阴极电泳涂装简介及其工艺发展前景
【中国建材网】所谓阴极电泳涂装,是一种特殊的涂膜形成方法,以被涂物为阴极,所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)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中作为阳极,在槽中另设置与其相对应的阳极,在两极间通直流电,在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。
电泳涂料源于20世纪30年代,从20世纪60年代中期开始研究合成阳离子型树脂,并于20世纪70年代初用于对耐腐蚀性能要求高的家用电器上作底漆,随后逐渐开发出了耐蚀性能更高且具有装饰性效果的阴极电泳涂料,由于其具有优良的防腐蚀性、高泳透率、高流平性、高装饰性且涂装自动化程度高、涂装污染少等特点,广泛应用于机动车工业中,并推广应用到建材、轻工、家用电器等工业领域以及五金和工艺品的表面防腐和装饰。
1.阴极电泳原理
阴极电泳是带正电荷的阳离子树脂通电后向阴极移动,由于阴极附近pH值上升,发生粒子交换,阴极涂料就析出覆到试件上。概括起来,它包括电解、电泳、阴极电沉积、
电渗四种现象。下面以环氧树脂类阴极电泳漆为例,来分析阴极电泳过程。
环氧树脂一般带有碱性基团,用有机酸(如醋酸)中和后生成盐而溶于水。同时,由于水的离解,在直流电场作用下,阴极电泳过程如下:
(1)电解反应:2H20+2e-=H2↑+20H-;
(2)电泳:RN+H(C2H4OH)2:和H+向阴极运动;
(3)阴极电沉积:由H+在阴极放电,阴极和漆液界面处,OH-浓度升高,当OH-浓度增加到一定数值时(pH值最高可达12),漆膜便在阴极(工件)表面产生沉积;
(4)电渗:电泳涂装过程中,漆膜沉积的初始阶段,
粒子(或离子)电荷不一定全部被中和、放电。沉积所得的漆膜结构是疏松的,含水量相当高,离子能通过。因此,电渗的作用是:当继续通电时,阴极表面产生的阴离子通过漆膜向阳极方向移动,并在漆膜表面与涂料粒子中和形成新的沉积漆膜。同时,阴离子渗出时夹带着水分子移动,使漆膜内所含水分逐渐排到漆膜外,最后形成含水率很低,电阻相当高的致密漆膜,这种漆膜就可直接进入烘箱中固化,形成最终的电泳涂层。
2.阴极电泳的特点
电泳涂装明显优于其它涂装工艺。它与其他涂装方法相比较,具有下述特点:
(1)阴极电泳漆具有优异的抗腐蚀性能。
(2)阴极电泳底漆涂层均匀、平整、光滑,具有出色的附着力、耐冲击性能、耐腐、防锈性,已经能很好地满足底漆所要求的各项机械性能,及与中涂、面漆的配套性。
(3)电泳漆是水溶性涂料,以水为溶解介质,其有机溶剂含量低而具有突出的环保优势。
(4)电泳涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%。
(5)用于大量流水线的生产工艺,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率。
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- 编辑:孙宏亮
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