如何提高电泳漆的泳透力

泳透力是在电泳过程中使被涂物背离电极的部位泳上涂膜的能力称泳透力也称泳透性，简单点说就是使结构形状复杂的工件全部表面均匀涂上漆膜的能力。泳透力的高低直接影响涂装生产效率和其漆膜防腐性。

同等条件下，电泳漆在产品上的沉积效率，也成泳透率，泳透力是涂料本事的性质，泳透率是一种效率性质，一般情况下两者成正比。

泳透力差主要包含两个方面的因素，一个是涂料本身的泳透力不行，这个就涉及到了涂料的配方问题了，第二个就是现场的因素了，可以通过提高电泳电压，提高固体份，降低溶剂含量，增加电泳时间来解决这个问题

基出材的表面性质

阴极电泳涂装过程中，作为阴极的基材，如低锌、普锌或含锌镍的磷化钢板由于电解作用，沉积的涂层会有缺陷，影响电沉积涂层的防腐性能。此外，电泳时阴极表面碱性增强（开始电沉积时阴极附近的pH值约12），会使部分磷化膜溶解、基材表面微观结构发生变化，影响整体涂层的性能。目前，解决的措施是改进磷化工艺，使基材表面覆盖Zn与Mn、Ca、Fe等金属的复合磷酸盐[Zn2M(PO4)2?H2O](式中M为Fe、Ni、Mn和Ca)，以提高磷化膜的耐碱性。值得注意的是，在不同基材表面上电沉积的涂层其热性能也有差异。如在氧气气氛下，未经过磷化处理的钢板上电沉积的环氧涂层在450℃即开始热降解，热降解残余量约25％；表面镀锌-镍合金的钢板在520℃开始热降解直至完全。这是因为不同基材表面对阴极放氢反应的催化活性不同，导致环氧主链的吸氢反应程度及涂层的多孔性呈现差异，从而影响了热降解速率。此外，基材对于树脂的固化温度也有影响，比如镀镍表面环氧树脂的固化温度可降低20～30℃。

电泳处理

第二 、电泳前处理

1、 脱脂

脱脂的目的是除去金属表面的油污。目前脱脂普遍采用水溶性碱性脱脂剂，关键在于控制好脱脂温度和脱脂时间。脱脂温度过高，水解速度加快，工件表面易泛黄；温度过低，不利于脱脂液中表面活性剂的润湿、乳化、增溶等作用，脱脂不干净。脱脂液除油能力随pH值的提高而提高，但pH值过高可能使铝及铝合金等金属工件被腐蚀。一般控制脱脂温度60～80℃、脱脂时间10～15min效果较好。此外，脱脂后应立即清洗干净。否则金属表面覆盖一层碱性物质，会影响后续除锈和磷化工序，最终使电泳涂层的抗腐蚀性下降。

2、 磷化

对于阴极电泳涂装，磷化膜必须是轻量极的（膜厚为2～6μm）过厚的磷化膜导致电阻增大，使电沉积的效率降低。此外，电泳涂装还要求磷化膜致密而均匀，只有在工件的导电能力、电场强度一致的前提下，才能得到均匀的电沉积膜。我国广泛采用锌系或锌钙系中低温、低渣快速磷化工艺。低锌磷化与阴极电泳配套性好，可充分发挥阴极电泳涂装的优势，发达国家高档汽车的电泳涂装均采用低锌磷化。磷化工序的控制重点是磷化液的游离酸和总酸度、促进剂含量，以及磷化温度和时间。一般低锌磷化采用NO3-促进剂体系（含量＞15g/L），处理温度50～60℃，浸入时间3～5min，总酸度20～27点（滴定10mL磷化液至酚酞终点时所消耗的氢氧化钠溶液的毫升数），游离酸0.7～1.3点（滴定10mL磷化液至甲基橙终点时所消耗的氢氧化钠溶液的毫升数）。若在锌系或锌钙系磷化液中加入一定量的Ni2+或Mn2+（2～5g/L），可形成颗粒状晶粒致密的磷化膜，增强磷化膜的耐碱性。从而提高电泳涂层的耐腐蚀性。此外，磷化后必须彻底洗净磷化膜上残留的可溶性盐，因为在湿热条件下这种可溶性盐容易引起涂层的脱落，且它带入电泳槽会严重污染电泳涂料。

3、 固体分

阴极电泳槽液的固体分通常控制在18％～25%（质量分数），固体分的高低对涂料电沉积量的影响较大。涂料的固体分高，槽液导电性好，电沉积量也随之增加，但固体分过高（＞ 30％），电沉积量增加过多，涂膜变得过厚，烘烤时因流平性不佳而在表面形成桔皮等弊病；固体分过低（＜10％）时，涂料的泳透力低，涂膜的遮盖力差，还会引起电解反应加剧，涂膜易产生针孔，槽液稳定性变差。实际涂装过程中，由于涂料固体分的下降，需要定期检测固体分的下降值，通过计算向槽液中补加新鲜电泳涂料。

4、 颜基比

对以颜料为着色物质的阴极电泳漆，颜基比失调会导致涂膜的外观和抗腐蚀能力变差。颜基比过高，涂膜粗糙无光泽，甚至颜料发生沉淀；颜基比过低，涂膜易产生针孔，抗腐蚀能力降低。阴极电泳过程中，一般通过向槽液中补加高颜基比的颜料浆的方法，以维持颜基比恒定在0.24～0.3。

5 、助溶剂

助溶剂是阴极电泳涂料的重要组成部分，一方面有利于保持涂料的稳定，另一方面影响涂膜的质量。助溶剂含量太低，降低了树脂的水溶性，导致电沉积量和泳透力降低；助溶剂含量太高，涂膜变厚，与此同时，泳透力和涂膜的击穿电压下降，槽液不易控制。通常，阴极电泳涂料中助溶剂含量为20％～40%；在中和及用水稀释之后，槽液中有机溶剂一般控制在2%～5%。若选择的助溶剂是低沸点的醇类溶剂，生产中还需注意定期补加其损失量。

6、 槽液的pH值

电泳过程中，槽液的pH值是控制电泳涂料稳定性的重要因素。通常情况下，阴极电泳涂装需严格控制pH在5.90～6.15。槽液的pH值太高，电泳涂料变得不稳定，严重时导致沉淀析出；槽液的pH值也不应过低，虽然pH值降低时电泳电流增大，电沉积量增加，有利于涂膜形成，但漆膜的再溶解程度也随之加大。连续电泳时，由于树脂不断沉积，中和剂不断积累，使得槽液pH值渐渐降低、电导率增大，导致泳透力降低。更为严重的是已沉积在工件上的漆膜重新溶解的趋势加大，使沉积膜变薄，失光甚至露底。一般通过极罩法、补加低中和度涂料更换超滤液的方法来调整pH值，使之稳定在规定的范围之内。

7、 槽液电导率

阴极电泳涂料槽液的电导率通常在1200～1600μS/cm，维持槽液一定的导电能力，保证涂层的质量。在电泳过程中，由于杂质离子的混入，以及游离出的中和剂的浓度增加的缘故，电导率会逐渐增大。电导率过高既增加耗电量，降低了泳透力，又使槽液升温过快，涂膜光泽降低，颜料颗粒析出、漆膜抗腐蚀能力下降。

8、 槽液温度

槽液温度对阴极电泳涂装及涂膜性能的影响是非常显著的。在 其他 工艺条件不变的情况下，升高温度，槽液粘度降低，电极反应加快，同时涂膜的电阻值也下降，有利于电沉积，使膜厚增加。但槽液温度过高（＞35℃），涂膜变得粗糙，烘干后产生波浪状的堆积，且槽液中的助溶剂易挥发，导致槽液变质，稳定性变差。温度过低（＜15℃ ），沉积量很小，涂膜很薄，光泽度和遮盖力都差，且槽液粘度大，电沉积过程中产生的气泡难以消除，漆膜易出现针孔。一般阴极电泳槽液温度控制在 28～34℃，实际操作中需采取恒温措施。以防止槽液温度超出此范围。

9、 电泳电压

阴极电泳涂装的电压主要取决于涂料的品种，操作时还应该综合考虑极间距、极比、槽液温度等因素，以确定最佳电压范围。电压的高低对电泳涂膜的质量影响很大。通常电泳时间是固定的，通过提高或降低电压来调节涂膜厚度。极间电压越高，电场强度越强，电沉积量亦随之增加，工件内表面及半封闭面的涂膜厚度增大。但电压过高，工件入槽瞬间的冲击电流太大，涂膜沉积速度过快，易造成涂膜外观和性能变差。电压高到超过电泳膜的击穿电压时，沉积涂膜被击穿，电解反应加剧，电极表面产生大量气体，涂膜表面产生大量气泡。电泳电压过低，涂料泳透力差，沉积速度慢，效率低，涂膜变薄。一般在保证涂膜外观质量前提下，尽可能采用较高的电压进行阴极电泳涂装。电压控制在150～340V为宜。据文献报道，阴极电泳涂装时采用不同的供电方式对涂膜的外观影响较大。线性升高电压既可获得较高的泳透力，又可限制峰值电流，防止涂膜弊病的产生。

10 、电泳时间

一般情况下，电泳时间长，膜厚及泳透力会增加，涂膜电阻值也随之增大，约2～3min后，涂膜达到一定厚度，厚度就几乎不再增加。电泳时间过长，会导致涂膜缺陷产生，外观变差。因此，在保证涂层质量前提下，应尽量缩短电泳时间，电泳结束后，被涂物应尽快从槽中取出，以免涂膜发生再溶解而变薄。

11、 极间距与极比

阴极电泳时阳极与阴极（被涂物）之间的距离（极间距）和面积比值（极比)对电沉积效率有一定影响。极间距过远，极间电阻增大，电沉积效率降低，沉积量减小，涂膜不均匀，局部甚至电泳不上；反之则会产生局部电流大和过量电沉积，影响膜厚均匀度。一般合适的极间距为50～400mm。对于较大的工件，必要时可设置辅助阳极，以达到合理的极间距范围。阳极面积过大，被涂物表面易产生异常电沉积，沉积出的涂膜厚且粗糙，附着力也降低；阳极面积过小，电沉积效率降低，涂膜变薄，泳透力也低。一般合适的极比（阳极面积／阴极面积）为1/4～1/6。

电泳前处理

12、 烘烤温度和时间

烘烤温度和时间对涂膜的耐腐蚀性、耐冲击性均有很大的影响。高温长时间烘烤可能导致涂膜泛黄、变脆等；烘烤温度太低，树脂没有充分交联，耐腐蚀性变差。一般烘烤温度为165～180℃，烘烤时间20～30min。

电泳漆的作用简而言之，就是对金属件提供防蚀保护，并赋予其一定的装饰性。应用电泳漆，有如下优点：1、 安全、环保。传统油漆中有机溶剂的含量很高，具易燃易爆危险，时刻威胁着人的安全与健康!而电泳漆以水为主要溶剂(工作液中含量一般在80%以上)，有机溶剂仅起辅助作用，含量很低(工作液中的含量一般在3%以下)，无火灾隐患，对人体的危害很小，是目前涂装领域最安全环保的涂料。故而，也同时降低了处理废水、废气、劳保……等方面的成本支出。2、 最完整全面的防蚀保护。传统涂装喷涂、刷涂……等方式，很难确保结构复杂产品也能得到完整全面的涂层，特别是产品内腔、夹缝……等，则因这些地方得不到保护而致产品的整体使用寿命下降。而电泳漆涂装，可以使工件的内腔、焊缝、边缘等传统涂装方式薄弱的部位也能获得很好的涂层保护，使得产品的整体耐腐蚀性得到显著提高，最终大大地延长了产品的使用寿命，提高了产品的档次。3、涂膜细腻、均一、平整，在对精密性有要求的产品有着最好的适应性。传统喷涂、刷涂……等方式，很难确保漆膜厚度的均一，各部位漆膜厚度差异较大，也很难避免流挂、桔皮等现象。而电泳漆涂装，则为您提供了无与伦比的漆膜均一性，不论你是单一产品膜厚的均一性，还是同批产品相互间膜厚均一性，都为您提供了几乎一致的涂层厚度保障。尤其是对于精密件的涂装，电泳漆涂膜厚度的可控性与精度，最佳地满足了此类产品的精细要求。4、涂装生产效率高。电泳漆涂装特别适合于大批量涂装生产。无论是批量性的整挂小件，还是一些大型的机械涂装，均可在1~3min的时间涂装就可完成。减轻了工人的劳动强度、作业时间，令涂装工人工作起来比较轻松，不再那么费力费时，直接大幅度地提高了生产效率。5、电泳漆的利用率高。通过合理良好的回收设计、管控，电泳漆几可实现100%的利用率，且不会对涂装品质产生任何的负面影响，这是喷涂方式无法企及的。涂料的高利用率，使得涂装成本降低，效益增加。

电泳涂料作为一类新型的低污染、省能源、省资源、起作保护和防腐蚀性的涂料，具有涂膜平整，耐水性和耐化学性好等特点，容易实现涂装工业的机械化和自动化，适合形状复杂，有边缘棱角、孔穴工件涂装，被大量应用于汽车、自动车、机电、家电等五金件的涂装。

1、电泳涂装可实现完全机械化、自动化，不仅减轻了劳动强度，而且还大幅度提高了劳动生产率，适用于大量流水线作业。

2、电泳涂料泳透率高，在水中完全溶解或乳化，配制成的槽液黏度很低，很容易浸透到被涂物的袋状构造部及缝隙中，特别适合于异型导电材料的表面涂装。

3、电泳槽液具有较高的导电性，涂料离子能在电场作用下快速泳动，在被涂物表面被中和后形成电中性湿漆膜，随着湿漆膜的增厚电阻增大，涂料粒子沉积量逐渐变小，从而形成均匀细致的涂料膜。

4、涂料的利用率高，高达95%以上甚至100%。由于槽液的固体含量低、黏度小，被涂物带出的涂料少，尤其是超滤技术的应用，实施涂装过程封闭循环，涂料回收率高。

5、涂膜的防腐蚀能力强，电泳涂装由于在电场作用下成膜均匀，因此采用电泳涂装法能使工件的内腔、焊缝、边缘耐腐蚀性显著提高。

6、电泳涂料溶济含量低，一是有利于环保，二是生产安全性好。

阴极电泳涂料经过30年的发展，国际上以美国为代表的涂料供应商不断采用新技术，开发新产品，使电泳涂料不断更新换代。新一代的阴极电泳涂料应具有以下特点：

A. 新一代阴极电泳涂料的泳透率应进一步提高。泳透率越高，车身内部膜厚就越均匀，从而提高车身整体防腐蚀性，降低施工电压，减少涂料用量。

B. 提高边缘防腐性。电泳过程中，一些边缘部分由于涂料电化学作用，造成边角涂层特别薄，从而腐蚀易在此处发生，通过改善涂料性能提高防腐能力。

C. 降低颜基比。颜基比就是涂料中颜料与树脂的比例，降低它可以增加树脂的含量，提高涂料的流动性，降低胶体的沉降整速率，减少颜料絮凝和保护泵，降低材料消耗。

D. 降低溶剂量。溶剂含量越高对环境污染越大，不利于工作。降低它有利保护环境，节约投资。

E. 无铅无锡，更趋环保型。铅在电泳涂料的防腐蚀催化、钝化和加速交联等方面起着重要作用，但含铅的颜料对裸钢板的防腐蚀影响很大，且铅本身是毒性很强的元素，环保上对其限制甚严。锡的性能与铅比较接近，通常二者混用。

局限性

1、电泳必须在通电的情况下才能进行，因此适用于具有导电性的被涂物（一般是金属）。

2、导电特性不一样的多种金属组合成的被涂物，不宜采用电泳涂装工艺，如有一些电泳涂料对Cu、Sn等金属离子会产生过敏现象。

3、电泳涂料湿膜须烘烤后才能形成致密的漆膜，因此不能耐高温的被涂物也不能采用电泳涂装工艺。

4、电泳槽底更新期为6个月以内，所以对小批量生产场合不宜采用电泳涂装。

5、不同底材上的电泳涂料性能有差异。

6、要求有强大的技术力量作为支持，特别是彩色电泳，要做到预期的颜色效果，不是专业人员的话，在调色时有一定的难度。

阴极电泳漆是被涂装物浸渍在水溶性涂料中作为阴极，另一端就是对应的阳极，在这两极中通上直流电，利用直流电的作用，产生一定的物理化化学作用，使涂料均匀的涂在表面上，满足正确的使用，这就是我么所说的电泳漆。 电泳涂装基础知识   所谓电泳涂装，是将被涂装物浸渍在水溶性涂料中作为阳极（阳极电泳漆），另设一与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。电泳涂装必须使用电泳漆，电泳漆通常又称水溶性涂料，电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释，才能使用。 电泳涂装一般包括四个同时进行的过程： 1、电泳：在直流电场的作用下，正，负带电胶体粒子向负，正方向运动，也称泳动。 2、电解：电极上分别进行着氧化还原反应，反而在电极上形成氧化与还原现象。 3、电沉积：由于电泳作用，移至阳极附近的带电胶体粒子在模板表体放出*，而呈不溶状态沉积，析出的现象，此时漆膜形成。 4、电渗：在电场作用下，固相不动，而液相移动的现象。电渗作用使漆膜内所含水份逐渐被排到涂膜外，最后形成几乎连电流也通不过去，含水率极低，电阻相当高的致密漆膜。 涂装设备离不开溶剂有很多部件要耐溶剂。涂料是易燃易爆物品，设备的很多部位要做阻燃防爆处理。涂装工艺要求较为精细，设备精度要求较高。设备负载低，很少有重型设备。涂装设备比较容易规划流水线生产方式，节省人工。运行速度都比较慢涂装设备的安全使用方法，电泳设备*作人员必须熟练掌握各种机械的构造、性能和*作、维护方法、做到专人使用、专人负责。 电泳漆在*作时，必须使用电泳涂装设备，它是一种针对水溶性颜料的机械设备，电泳涂装设备可以使涂料更加均匀的使用在涂物上，满足生产生活中的使用。

电泳漆是一种水性漆，其涂料粒子在电场作用下会向工件表面进行泳动，并在工件表面进行沉积成膜，依据粒子的带电性质分为阳极电泳漆和阴极电泳漆。

电泳漆主要优点是环保（水性、无重金属），泳透力强（对复杂结构内腔能进行良好涂装），自动化程度高，膜厚易于控制等。

依据树脂不同，电泳漆主要有环氧底漆（注重耐腐蚀性能，一般用在汽车、机械等工件上，需要配合面漆使用）和丙烯酸电泳漆（注重装饰性）

国内电泳厂家很多，如关西涂料、PPG、立邦等大型涂料厂