[科普中国]-电泳工艺

电泳工艺分为阳极电泳和阴极电泳。若涂料粒子带负电，工件为阳极，涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳；反之，若涂料粒子带正电，工件为阴极，涂料粒子在工件上沉积成膜称为阴极电泳。1

发展历程电泳涂装是一种特殊的涂装技术，它是涂装金属工件最常用的方法之一。电泳涂装技术，始于1959年美国福特汽车公司对汽车应用阳极电泳底漆的研究，并于1963年建成第一代电泳涂装没备，随后，电泳工艺发展迅猛。

我国电泳涂料和涂装技术的开发已有30多年的历史，在1965年上海涂料研究所开发成功阳极电泳涂料；到70年代我国汽车工业中已建成几条汽车零部件阳极电泳涂装线。第一代阳极电泳涂料由五九所于1979年首先研制成功，并在军工产品上得到了一定的应用；随后上海涂料所、兰州涂料所、沈阳、北京、天津等大中型造漆厂电做厂大量阴极电泳涂料的开发研制工作。在六五期间我国涂料工业从日本、奥地利和英国引进厂阴极电泳涂料的制造技术和涂装技术。我国又先后从美国、德国、意大利等国引进先进涂料技术和涂装没备。第一条现代化的生产汽车车身阴极电泳涂装生产线于1986年在长春一汽汽车身厂投产，随后湖北二汽和济南车身阴极电泳线相继投产。在我国汽车工业中形成采用阴极电泳涂装替代阳极电泳涂装之势，到1999年底我国已有几十条生产线投产，仅十万辆以上的阴极电泳涂装线也有5条以上(如：长春一汽大众汽车有限公司、上海大众汽车有限公司、北京轻型汽车有限公司、天津夏利汽车有限公司、上海别克汽车有限公司等上百吨的电泳槽生产线)已于2000年之前建成投产。阴极电泳漆已占汽车涂装市场的大部分，同时阳极电泳漆在许多其他领域富有活力。阳极电泳漆应用于卡车车架、车内黑漆件和其他耐腐蚀性要求较低的金属工件等。2

定义在确定的条件下，带电粒子在单位电场强度作用下，单位时间内移动的距离（即迁移率）为常数，是该带电粒子的物化特征性常数。不同带电粒子因所带电荷不同，或虽所带电荷相同但荷质比不同，在同一电场中电泳，经一定时间后，由于移动距离不同而相互分离。分开的距离与外加电场的电压与电泳时间成正比。

在外加直流电源的作用下，胶体微粒在分散介质里向阴极或阳极作定向移动，这种现象叫做电泳。利用电泳现象使物质分离，这种技术也叫做电泳。胶体有电泳现象，证明胶体的微粒带有电荷。各种胶体微粒的本质不同，它们吸附的离子不同，所以带有不同的电荷。

特点阳极电泳的特点是：原料价格便宜（一般比阴极电泳便宜50%）；设备较简单，投资少（一般比阴极电泳便宜30%）；技术要求较低；涂层耐蚀性能较阴极电泳差（约为阴极电泳寿命的四分之一）。

阴极电泳涂层耐蚀性高的原因是：工件是阴极，不发生阳极溶解，工件表面及磷化膜不破坏；电泳涂料（一般为含氮树脂）对金属有保护作用，且所用漆价高质优。3

工艺流程阳极电泳一般工艺流程为：工件前处理（除油→热水洗→除锈→冷水洗→磷化→热水洗→钝化）→阳极电泳→工件后处理（清水洗→烘干）。

1、除油。溶液一般为热碱性化学除油液，温度为60℃（蒸汽加热），时间为20min左右。

2、热水洗。温度60℃（蒸汽加热），时间2min。

3、除锈。用H2SO4或HCl ，例如用盐酸除锈液，HCl总酸度≥43点；游离酸度>41点；加清洗剂1.5%；室温下洗10～20min。

4、冷水洗。流动中冷水洗1min。

5、磷化。用中温磷化（60℃时磷化10min），磷化液可用市售成品。

上述工序亦可用喷砂→水洗代替。

6、钝化。用与磷化液配套的药品（由出售磷化液厂家提供），室温下1～2min即可。

7、阳极电泳。电解液成分：H08-1黑色电泳漆，固体分质量分数9%～12%，蒸馏水质量分数88%～91%。电压：（70±10）V；时间：2～2.5min；漆液温度：15～35℃；漆液PH 值：8～8.5。注意工件出入槽要断电。电泳过程中电流随漆膜增厚会逐步下降。

8、清水洗。流动冷水中洗。

9、烘干。在烘箱中于（165±5）℃温度下烘40～60min即可。4

工艺参数浓度通常电泳漆液的浓度选择，根据颜料及填料性质的不同而有所差异，有光漆颜料含量少，浓度可降低；反之，颜料和填料占的比重较高，同时体质较重者，浓度选用较高，一般电泳漆液的浓度为10%~15%。浓度对电沉积量的影响较大，浓度增加电沉积量也增加，一般情况，其它条件不变，浓度增加，漆液的粘度也增加。泳动速度与粘度成反比，漆液粘度增加，粒子的泳动速度降低，但是一般常用的水溶性漆，浓度在30%以下，其粘度变化甚小。2

电压电压对漆膜影响甚大，不但与所使用的水溶漆的类型、颜料品种有关，并与被涂件材料、表面大小和阴极距离有关，电压升高沉积量亦随之增加。因为极间电压升高，电场作用加强，分散体系中电荷电粒子泳动速度加快。3

温度随着漆液量的上升，电沉积量增加，因温度上升：（1）树脂的布朗运动加剧；（2）漆液粘度下降；（3）分解电压下降；（4）漆膜的电阻下降。

在较低的漆温下（5~15℃以下）进行电沉积，虽然可以得到细密的漆膜，但因沉积量小漆膜薄。在较高的温度下（35℃以上）电泳，电沉积是很快的，但漆膜过于粗糙，因此电泳需要控制漆温最好在15~20℃施工。3

沉积时间沉积量随时间的延长而增加。对于一般被涂工件，表面几何形状不复杂的，只用三分种即可。如果被涂物表面几何形状复杂，根据泳透力来看，需提高电压和延长电沉积时间。3

本词条内容贡献者为:

包申旭 - 教授 - 武汉理工大学