還廣泛地應(yīng)用在其他行業(yè)中。如在建筑材料中，防火門(mén)、鋼窗等涂裝耐候性好的雙涂層的環(huán)氧樹(shù)脂陰極電泳涂料，鋼制家具和間壁材料使用丙烯酸樹(shù)脂系陰極電泳涂料。在五金行業(yè)中，電泳鎖具、金屬眼鏡架、自行車部件、文具、皮箱扣、打火機(jī)等用品，均取得了令人滿意的效果[5-6]。     4 國(guó)內(nèi)外陰極電泳涂裝的發(fā)展概況     4.1國(guó)外陰極電泳發(fā)展概況 陰極電泳涂裝**先在美國(guó)應(yīng)用。早在20世紀(jì)60年代中期聯(lián)邦德國(guó)BASF公司和美國(guó)PPG公司首先進(jìn)行了陽(yáng)離子型樹(shù)脂的合成(即陰極電泳的研究)。1971年美國(guó)的PPG公司開(kāi)始應(yīng)用**代陰極電泳漆。先在菲利普公司的電冰箱、洗衣機(jī)以及干燥機(jī)等耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆。1976年6月美國(guó)通用汽車公司將汽車部件采用PPG公司第二代陰極電泳漆(CED-3002)獲得成功。1977年開(kāi)始正式用陰極電泳漆為底漆來(lái)涂裝汽車車身。1978年美國(guó)通用汽車公司和福特汽車公司基本上把原來(lái)使用的65條陽(yáng)極電泳涂裝生產(chǎn)線改用新的陰極電泳涂裝生產(chǎn)線。1977年日本和英國(guó)由美國(guó)PPG公司引進(jìn)技術(shù)以后，他們的汽車涂裝從1978～1979年也向陰極電泳涂裝轉(zhuǎn)化。到1978年底初步統(tǒng)計(jì)，世界上約有120條陰極電泳涂裝線，其中美國(guó)有70條以上，日本有20條，歐洲有10條[7]。到20世紀(jì)80年代初期幾乎所有的汽車電泳線都由陰極電泳取代了陽(yáng)極電泳涂裝。 

    4.2國(guó)內(nèi)陰極電泳發(fā)展概況 

    我國(guó)于1976年開(kāi)始陰極電泳涂漆的研究。**代陰極電泳涂料由當(dāng)時(shí)的兵器部五四研究所(現(xiàn)改為五九所)于1979年首先研制成功，并在軍工產(chǎn)品上得到了一定的應(yīng)用。隨后化工部涂料所(現(xiàn)常州涂料化工研究院)、上海涂料所以及沈陽(yáng)、北京、天津等大中型造漆廠也做了大量陰極電泳涂料的開(kāi)發(fā)研制工作[8]。在“六五”期間我國(guó)涂料工業(yè)從日本、澳大利亞和英國(guó)引進(jìn)了陰極電泳涂料制造技術(shù)和涂料技術(shù)。前幾年我國(guó)先后從美國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)引進(jìn)先進(jìn)涂料技術(shù)和涂裝設(shè)備。**條現(xiàn)代化流水生產(chǎn)的汽車車身陰極電泳涂裝生產(chǎn)線于1986年7月在**汽車制造廠車身廠投產(chǎn)。隨后第二汽車制造廠和濟(jì)南車身陰極電泳線相繼投產(chǎn)，在我國(guó)汽車工業(yè)中形成了陰極電泳涂裝替代陽(yáng)極電泳涂裝趨勢(shì)。到1990年底共建成投產(chǎn)的陰極電泳涂裝線有21條(其中車身涂裝線16條)，**1994年底投產(chǎn)的已接近40條，還有幾條生產(chǎn)能力為10萬(wàn)輛以上陰極電泳涂裝線(一汽-大眾、上海-大眾、天津夏利等大槽電泳線)。到1999年我國(guó)已有幾十條生產(chǎn)線投產(chǎn)，僅10萬(wàn)輛以上的陰極電泳涂裝線就有5條以上(如：**汽車制造廠大眾有限公司、上海別克汽車有限公司等上百噸的電泳槽生產(chǎn)線)已于2000年之前建成投產(chǎn)。今天陰極電泳漆已占汽車涂裝市場(chǎng)的大部分[9]。     5 陰極電泳涂裝工藝 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

    在陰極電泳涂裝過(guò)程中，除了電泳設(shè)備與電泳涂料等客觀因素影響涂膜質(zhì)量外，電泳前處理及電泳工藝參數(shù)，對(duì)涂膜的性能起著關(guān)鍵性作用。     5.1電泳前處理     5.1.1脫脂 

    工件表面的油污必須首先徹底清除，脫脂普遍采用水基型脫脂劑。脫脂工藝要點(diǎn)是控制脫脂溫度、濃度和脫脂時(shí)間。脫脂溫度過(guò)高，水解速度加快，工件表面易泛黃；溫度過(guò)低，不利于脫脂液中表面活性劑的潤(rùn)濕、乳化、增溶等作用，脫脂不干凈。脫脂溫度一般控制在50～60℃為佳。同時(shí)，脫脂液pH值高，脫脂能力強(qiáng)，反之脫脂能力差，一般脫脂液總堿度控制在10～20點(diǎn)。脫脂的方式以噴浸聯(lián)用為好，因?yàn)閲娏軙r(shí)的沖擊力有利于油污除去(壓力為0.06～0.12MPa，時(shí)間3min)，浸漬能除去工件內(nèi)部不易沖洗的油污(時(shí)間3min)。     脫脂后應(yīng)清洗干凈，否則金屬表面覆蓋一層堿性物質(zhì)，使金屬表面活潑晶核被覆蓋，導(dǎo)致晶核數(shù)減少，使后續(xù)磷化膜粗糙、發(fā)花，**終影響抗腐蝕性能。     4.1.2磷化 

    磷化膜質(zhì)量的優(yōu)劣，主要表現(xiàn)在所生成晶體粗細(xì)和致密程度、表面有無(wú)沉淀物以及膜厚等方面，它們的差異對(duì)漆膜結(jié)合力產(chǎn)生不同的影響。 

    適用陰極電泳的磷化膜應(yīng)薄(2～6μm)，吸漆量小。常用低溫、低渣快速磷化工藝，但是中溫磷化工藝穩(wěn)定，磷化膜質(zhì)量比低溫磷化好。 

    磷化工藝的關(guān)鍵是控制磷化溫度、時(shí)間、促進(jìn)劑含量及磷化液的游離酸和總酸度。一般控制磷化液溫度38～45℃，浸入時(shí)間3min，總酸度20～27點(diǎn)，游離酸0.7～1.3點(diǎn)，含鋅量0.9～1.2g/L，磷化出槽噴淋1min，噴淋壓力0.04～0.06MPa。 

    另外，磷化后的清洗工序不能忽視，必須徹底洗凈磷化膜上殘留的可溶性鹽，因?yàn)檫@種可溶性鹽在濕熱條件下，易引起涂層的早期起泡和脫落；另外，這種可溶性鹽帶入電泳槽會(huì)嚴(yán)重污染電泳漆。一般磷化后，先用自來(lái)水噴淋清洗，然后用去離子水噴淋