汽車電泳涂裝的種類及優缺點

汽車電泳涂裝的種類及優缺點

1電泳涂裝

電泳涂裝是一種特殊的涂膜形成方法，僅適用于與一般涂料不同的電泳涂裝專用的（水性水溶性或水乳液）涂料（簡稱電泳涂料）。

它是將具有導電性的被涂物浸漬在裝滿水稀釋的、濃度比較低的電泳涂料槽液中作為陽極（或陰極）、在槽中另設置與其相對應的陰極（或陽極），在兩極間通直流電一定時間，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一種涂裝方法。根據被涂物的極性和電泳涂料的種類，電泳涂裝法可分為兩種。

陽極電泳涂裝法：被涂物為陽極，所采用的電泳涂料是陰離子型（帶負電荷）。

陰極電泳涂裝法：被涂物為陰極，所采用的電泳涂料是陽離子型（帶正電荷）。

電泳涂裝在英語中簡稱ED（Electro-Depositon），AED（陽極電泳涂裝）、CED（陰極電泳涂裝）。

電泳涂裝過程伴隨電泳、電沉積、電解、電滲等四種化學物理作用的組合，而形成涂膜，其原理介紹如下。

（1）電泳（Eletro Phoresis）：膠體溶液中的陽極和陰極接電后，膠體粒子在電場的作用下帶正（或負）電荷膠體粒子向陰極（或陽極）一方泳動現象稱之。膠體溶液中的物質不是分子和離子形態，而是分散在液體中的溶質，該物質較大（10-7～10-9m程度），不會沉淀而是分散狀態；

（2）電沉積凝集（Electro Coagulation）：固體從液體中析出的現象稱為凝集（凝聚、沉積），一般是冷卻或濃縮溶液產生，而電泳涂裝中是籍助于電。在陰極電泳涂裝時帶正電荷的粒子在陰極上凝聚；帶負電荷的粒子（離子）在陽極聚集，當帶正電荷的膠體粒子（樹脂和顏料）到達陰極（被涂料）表面區（高堿性的介面層），得到電子，并與氫氧離子反應變成水不溶性，沉積在陰極（被涂物）上；

（3）電解（Electrolysis）：在具有離子導電性的溶液中的陽極和陰極接通直流電，陰離子吸往陽極，陽離子吸往陰極，并產生化學反應。在陽極產生金屬溶解，電解氧化，產生氧氣、氯氣等。陽極是能產生氧化反應的電極。在陰極產生金屬析出，并將H+電解還原為氫氣；

（4）電滲（ElestroandOsmosis）：在用半透膜間隔的濃度不同溶液的兩端（陰極和陽極）通電后，低濃度的溶媒向高濃度側移行現象稱為電滲。剛沉積到被涂物表面上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，使涂膜脫水這就是電滲。電滲使親水的涂膜變成憎水涂膜，脫水使涂膜致密化。電滲性好的電泳涂料泳涂后的濕漆，可用手摸也不粘手，可用水沖洗掉附著在濕漆膜上的槽液。

2電泳涂裝的主要特征

（1）電泳涂料在水中能完全溶解和乳化，配制成的槽液粘度很低，與水差不多，很易浸透浸人在槽液中車身（被涂物）的袋狀構造部及縫隙中；

（2）電泳槽液具有高的導電性，涂料粒子能活潑泳動，而沉積到被涂物上濕涂膜的導電性小，隨濕涂膜增厚其電阻增大，達到一定電阻值時，就不再電沉積上去；基于這兩點，電泳涂裝具有良好的泳透性，生成比較均一的涂膜；

（3）槽液的固體含量低、粘度小、被車身帶出涂料少，且可用超濾（UF）裝置和反滲透（RO）裝置回收利用；

（4）涂膜的附著力強，防銹力高（20um厚的陽極電泳涂膜的耐鹽霧腐蝕性300h以上，陰極電泳涂膜800h以上）；

（5）電泳槽液的溶劑（水溶性溶劑）含量少，用噴燈點火都燒不起來，可少擔心現場火災和爆炸。

3電泳涂裝的局限性

（1）僅適用于具有導電性的被涂物涂底漆，如木材、塑料、布等無導電性的物件不能采用這種涂裝方法；

（2）由多種金屬組合成的被涂物，如電泳特性不一樣，也不宜采用電泳涂裝工藝；

（3）不能耐高溫（165～185℃）的被涂物，也不能采用電泳涂裝工藝。近幾年在國外已開發成功在120℃、150℃下烘干的電泳涂料；

（4）對顏色有限定要求的涂裝不宜采用電泳涂裝，變化涂膜的顏色須分槽涂裝；

（5）對小批量生產場合（槽液更新期超過6個月）也不宜推薦采用電泳涂裝，因槽液的更新速度太慢，槽液中的樹脂老化和溶劑組成的變動大，而使槽液不穩定。

4陽極電泳涂裝（AED）和陰極電泳涂裝（CED）的比較

最初獲得工業應用的是陽極電泳涂裝法，1963年成功地用于汽車車身涂裝。在上世紀70年代伴隨著汽車產量的增加，“鹽公害”（為防止冬季的滑車事故，撒布大量的融泳雪鹽，造成汽車的腐蝕問題），要求提高汽車的防銹力，開發了陰極電泳涂裝。隨后，防銹力高的陰極電泳涂裝急速替換陽極電泳涂裝，老線由AED改成CED新建的車身涂裝線都采用CED。AED在汽車車身涂裝中只有15年左右的歷史。 陰極電泳涂裝法在汽車工業中普及這樣快，僅幾年功夫汽車車身涂裝領域就替代了陽極電泳涂裝，主要是它具有以下明顯的優點。

①因被涂物處在陰極，電泳涂裝過程中不產生陽極溶解，使涂膜對底材的附著力和防腐蝕有所提高；

②基于陰極電泳涂料的漆基中含有對底材具有阻蝕作用的基團（如含氮基團），使陰極電泳涂膜的耐腐蝕性顯著地優于陽極電泳涂膜；

③陰極電泳涂料的泳透力高于陽極電泳涂料；

④在近20年中，陰極電泳涂料的性能又有很大的改善，并開發了很多新品種，如厚膜陰極電泳涂料、銳邊覆蓋性能好的陰極電泳涂料等。