汽车电泳涂装的种类及优缺点

汽车电泳涂装的种类及优缺点

1电泳涂装

电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，仅适用于与一般涂料不同的电泳涂装专用的（水性水溶性或水乳液）涂料（简称电泳涂料）。

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液中作为阳极（或阴极）、在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电一定时间，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。根据被涂物的极性和电泳涂料的种类，电泳涂装法可分为两种。

阳极电泳涂装法：被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子型（带负电荷）。

阴极电泳涂装法：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）。

电泳涂装在英语中简称ED（Electro-Depositon），AED（阳极电泳涂装）、CED（阴极电泳涂装）。

电泳涂装过程伴随电泳、电沉积、电解、电渗等四种化学物理作用的组合，而形成涂膜，其原理介绍如下。

（1）电泳（Eletro Phoresis）：胶体溶液中的阳极和阴极接电后，胶体粒子在电场的作用下带正（或负）电荷胶体粒子向阴极（或阳极）一方泳动现象称之。胶体溶液中的物质不是分子和离子形态，而是分散在液体中的溶质，该物质较大（10-7～10-9m程度），不会沉淀而是分散状态；

（2）电沉积凝集（Electro Coagulation）：固体从液体中析出的现象称为凝集（凝聚、沉积），一般是冷却或浓缩溶液产生，而电泳涂装中是籍助于电。在阴极电泳涂装时带正电荷的粒子在阴极上凝聚；带负电荷的粒子（离子）在阳极聚集，当带正电荷的胶体粒子（树脂和颜料）到达阴极（被涂料）表面区（高碱性的介面层），得到电子，并与氢氧离子反应变成水不溶性，沉积在阴极（被涂物）上；

（3）电解（Electrolysis）：在具有离子导电性的溶液中的阳极和阴极接通直流电，阴离子吸往阳极，阳离子吸往阴极，并产生化学反应。在阳极产生金属溶解，电解氧化，产生氧气、氯气等。阳极是能产生氧化反应的电极。在阴极产生金属析出，并将H+电解还原为氢气；

（4）电渗（ElestroandOsmosis）：在用半透膜间隔的浓度不同溶液的两端（阴极和阳极）通电后，低浓度的溶媒向高浓度侧移行现象称为电渗。刚沉积到被涂物表面上的涂膜是半渗透的膜，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槽液，使涂膜脱水这就是电渗。电渗使亲水的涂膜变成憎水涂膜，脱水使涂膜致密化。电渗性好的电泳涂料泳涂后的湿漆，可用手摸也不粘手，可用水冲洗掉附着在湿漆膜上的槽液。

2电泳涂装的主要特征

（1）电泳涂料在水中能完全溶解和乳化，配制成的槽液粘度很低，与水差不多，很易浸透浸人在槽液中车身（被涂物）的袋状构造部及缝隙中；

（2）电泳槽液具有高的导电性，涂料粒子能活泼泳动，而沉积到被涂物上湿涂膜的导电性小，随湿涂膜增厚其电阻增大，达到一定电阻值时，就不再电沉积上去；基于这两点，电泳涂装具有良好的泳透性，生成比较均一的涂膜；

（3）槽液的固体含量低、粘度小、被车身带出涂料少，且可用超滤（UF）装置和反渗透（RO）装置回收利用；

（4）涂膜的附着力强，防锈力高（20um厚的阳极电泳涂膜的耐盐雾腐蚀性300h以上，阴极电泳涂膜800h以上）；

（5）电泳槽液的溶剂（水溶性溶剂）含量少，用喷灯点火都烧不起来，可少担心现场火灾和爆炸。

3电泳涂装的局限性

（1）仅适用于具有导电性的被涂物涂底漆，如木材、塑料、布等无导电性的物件不能采用这种涂装方法；

（2）由多种金属组合成的被涂物，如电泳特性不一样，也不宜采用电泳涂装工艺；

（3）不能耐高温（165～185℃）的被涂物，也不能采用电泳涂装工艺。近几年在国外已开发成功在120℃、150℃下烘干的电泳涂料；

（4）对颜色有限定要求的涂装不宜采用电泳涂装，变化涂膜的颜色须分槽涂装；

（5）对小批量生产场合（槽液更新期超过6个月）也不宜推荐采用电泳涂装，因槽液的更新速度太慢，槽液中的树脂老化和溶剂组成的变动大，而使槽液不稳定。

4阳极电泳涂装（AED）和阴极电泳涂装（CED）的比较

最初获得工业应用的是阳极电泳涂装法，1963年成功地用于汽车车身涂装。在上世纪70年代伴随着汽车产量的增加，“盐公害”（为防止冬季的滑车事故，撒布大量的融泳雪盐，造成汽车的腐蚀问题），要求提高汽车的防锈力，开发了阴极电泳涂装。随后，防锈力高的阴极电泳涂装急速替换阳极电泳涂装，老线由AED改成CED新建的车身涂装线都采用CED。AED在汽车车身涂装中只有15年左右的历史。 阴极电泳涂装法在汽车工业中普及这样快，仅几年功夫汽车车身涂装领域就替代了阳极电泳涂装，主要是它具有以下明显的优点。

①因被涂物处在阴极，电泳涂装过程中不产生阳极溶解，使涂膜对底材的附着力和防腐蚀有所提高；

②基于阴极电泳涂料的漆基中含有对底材具有阻蚀作用的基团（如含氮基团），使阴极电泳涂膜的耐腐蚀性显著地优于阳极电泳涂膜；

③阴极电泳涂料的泳透力高于阳极电泳涂料；

④在近20年中，阴极电泳涂料的性能又有很大的改善，并开发了很多新品种，如厚膜阴极电泳涂料、锐边覆盖性能好的阴极电泳涂料等。