引言 

電泳涂料源于20世紀30年代，從20世紀60年代中期開始研究合成陽

離子型樹脂，并于20世紀70年代初用于對耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆，隨后逐漸開發(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化程度高、涂裝污染少等特點，廣泛應用于機動車工業(yè)中，并推廣應用到建材、輕工、家用電器等工業(yè)領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)，電泳開始變得越來越普及。 電泳漆也開始不斷更新?lián)Q代，從陽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)展也促進了電泳涂裝的發(fā)展，使更加多的產品不再使用噴涂技術而是使用電泳。 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、起作保護和防腐蝕性的涂料，具有涂膜平整，耐水性和耐化學性好等特點，容易實現(xiàn)涂裝工業(yè)的機械化和自動化，適合形狀復雜，有邊緣棱角、孔穴工件涂裝，目前被大量應用于汽車、自動車、機電、家電等五金件的涂裝。電泳涂料及涂裝法在20世紀60年代后獲得工業(yè)應用，采用電泳涂料可以進行全封閉循環(huán)系統(tǒng)運行，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。 二、電泳涂料的特點及局限性（一）特點 

1、電泳涂裝可實現(xiàn)完全機械化、自動化，不僅減輕了勞動強度，而且還大幅度提高了勞動生產率，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造部及縫隙中，特別適合于異型導電材料的表面涂裝。 

3、電泳槽液具有較高的導電性，涂料離子能在電場作用下快速泳動，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，從而形成均勻細致的涂料膜。 

4、涂料的利用率高，高達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，尤其是超濾技術的應用，實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，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腔、焊縫、邊緣耐腐蝕性顯著提高。 

6、電泳涂料溶濟含量低，一是有利于環(huán)保，二是生產安全性好。 （二）局限性 

1、電泳必須在通電的情況下才能進行，因此適用于具有導電性的被涂物（一般是金屬）。 2、導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等金屬離子會產生過敏現(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個月以內，所以對小批量生產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、要求有強大的技術力量作為支持，特別是彩色電泳，要做到預期的顏色效果，不是專業(yè)人員的話，在調色時有一定的難度。 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極（或陰極），在槽中另設置與其對應的陰極（或陽極），在兩極間接通直流電一段時間后，在被涂物表面沉積出均勻細密、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物理變化，即電解、電泳、電沉積、電滲。 

（1）電泳：在電場作用下，帶電荷的膠體粒子會向相反電荷電極泳動，這一現(xiàn)象稱為電泳。 （2）電解：任何一種導電液體在通電時產生分解的現(xiàn)象稱電解。例如，在具有導電性介質的水溶液中，在通直流電的條件下，在陽極表面產生氧氣并發(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，帶電荷的粒子（樹脂和顏填、料）在電場作用下到達相反電荷的電極，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。 

（4）電滲：是電泳的逆過程。如果電沉積出的顆粒附著在某一位置，它們不在隨電場的作用而發(fā)生移動，分散介質在不致密的松散顆粒中作與其移動方向相反的移動。這個電化學過程引起溶劑滲析出來，電沉積膜的機械結合緊密加強。這一過程稱為電滲。 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 - 0.3 0.1  氧化鐵紅 - 2 -  滑石粉 6 4 4  水溶性601 #p#分頁標題#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)氧樹脂和適量的水混勻，研磨**細度合格，再加入其余物料，充分調勻，過濾后即為成品。其適用于涂覆預先經表面處理過的鋼鐵金屬表面。 

 

    1陰極電泳原理[3] 

    陰極電泳是帶正電荷的陽離子樹脂通電后向陰極移動，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，它包括電解、電泳、陰極電沉積、電滲四種現(xiàn)象。下面以環(huán)氧樹脂類陰極電泳漆為例，來分析陰極電泳過程。 

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

    (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OH-濃度增加到一定數(shù)值時(pH值**高可達12)，漆膜便在陰極(工件)表面產生沉積； 

    (4)電滲：電泳涂裝過程中，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。沉積所得的漆膜結構是疏松的，含水量相當高，離子能通過。因此，電滲的作用是：當繼續(xù)通電時，陰極表面產生的陰離子通過漆膜向陽極方向移動，并在漆膜表面與涂料粒子中和形成新的沉積漆膜。同時，陰離子滲出時夾帶著水分子移動，使漆膜內所含水分逐漸排到漆膜外，**后形成含水率很低，電阻相當高的致密漆膜，這種漆膜就可直接進入烘箱中固化，形成**終的電泳涂層。     2 陰極電泳的特點 

    與陽極電泳涂裝法相比，它具有如下優(yōu)點：被涂物不發(fā)生陽極溶解，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(如含氮基團)，耐腐蝕性和泳透力均高于陽極電泳涂料，因而使被涂物的內腔和焊縫泳涂得更好[4]。 

    3  陰極電泳涂裝的應用 

    目前，世界汽車生產中有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月開始投建汽車車身陰極電泳涂裝線**今，這兩個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際市場上獲得競爭能力，繼美國之后，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。我國汽車工業(yè)于2O世紀8O年代中期應用陰極電泳漆，如今第二汽車制造廠的東風汽車車身，大眾的桑塔納，還有奧迪、標致等轎車車身**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，不但應用在汽車行業(yè)中，還廣泛地應用在其他行業(yè)中。如在建筑材料中，防火門、鋼窗等涂裝耐候性好的雙涂層的環(huán)氧樹脂陰極電泳涂料，鋼制家具和間壁材料使用丙烯酸樹脂系陰極電泳涂料。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、打火機等用品，均取得了令人滿意的效果[5-6]。     4 國內外陰極電泳涂裝的發(fā)展概況     4.1國外陰極電泳發(fā)展概況 陰極電泳涂裝**先在美國應用。早在20世紀60年代中期聯(lián)邦德國BASF公司和美國PPG公司首先進行了陽離子型樹脂的合成(即陰極電泳的研究)。1971年美國的PPG公司開始應用**代陰極電泳漆。先在菲利普公司的電冰箱、洗衣機以及干燥機等耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆。1976年6月美國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年開始正式用陰極電泳漆為底漆來涂裝汽車車身。1978年美國通用汽車公司和福特汽車公司基本上把原來使用的65條陽極電泳涂裝生產線改用新的陰極電泳涂裝生產線。1977年日本和英國由美國PPG公司引進技術以后，他們的汽車涂裝從1978～1979年也向陰極電泳涂裝轉化。到1978年底初步統(tǒng)計，世界上約有120條陰極電泳涂裝線，其中美國有70條以上，日本有20條，歐洲有10條[7]。到20世紀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極電泳涂裝。 

    4.2國內陰極電泳發(fā)展概況 

    我國于1976年開始陰極電泳涂漆的研究。**代陰極電泳涂料由當時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，并在軍工產品上得到了一定的應用。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、北京、天津等大中型造漆廠也做了大量陰極電泳涂料的開發(fā)研制工作[8]。在“六五”期間我國涂料工業(yè)從日本、澳大利亞和英國引進了陰極電泳涂料制造技術和涂料技術。前幾年我國先后從美國、德國、意大利等國引進先進涂料技術和涂裝設備。**條現(xiàn)代化流水生產的汽車車身陰極電泳涂裝生產線于1986年7月在**汽車制造廠車身廠投產。隨后第二汽車制造廠和濟南車身陰極電泳線相繼投產，在我國汽車工業(yè)中形成了陰極電泳涂裝替代陽極電泳涂裝趨勢。到1990年底共建成投產的陰極電泳涂裝線有21條(其中車身涂裝線16條)，**1994年底投產的已接近40條，還有幾條生產能力為10萬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年我國已有幾十條生產線投產，僅10萬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線)已于2000年之前建成投產。今天陰極電泳漆已占汽車涂裝市場的大部分[9]。     5 陰極電泳涂裝工藝 #p#分頁標題#e#

    在陰極電泳涂裝過程中，除了電泳設備與電泳涂料等客觀因素影響涂膜質量外，電泳前處理及電泳工藝參數(shù)，對涂膜的性能起著關鍵性作用。     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。脫脂工藝要點是控制脫脂溫度、濃度和脫脂時間。脫脂溫度過高，水解速度加快，工件表面易泛黃；溫度過低，不利于脫脂液中表面活性劑的潤濕、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，脫脂液pH值高，脫脂能力強，反之脫脂能力差，一般脫脂液總堿度控制在10～20點。脫脂的方式以噴浸聯(lián)用為好，因為噴淋時的沖擊力有利于油污除去(壓力為0.06～0.12MPa，時間3min)，浸漬能除去工件內部不易沖洗的油污(時間3min)。     脫脂后應清洗干凈，否則金屬表面覆蓋一層堿性物質，使金屬表面活潑晶核被覆蓋，導致晶核數(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 

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

    適用陰極電泳的磷化膜應薄(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，磷化膜質量比低溫磷化好。 

    磷化工藝的關鍵是控制磷化溫度、時間、促進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℃，浸入時間3min，總酸度20～27點，游離酸0.7～1.3點，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，因為這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嚴重污染電泳漆。一般磷化后，先用自來水噴淋清洗，然后用去離子水噴淋