電泳涂裝

電泳涂裝(electro-coating)是利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于電極之一的基底表面的涂裝方法。電泳涂裝的原理發明于是20世紀30年代末，但開發這一技術并獲得工業應用是在1963年以后，電泳涂裝是近30年來發展起來的一種特殊涂膜形成方法，是對水性涂料最具有實際意義的施工工藝。具有水溶性、無毒、易于自動化控制等特點，迅速在汽車、建材、五金、家電等行業得到廣泛的應用。
　　基本原理
　　陰極電泳涂料所含的樹脂帶有堿性基團，經酸中和后成鹽而溶于水。通直流電后，酸根負離子向陽極移動，樹脂離子及其包裹的顏料粒子帶正電荷向陰極移動，并沉積在陰極上，這就是電泳涂裝的基本原理（俗稱鍍漆）。電泳涂裝是一個很復雜的電化學反應，一般認為至少有電解、電泳、電沉積、電滲這四種作用同時發生。
　　1、電解
　　任何一種導電液體在通電時產生分解的現象，如水的電解 能分解成H2和O2。
　　2、電泳
　　在導電介質中，帶電荷的膠體粒子在電場的作用下向相反電極移動的現象，如陰極電泳中帶正電荷的膠體粒子（R3N H）夾帶和吸附顏料粒子由電泳過程移向陰極。
　　3、電沉積
　　漆粒子在電極上的沉積現象。電沉積的第一步是H2O的電化學分解，這一反應至使在陰極表面區產生高堿性（OH）界面層，當陽離子（樹脂和顏料）與OH反應變成不溶性時，就產生涂膜的沉積。
　　4、電滲
　　剛沉積到被涂物表面的涂膜是半滲透的膜，在電場的持續作用下，涂膜內部所含的水分從涂膜中滲析出來移向槽液，使涂膜脫水，這種現象稱電滲。電滲使親水的涂膜變為涂膜，脫水而使涂膜致密化。
　　制作過程
　　它包括四個過程：
　　1 ）電解（分解）
　　在陰極反應最初為電解反應，生成氫氣及氫氧根離子 OH ，此反應造成陰極面形成一高堿性邊界層，當陽離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質，涂膜沉積，方程式為： H2O→OH+H
　　2 ）電泳動（泳動、遷移）陽離子樹脂及 H+ 在電場作用下，向陰極移動，而陰離子向陽極移動過程。
　　3 ）電沉積（析出）
　　在被涂工件表面，陽離子樹脂與陰極表面堿性作用，中和而析出不沉積物，沉積于被涂工件上。
　　4 ）電滲（脫水）
　　涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的，具有多數毛細孔，水被從陰極涂膜中排滲出來，在電場作用下，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，而完成整個電泳過程。
　　工藝特點
　　電泳表面處理工藝的特點：
　　電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優點，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優于其它涂裝工藝。
　　（1）采用水溶性涂料，以水為溶解介質，節省了大量有機溶劑，大大降低了大氣污染和環境危害，安全衛生，同時避免了火災的隱患；
　　（2）涂裝效率高，涂料損失小，涂料的利用率可達90%～95%；
　　（3）涂膜厚度均勻，附著力強，涂裝質量好，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，解決了其他涂裝方法對復雜形狀工件的涂裝難題；
　　（4）生產效率高，施工可實現自動化連續生產，大大提高勞動效率；
　　（5）設備復雜，投資費用高，耗電量大，其烘干固化要求的溫度較高，涂料、涂裝的管理復雜，施工條件嚴格，并需進行廢水處理；
　　（6）只能采用水溶性涂料，在涂裝過程中不能改變顏色，涂料貯存過久穩定性不易控制；
　　（7） 電泳涂裝設備復雜，科技含量較高，適用于顏色固定的生產。
　　電泳涂裝工藝
　　電泳涂裝工藝一般由涂裝前預處理、電泳涂裝、電泳后清洗、電泳涂膜的烘干等四道主要工藝組成。
　　1、工件涂裝前金屬表面處理
　　涂裝前工件的表面處理，是電泳涂裝的一個重要環節，主要涉及除油、除銹、表調、磷化等工序。其處理好壞，不僅影響膜外觀、降低防腐性能，并能破壞漆液的穩定性。因此，對于涂裝前工件表面，要求無油污、銹痕，無前處理藥品及磷化沉化沉渣等，磷化膜結晶致密均勻。
　　針對前處理各工序，將不不一討論，僅提出幾點注意內容：
　　1）如除油銹不干凈，不僅陰礙磷化膜的形成，且影響涂層的結合力、裝飾性能和耐蝕性。漆膜易出現縮孔、針孔、“花臉”等弊病。
　　2）磷化：目的提高電泳膜的附著力和防腐能力。其作用如下：
　　（1） 由于物理和化學作用，增強了有機涂膜對基材的附著力。
　　（2） 磷化膜使金屬表面由優良導體變為不良導體，從而抑制金屬表面微電池的形成，有效地阻礙了涂層腐蝕，成倍地提高涂層的耐蝕性和耐水性。
　　另外，只有在徹底脫底脫脂的基礎上，在清潔、均勻、無油脂的表面上才能形成令人滿意的磷化膜。從這一方面講，磷化膜本身就是對前處理工藝效果的最直觀最可靠的一個自檢。
　　3）水洗：前處理各階段水洗好壞將對整個前處理及漆膜質量產生很大影響。涂裝前最后一道去離子水清洗，要確保被涂物的滴水電導率不大于30μs/cm。清洗不干凈，如工件：
　　（1） 殘留余酸、磷化藥液，漆液中樹脂發生絮凝，穩定性變壞；
　　（2） 殘留異物（油污、塵埃），漆膜出現縮孔、顆粒等弊病；
　　（3） 殘留電解質、鹽類、導致電解反應加劇，產生針孔等弊病。
　　2、電泳涂裝工藝條件及重點參數管理
　　電泳涂裝工藝條件包括以下四個方面13個條件（參數）：
　　1）槽液的組成方面：固體份、灰份、MEQ和有機溶劑含量；
　　2）電泳條件方面：槽液溫度、泳涂電壓、泳涂時間；
　　3）槽液特性方面：PH值、電導率；
　　4）電泳特性方面：固化效率、最大電流值、膜厚和泳透力。
　　其中，泳涂電壓和時間、槽液固體份、溫度、PH值和電導率是現場控制和管理的主要項目。