電泳涂裝法
發(fā)布日期:2014-08-07 00:00 來源:http://fdlsmrz.cn 點(diǎn)擊:
電泳涂裝是一種特殊的涂膜形成方法。僅適用于電泳涂裝專用的水性涂料(簡稱電泳涂料)。它是汽車涂裝近(20~30)年來最普及的涂底漆方法之一。
電泳涂裝是將具有導(dǎo)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),在兩極間通一定時(shí)間的直流電,在被涂物上析出均一、水不溶涂膜的一種涂裝方法。
根據(jù)被涂物的極性和電泳涂料的種類,電泳涂裝法可分為陽極電泳和陰極電泳兩種。
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(fù)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、AED(陽極電泳涂裝)、CED(陰極電泳涂裝)。
電泳涂裝的原理發(fā)明于19世紀(jì)30年代,但因當(dāng)時(shí)水性涂料尚不發(fā)達(dá)而未得到工業(yè)應(yīng)用。為提高汽車車身內(nèi)腔和焊縫面的防腐蝕性,美國福特汽車公司于1957年開始著手研究電泳涂裝法,于1961年建成一條泳涂車輪的試驗(yàn)生產(chǎn)線(陽極電泳涂裝法),在1963年成功地用于汽車車身涂裝。
電泳涂裝法在實(shí)際應(yīng)用中顯示出高效、優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),受到世界各國涂裝界的重視。隨著新型電泳涂料的開發(fā)和涂裝技術(shù)的進(jìn)步,尤其是1977年開發(fā)成功陽極離子電泳涂料和陰極電泳涂裝技術(shù),電泳涂裝工藝在汽車工業(yè)中普及速度是史無前例的,并由汽車工業(yè)推廣應(yīng)用到建材、輕工、農(nóng)機(jī)、家用電器等工業(yè)領(lǐng)域。據(jù)市場統(tǒng)計(jì),在1965年只有1%的汽車車身涂底漆采用陽極電泳涂裝法,1970年為10%,而現(xiàn)今采用陰極電泳涂裝法涂底漆的汽車車身達(dá)90%以上。
我國開發(fā)電泳涂料和涂裝技術(shù)已有近30年的歷史,在1965年上海涂料研究所開發(fā)成功陽極電泳涂料,隨后有些涂料廠也相繼試制成功。到70年代我國汽車工業(yè)中已建成幾條汽車零部件陽極電泳涂裝線。第一代陰極電泳涂料由當(dāng)時(shí)的兵器部五四研究所(現(xiàn)改為五九所)于1979年首先研制成功,并在軍工產(chǎn)品上得到了一定的應(yīng)用,上海涂料所、蘭州涂料所、沈陽、北京、天津等漆廠也做了大量陰極電泳涂料的開發(fā)工作。在六五期間我國涂料工業(yè)從日本、奧地利和英國引進(jìn)了陰極電泳涂料的制造技術(shù)和涂裝技術(shù),第一條流水生產(chǎn)的汽車車身陰極電泳涂裝生產(chǎn)線于1986年7月在一汽車身廠投產(chǎn),隨后同時(shí)引進(jìn)的二汽駕駛室和濟(jì)汽車身陰極電泳線相繼投產(chǎn),在我國汽車工業(yè)中形成采用陰極電泳涂裝替代陽極電泳涂裝之勢,到1990年底已建成投產(chǎn)的陰極電泳涂裝線有21條(其中車身涂裝線16條)。到1994年底投產(chǎn)的已接近40條,幾條生產(chǎn)能力10萬輛以上的引進(jìn)陰極電泳涂裝線(如一汽—大眾汽車有限公司捷達(dá)線生產(chǎn)能力30萬輛電泳槽300立方米、上海—大眾汽車有限公司、天津夏利汽車有限公司等大槽電泳線)已于1995、1996的建成投產(chǎn)。
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1.2 電泳涂裝法的機(jī)理及其特征
電泳涂裝過程伴隨電解、電泳、電沉積、電滲等四種電化學(xué)物理現(xiàn)象,現(xiàn)將這些現(xiàn)象簡要說明如下:
電解:任何一種導(dǎo)電液體在通電時(shí)產(chǎn)生分解的現(xiàn)象稱為電解。眾所周知的例子是水的電解能分解成為氫氣和氧氣。一般電解伴隨在一個(gè)或兩個(gè)電極上逸出氣體,在電極上分別進(jìn)行著氧化與還原反應(yīng)。在電泳過程中水發(fā)生電解,在陰極上放出氫氣,在陽極上放出氧氣,金屬陽極產(chǎn)生溶解,溶出金屬離子。
電泳:在導(dǎo)電介質(zhì)中的帶電荷的膠體粒子在電場的作用下,帶正電荷膠體樹脂粒子和顏料粒子由電泳過程移向陰極。
電沉積:漆粒子在電極上的沉析現(xiàn)象稱為電沉積。在陰極電泳涂裝時(shí)帶正電荷的粒子在陰極上凝聚,帶負(fù)電荷的粒子(離子)在陽極聚集。電沉積的第一步是水的電化學(xué)分解(電解)。假使槽液的PH是中性,在陰極上的最初反應(yīng)是形成氫氣和氫氧根離子(OH-),這一反應(yīng)致使在陰極表面區(qū)產(chǎn)生高堿性界面層,當(dāng)陽離子(樹脂和顏料)與氫氧根離子反應(yīng)變成不溶性時(shí)就產(chǎn)生涂膜的沉積。
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(xù)作用下,涂膜內(nèi)部所含的水分從涂膜中滲析出來移向槽液,使涂膜脫水,這種現(xiàn)象稱為電滲。電滲使親水的涂膜變成憎水涂膜,脫水而使涂膜致密化。電滲性好的電泳涂料泳涂后的濕漆涂膜可用手摸也不粘手,可用水沖洗掉附著在濕涂膜上的槽液。