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電泳漆的種類及電泳塗裝的優、缺點


電泳漆的種類及電泳塗裝的優、缺點

1、電泳塗裝

電泳塗裝是一種特殊的塗膜形成方法,僅適用於與一般塗料不同的電泳塗裝專用的(水性水溶性或水乳液)塗料(簡稱電泳塗料)。

它是將具有導電性的被塗物浸漬在裝滿水稀釋的、濃度比較低的電泳塗料槽液中作為陽極(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,在被塗物上析出均一、水不溶的塗膜的一種塗裝方法。根據被塗物的極性和電泳塗料的種類,電泳塗裝法可分為兩種。

陽極電泳塗裝法:被塗物為陽極,所采用的電泳塗料是陰離子型(帶負電荷)。

陰極電泳塗裝法:被塗物為陰極,所采用的電泳塗料是陽離子型(帶正電荷)。

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

電泳塗裝過程伴隨電泳、電沉積、電解、電滲等四種化學物理作用的組合,而形成塗膜,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後,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(10-710-9m程度),不會沉澱而是分散狀態;

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,而電泳塗裝中是籍助於電。在陰極電泳塗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(被塗料)表麵區(高堿性的介麵層),得到電子,並與氫氧離子反應變成水不溶性,沉積在陰極(被塗物)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,並產生化學反應。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,並將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)通電後,低濃度的溶媒向高濃度側移行現象稱為電滲。剛沉積到被塗物表麵上的塗膜是半滲透的膜,在電場的持續作用下,塗膜內部所含的水分從塗膜中滲析出來移向槽液,使塗膜脫水這就是電滲。電滲使親水的塗膜變成憎水塗膜,脫水使塗膜致密化。電滲性好的電泳塗料泳塗後的濕漆,可用手摸也不粘手,可用水衝洗掉附著在濕漆膜上的槽液。

2、電泳塗裝的主要特征

1)電泳塗料在水中能完全溶解和乳化,配製成的槽液粘度很低,與水差不多,很易浸透浸人在槽液中車身(被塗物)的袋狀構造部及縫隙中;

2)電泳槽液具有高的導電性,塗料粒子能活潑泳動,而沉積到被塗物上濕塗膜的導電性小,隨濕塗膜增厚其電阻增大,達到一定電阻值時,就不再電沉積上去;基於這兩點,電泳塗裝具有良好的泳透性,生成比較均一的塗膜;

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

4)塗膜的附著力強,防鏽力高(20um厚的陽極電泳塗膜的耐鹽霧腐蝕性300h以上,陰極電泳塗膜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、電泳塗裝的局限性

1)僅適用於具有導電性的被塗物塗底漆,如木材、塑料、布等無導電性的物件不能采用這種塗裝方法;

2)由多種金屬組合成的被塗物,如電泳特性不一樣,也不宜采用電泳塗裝工藝;

3)不能耐高溫(165~185℃)的被塗物,也不能采用電泳塗裝工藝。近幾年在國外已開發成功在120℃、150℃下烘幹的電泳塗料;

4)對顏色有限定要求的塗裝不宜采用電泳塗裝,變化塗膜的顏色須分槽塗裝;

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塗裝,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 、陽極電泳塗裝(AED)和陰極電泳塗裝(CED)的比較

最初獲得工業應用的是陽極電泳塗裝法,1963年成功地用於汽車車身塗裝。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),要求提高汽車的防鏽力,開發了陰極電泳塗裝。隨後,防鏽力高的陰極電泳塗裝急速替換陽極電泳塗裝,老線由AED改成CED新建的車身塗裝線都采用CED。AED在汽車車身塗裝中隻有15年左右的曆史。 陰極電泳塗裝法在汽車工業中普及這樣快,僅幾年功夫汽車車身塗裝領域就替代了陽極電泳塗裝,主要是它具有以下明顯的優點。

①因被塗物處在陰極,電泳塗裝過程中不產生陽極溶解,使塗膜對底材的附著力和防腐蝕有所提高;

②基於陰極電泳塗料的漆基中含有對底材具有阻蝕作用的基團(如含氮基團),使陰極電泳塗膜的耐腐蝕性顯著地優於陽極電泳塗膜;

③陰極電泳塗料的泳透力高於陽極電泳塗料;

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

 

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