阴极电泳涂装简介及其工艺发展前景

所谓阴极电泳涂装，是一种特殊的涂膜形成方法，以被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极，在槽中另设置与其相对应的阳极，在两极间通直流电，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。

    电泳涂料源于20世纪30年代，从20世纪60年代中期开始研究合成阳离子型树脂，并于20世纪70年代初用于对耐腐蚀性能要求高的家用电器上作底漆，随后逐渐开发出了耐蚀性能更高且具有装饰性效果的阴极电泳涂料，由于其具有优良的防腐蚀性、高泳透率、高流平性、高装饰性且涂装自动化程度高、涂装污染少等特点，广泛应用于机动车工业中，并推广应用到建材、轻工、家用电器等工业领域以及五金和工艺品的表面防腐和装饰。

    1.阴极电泳原理

    阴极电泳是带正电荷的阳离子树脂通电后向阴极移动，由于阴极附近pH值上升，发生粒子交换，阴极涂料就析出覆到试件上。概括起来，它包括电解、电泳、阴极电沉积、

    电渗四种现象。下面以环氧树脂类阴极电泳漆为例，来分析阴极电泳过程。

    环氧树脂一般带有碱性基团，用有机酸(如醋酸)中和后生成盐而溶于水。同时，由于水的离解，在直流电场作用下，阴极电泳过程如下:

    (1)电解反应：2H₂0+2e^－=H₂↑+20H^－；

    (2)电泳：RN⁺H(C₂H₄OH)₂:和H⁺向阴极运动；

    (3)阴极电沉积：由H⁺在阴极放电，阴极和漆液界面处，OH^-浓度升高，当OH^-浓度增加到一定数值时(pH值最高可达12)，漆膜便在阴极(工件)表面产生沉积；

    (4)电渗：电泳涂装过程中，漆膜沉积的初始阶段，

    粒子(或离子)电荷不一定全部被中和、放电。沉积所得的漆膜结构是疏松的，含水量相当高，离子能通过。因此，电渗的作用是：当继续通电时，阴极表面产生的阴离子通过漆膜向阳极方向移动，并在漆膜表面与涂料粒子中和形成新的沉积漆膜。同时，阴离子渗出时夹带着水分子移动，使漆膜内所含水分逐渐排到漆膜外，最后形成含水率很低，电阻相当高的致密漆膜，这种漆膜就可直接进入烘箱中固化，形成最终的电泳涂层。

    2.阴极电泳的特点

    电泳涂装明显优于其它涂装工艺。它与其他涂装方法相比较，具有下述特点：

    (1)阴极电泳漆具有优异的抗腐蚀性能。

    (2)阴极电泳底漆涂层均匀、平整、光滑，具有出色的附着力、耐冲击性能、耐腐、防锈性，已经能很好地满足底漆所要求的各项机械性能，及与中涂、面漆的配套性。

    (3)电泳漆是水溶性涂料，以水为溶解介质，其有机溶剂含量低而具有突出的环保优势。