電泳涂裝的原理

電泳涂裝(electro-coating)是利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于電極之一的基底表面的涂裝方法。電泳涂裝的原理發明于是20世紀30年代末，但開發這一技術并獲得工業應用是在1963年以后，電泳涂裝是近30年來發展起來的一種特殊涂膜形成方法，是對水性涂料最具有實際意義的施工工藝。具有水溶性、無毒、易于自動化控制等特點，迅速在汽車、建材、五金、家電等行業得到廣泛的應用。

電泳涂裝屬于有機涂裝，利用電流沉積漆膜，其工作原理為“異極相吸”。

電泳涂裝最基本的物理原理為帶電荷的涂料粒子與它所帶電荷相反的電極相吸。采用直流電源，金屬工件浸于電泳漆液中。通電后，陽離子涂料粒子向陰極工件移動，陰離子涂料粒子向陽極工件移動，繼而沉積在工件上，在工件表面形成均勻、連續的涂膜。當涂膜達到一定厚度（漆膜電阻大到一定程度），工件表面形成絕緣層，“異極相吸”停止，電泳涂裝過程結束。整個電泳涂裝過程可以概括為以下四個步驟：

●電解：水的電解

●電泳：帶電的聚合物分別向陰極或陽極

泳動的過程

●電沉積：帶電的聚合物分別在陰極或陽

極沉積的過程

●電滲：沉積的電泳涂膜收縮、脫去溶劑

和水，形成均勻致密的濕膜

電泳涂裝是一種特殊的涂膜形成方法，僅適用于與一般涂料不同的電泳涂裝專用的（水性水溶性或水乳液）涂料（簡稱電泳涂料）。

它是將具有導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，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一種涂裝方法。根據被涂物的極性和電泳涂料的種類，電泳涂裝法可分為兩種：一是陽極電泳涂裝法，被涂物為陽極，所采用的電泳涂料是陰離子型（帶負電荷）；二是陰極電泳涂裝法，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（electro-depositon）、AED（陽極電泳涂裝）、

CED（陰極電泳涂裝）。

電泳涂裝過程伴隨電泳、電沉積、電解、電滲等四種化學物理作用的組合，而形成涂膜，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后，在電場的作用下帶正（或負）電荷膠體粒子向陰極（或陽極）一方泳動現象稱為電泳。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的-7次方—10的-9次方m 程度），不會沉淀，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），一般是由于冷卻或濃縮溶液而產生，而電泳涂裝中是借助于電。在陰極電泳涂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（被涂料）表面區（高堿性的介面層），得到電子，并與氫氧離子反應變成水不溶性，沉積在陰極（被涂物）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，并產生化學反應。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，并將H離子電解還原為氫氣。

4、電滲（elestro and osmosis） 在用半透膜間隔的濃度不同的溶液的兩端（陰極和陽極）通電后，低濃度的溶媒向高濃度側移行現象稱為電滲。剛沉積到被涂物表面上的涂膜是半滲透的膜，在電場的持續作用下，涂膜內部所含的水分從涂膜中滲析出來移向槽液，使涂膜脫水，這就是電滲。電滲使親水的涂膜變成憎水涂膜，脫水使涂膜致密化。電滲性好的電泳涂料泳涂后的濕漆可用手摸也不粘手，可用水沖洗掉附著在濕漆膜上的槽液。