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电泳涂装的机理

630 人参与  2014年09月26日 23:49  分类 : 电泳工艺 电泳原理  评论

电泳涂装的机理

(一)电泳涂装的四个物理化学作用

电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷 相反的电极相吸,采用直流电源,导电工件浸入电泳漆工作液中。 通电后,阳离子涂料粒子向阴极工件移动,阴离子涂料粒子向阳极 工件移动,继而沉积在工件上,在表面形成均匀、连续的涂膜。当 涂膜达到一定的厚度,工件表面形成绝缘层时,“异性相吸”即停 止,电泳涂装过程结束。可以概括为下列四个物理化学作用:

1•电解(electrotysis)

任何一种导电液体在通电时产生电离分解的现象称为电解。在 电泳涂装过程中电泳涂料电解成阴离子型或阳离子型的胶体涂料粒 子,水电解成H+和0H_,在阴极上放出氢气,在阳极上放出氧 气,阳极产生溶解。电解反应在电沉积涂装中应适当控制,否则将 导致不良效果(尤其在工件入槽段)。

2•电泳(eletrophoresis)

在导电介质中的带电荷的胶体粒子受电场的影响向相反电极泳 动的现象称为电泳。例如在阴极电泳涂装过程中在电场的作用下带 正电荷胶体的涂料粒子电泳移向阴极。

3.    电沉积(eletrodeposition)

涂料粒子在电极上的沉析现象称为电沉积。在阴极电泳涂装时 带正电荷的粒子在阴极上凝聚,即带正电荷的涂料粒子到达阳极 (被涂物)表面上(高碱性的界面层)得到电子,并与氢氧离子反 应变成水不溶性,沉积在被涂物上。在阳极电泳涂装时带负电荷的 粒子在阳极上凝聚。电沉积过程是电泳涂装作用中最重要的。
4.电渗(eletroandosmosis)

在用半透膜间隔的溶液的两端(阴极和阳极)通电后,低浓度 的溶质向高浓度侧移动的现象称为电渗。在电泳涂装过程中,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 积所得的涂膜是疏松的,含水量相当高,离子能通过半渗透的膜。 在电场的持续作用下,涂膜内部所含的水分从涂膜中渗析出来移向 工作液,使涂膜脱水。电渗性好的电泳涂料泳涂后的湿漆膜可用手 摸,不粘手,脱水后的湿膜牢牢黏附在底材上,通常用水清洗不能 洗掉,而随工件带出附着在湿漆膜上的工作液可用水冲洗掉。 以阳极电泳涂装为例,描述涂装过程如下:

image

(二)电泳涂装涂膜增厚(析出)机理

电泳涂料是靠添加中和剂使水不溶性的涂料树脂中和后变成水 溶化和水分散化的液态涂料。阳极电泳涂料使用的是碱性(0H-) 物质、中和剂(参见表1-3中所示),阴极电泳涂料使用的是酸性 (一COOH)物质。现今是以耐蚀性优良阴极电泳涂装为主流,现 以阴极电泳涂装为例来介绍。阴极电泳涂料是用有机酸中和碱性树 脂(胺基改性的环氧树脂)制成水溶化(水乳化)带阳离子的涂料 粒子,涂着到负极性的被涂物上。在被涂物面上得负电荷析出酸成 为不溶性。随这一过程进行,膜不断增厚而形成湿涂膜,直至湿涂 膜电阻大到几乎不导电。酸性的涂料粒子被阴极界面的碱性中和, 在被涂物面上凝集成为在水中不溶的涂膜。

湿电泳涂膜与电镀层的不同之处就是有一定的电阻值,因 而使其有较好的泳透力。阴极电泳涂料的组成及其功能和成膜过程 中组成的变化列于表。

最新电泳涂装技术

注:本表所列为双组分阴极电泳涂料,有单组分的,它们的固体分及施工性能随品 种和厂家不同而变动。

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