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電泳涂料是為電泳涂裝工藝而開發(fā)的一種涂料，源于上世紀(jì)03年代。上世紀(jì)06年代初期，陽極電泳涂料投入工業(yè)化應(yīng)用。陰極電泳涂料是70年代中期發(fā)展起來的并得到工業(yè)化應(yīng)用的一種新型防腐蝕電泳涂料。由于陰極電泳涂料是一種水性涂料，且具有優(yōu)良的防腐蝕性、高泳透率、涂裝自動(dòng)化程度高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，使其在世界范圍內(nèi)特別是在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家作為底涂層而獲得廣泛應(yīng)用。
陰極電泳涂料的特點(diǎn)
與傳統(tǒng)的溶劑涂料和其它的浸涂、噴涂水性烘烤漆相比，電泳涂料具有無可比擬的優(yōu)越性:
(1)由于電泳涂料以水為溶劑，幾乎沒有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。應(yīng)用時(shí)減少了對操作人員的毒害及對環(huán)境的污染;
(2)電泳涂料適宜于大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)涂裝線，可以實(shí)現(xiàn)涂裝線的機(jī)械化、自動(dòng)化，經(jīng)濟(jì)效益高;
(3)涂層致密，厚度均勻可控。濕膜含水率低，可顯著縮短烘干前使水分蒸發(fā)的預(yù)干時(shí)間，縮短周期，提高工效;
(4)能均勻涂覆在零件的各表面上，對邊、角、內(nèi)腔、縫隙等同樣能獲得良好的保護(hù)涂層。所以適用于造型及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金屬零件的涂裝:
(5)電泳涂料工作液的固體含量低(l0%-20%)，帶出損失小，超濾工藝的使用更加提高了電泳漆的利用率，可達(dá)98%以上。電泳涂裝工藝參數(shù)易于調(diào)整，涂裝質(zhì)量穩(wěn)定。
陰極電泳涂裝的工作原理
電泳涂裝是一種特殊的涂膜形成方法，它是將具有導(dǎo)電性的被涂物浸在盛有用水稀釋的、固含量約為10~20%的電泳涂料的槽中作為陽極(或陰極)，在槽中另設(shè)置與其相對應(yīng)的陰極(或陽極)，在兩極間通直流電，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的過程。根據(jù)電泳涂料中水溶性樹脂的帶電性質(zhì)，電泳涂裝分為陽極電泳涂裝和陰極電泳涂裝。在陰極電泳涂料里，基體樹脂為含有氨基或叔胺基團(tuán)的陽離子樹脂(多為環(huán)氧、丙烯酸、聚醋、聚氨醋或其它樹脂)，通過加入有機(jī)酸(多為醋酸、甲酸、丙酸或乳酸等)中和成欲具有水溶性，形成帶有 的聚合物， 為聚合物陽離子。當(dāng)施加電場時(shí)，在堿性條件下，陰極周圍的 由于與 相互作用，而失去水溶性，并在陰極上以X的形式沉積下來， 在陽極放出電子氧化成酸，這就是陰極電泳涂裝的基本原理。
電泳涂裝過程是個(gè)復(fù)雜的過程，至少包括電解、電泳、電沉積和電滲反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的過程：
(1)電解:當(dāng)在漆液中施加電場時(shí)，水便發(fā)生電解反應(yīng)，在陰極放出氫氣，在陽極放出氧氣.所以在涂裝過程中應(yīng)盡量降低電壓并防止其它雜質(zhì)離子進(jìn)入漆液中，否則會影響漆膜質(zhì)量。
(2)電泳:在直流電場作用下，分散在介質(zhì)中的帶正電荷膠體粒子向陰極移動(dòng)稱為電泳。電泳漆液中除帶正電荷的樹脂可以電泳外，不帶電荷的顏料粒子結(jié)合在帶電荷的樹脂膠體粒子內(nèi)也隨著電泳。
(3)電沉積:在電場的驅(qū)動(dòng)下，陽離子樹脂粒子電泳到達(dá)陰極，在陰極被涂物表面放電，形成不溶于水的漆膜稱為電沉積，這是電泳涂裝過程中形成漆膜的主要反應(yīng)。電沉積首先發(fā)生在電力線密度特別高的部位，如被涂物的邊緣棱角和尖端處，而一旦發(fā)生沉積，被涂物就具有一定的絕緣性，電場于是隨著漆膜的表面向后移動(dòng)，直到最后得到完全均勻的涂層。
(4)電滲:它是電泳的逆過程，當(dāng)膠體粒子向陰極電沉積時(shí)，吸附在陰極上的水在內(nèi)滲力的作用下，從陰極穿過電沉積上的漆膜進(jìn)入到漆液中稱為電滲。電滲的作用是對電沉積的漆膜進(jìn)行脫水，通常新沉積的漆膜含水量為5~巧%，可直接進(jìn)入高溫烘干，不會發(fā)生起泡或流掛現(xiàn)象。
在電泳槽中通入直流電時(shí)，兩極發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)如下:
陰極反應(yīng)
陽極反應(yīng):
在電泳涂裝過程中，首先發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)是水的電解，在陽極的周圍，呈現(xiàn)很強(qiáng)的酸性，而陰極的周圍呈現(xiàn)堿性，ph值可達(dá)到12。電泳過程實(shí)際上是帶電膠體粒子在電場驅(qū)動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)，而電沉積是發(fā)生在聚合物溶液的熱動(dòng)態(tài)平衡。涂料中的顏料、固化劑也通過電沉積過程沉積在被涂物上，電沉積涂膜是一種致密的膠體膜結(jié)構(gòu)，并含有少量的有機(jī)溶劑。
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