电泳涂装的机理

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：

(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。

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。