电泳涂装技术的发展史
2023年阴极电泳涂装简介及其工艺发展前景
阴极电泳涂装简介及其工艺发展前景所谓阴极电泳涂装，是一种特别的涂膜形成方法，以被涂物为阴极，所采纳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年月，从20世纪60年月中期开头讨论合成阳离子型树脂，并于20世纪70年月初用于对耐腐蚀性能要求高的家用电器上作底漆，随后渐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，由于阴极四周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-浓度上升，当OH-浓度增加到肯定数值时(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)电荷不肯定全部被中和、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：当连续通电时，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，使漆膜内所含水分渐渐排到漆膜外，最终形成含水率很低，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。
电泳涂料及涂装知识
电泳涂料及涂装知识讲师：年月日内容：1、阴极电泳涂料发展史；2、阴极电泳涂料组成及反应基本原理；3、阴极电泳术语介绍及相关设备；4、阴极电泳槽液日常维护项目；5、阴极电泳缺陷一般排查方法；6、电泳投槽简单知识；阴极电泳涂装的发展过程•1809年，俄国化学家列斯首先发现了胶体粒子在电场作用下产生电泳的现象。
•1960年，英国的卜内门公司与里兰公司共同研制成功阳极电泳涂料。
•1963年，福特公司建立了世界上第一条完整的电泳涂装线。
•1969年，美国在电泳涂装线上成功引入超滤技术。
•1971年，第一代阴极电泳漆在通用汽车公司投入使用。
•1976年，第二代阴极电泳漆在通用公司成功应用。
•日本和英国1977年由美国引进技术后，其汽车涂装从78-79年向阴极电泳涂装转化。
•80年代中期，美、德、日等开发厚膜型阴极电泳涂料。
•90年代末，顺应环保法规要求的无铅电泳涂料相继投入应用电泳涂料开发经过及未来第Ⅰ代第Ⅱ代第Ⅲ代第Ⅳ代第Ⅴ代第Ⅵ代开发方向涂膜性能涂膜性能、作业性、表观附加特殊功能新技术地球环境类别AED CED CED CED CED CED初期的CED 高泳透性防锈性良好的槽液稳定性防锈钢板适应性高泳透性防锈性良好的槽液稳定性新防锈钢板应性低温固化性中厚膜高泳透性低温固化性提高低加热减量高防锈性防锈钢板适应性环境适合化节省资源节省能源低成本高性能特殊技术厚膜型赋于厚膜适应性高外观防锈钢板适应性端面防锈型端面防锈性良好无铅化薄膜、高抗针孔耐石击高耐候隆阴极电泳涂料的发展趋势传统型C E D环保CED高耐气泡针孔CED耐石击CED高耐候CED无铅化VOC 削减无大气污染物削减工序(省中涂)镀锌板适应性，良好的附着力，涂膜外观节能CED低温固化阴极电泳涂料的主要组成项目主要组成基础树脂聚酰氨或聚脂改性的环氧树脂交联树脂封闭异氰酸树脂中和剂有机酸调整溶剂醇、醇醚和酮类溶剂组份用途色浆主要为颜料份乳液主要为树脂份中和剂用于调整槽液PH值和MEQ值补给溶剂用于调节槽液溶剂含量阴极电泳涂料的主要分类阴极电泳漆按一次泳涂膜厚按环保要求薄膜型有铅型厚膜型无铅型中厚膜型节能型低废气排放H+电泳槽液-+R-OH-R-NHCOO-阴极电泳反应机理电解电渗电沉积电泳2H2O+2e-—2OH-+H2R-NH++OH－——R-N+H2O相关术语：电解：任何一种导电液体在通电时产生分解的现象称为电解。
电泳涂装的历史
电泳漆—电泳工艺在美国福特车厂George Brewer 博士的领导下，福特汽车公司从1957 年就着手研究电泳涂装。
这个计划是开发一种改善车身难涂部位防腐蚀性的方法。
汽车制造厂商们早已注意到汽车内部隐蔽处的锈蚀，但暴露在外的平面部位，如车顶却不易锈蚀。
虽然浸涂法能使涂料进入汽车内部，但是在烘干过程中，油漆因溶剂蒸发而被洗掉。
于是Brewer博士领导小组努力去开发一种在施工过程中溶剂可以从涂膜中被排除掉的涂料，他们的工作开创了电泳涂装。
福特公司的第一个用于车轮涂装的生产槽在1961年7月4日开始运行，用来涂装汽车车身的Wixom 槽建于1963年，这两个槽所用的均是阳极电泳漆。
开发电泳涂装后，虽然市场的需求稳定增长，但直到1973年阴极电泳漆问世时，市场需求才真正繁荣起来。
1965年只有1%轿车用电泳底漆，到1970年增加到10%，现在几乎90%用电泳底漆。
阴极电泳涂料涂装的发展历程及趋势
阴极电泳涂料·涂装的发展历程及趋势中国第一汽车集团公司技术中心宋华王锡春(130011)摘要：文章在介绍国内外电泳涂装应用发展情况后，按泳透力、电泳工艺参数、环保性、涂膜的平滑性、耐腐蚀性等五方面的技术进步状况，推荐将阴极电泳涂料的发展历程暂划分三代。
并预测了阴极电泳涂料·涂装的发展趋势。
关键词：阴极电泳涂装阴极电泳涂料发展历程及趋势电泳涂料及涂装技术的研究起源于上世纪50年代，美国福特汽车公司于1958年发明、开发成功“阳极电泳涂装法”获得工业应用已近半个世纪。
1962年9月电泳涂装线正式投产应用，并逐步替代汽车车身的浸涂或喷涂的打底工艺。
基与阳极电泳涂装过程产生阳极溶解、阳极电泳涂膜的耐腐蚀性较低、不能适应冬季防路面冻结、防滑、路面撒盐产生的“盐害”和提高汽车车身使用寿命的要求，于上世纪七十年代又开发成功耐腐蚀性好的、泳透力较高的阴极电泳（CED）涂料，并于1977年世界上第一条汽车车身阴极电泳涂装线在美国投产。
基于阴极电泳涂膜的耐腐蚀性能优良、能成倍地提高汽车车身的使用寿命（确保实现汽车车身使用10年不产生穿孔腐蚀及结构损坏的目标），致使阴极电泳涂装工艺普及速度之快是史无前例的。
凡新建的汽车车身涂装线均采用阴极电泳涂装工艺，凡已采用阳极电泳涂装工艺的涂装线都采用阴极电泳涂料替换阳极电泳涂料，进行相关的技术改造。
至1985年汽车车身的阴极电泳化率达90%以上，至今全世界大量流水生产的汽车车身几乎100%都采用阴极电泳涂装打底。
从环保、资源利用、作业性和涂层质量等方面来评价阴极电泳涂装现今仍是先进的汽车车身的涂底漆工艺，尚无理想的工艺来取代它。
阴极电泳涂装技术在其它工业涂装领域（如建材、轻工、军工、农机、家用电器等金属件涂装领域）也得到普及及推广应用。
我国电泳涂料和涂装技术的开发也有40多年的历史，在1965年上海涂料所开发成功阳极电泳涂料，随后有些油漆厂也相继试制成功。
上世纪70年代我国汽车工业已建成几条汽车零部件和驾驶室阳极电泳涂装线。
大客车电泳涂装技术
大客车的电泳涂装技术技术部XX2016 年12 月18 日一、电泳涂装简介在客车生产中，涂装技术越来越受到客车企业的重视，良好的涂装技术不仅可以延长客车的使用寿命，而且可以使人产生美的感受，舒适的感觉，提高企业的竞争力。
阴极电泳涂料于 1 977年在福特汽车公司开始应用，当时阴极电泳涂料厚度为20 gm左右。
1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车厂开始使用，涂膜厚度超过30g m以上。
目前，世界汽车生产中有92%使用电泳涂料，其中有90%采用阴极电泳涂料。
传统的大客车涂装一般采用喷涂环氧防锈底漆，再喷涂低温干中涂漆和低温干金属闪光漆，环氧防锈底漆不仅耐酸雾性远远低于电泳漆，而且大客车的边缘、棱角、车体内腔、夹缝等喷涂盲区部位容易产生锈蚀，而电泳漆却不存在这些问题，并且电泳漆以水为溶剂，VOC排放低，符合环保要求。
由于电泳涂装在实际运用中显示出优质、高效、安全、经济、低污染等优点，受到世界各国的重视，特别是在汽车工业中得到广泛的应用。
电泳涂装是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极（或阴极），在槽中另外设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通一定时间的直流电，在被涂物上析出不溶于水的、均一的涂膜的一种涂装方法。
阳离子水性涂料在外加电场的作用下，通过电气泳动，产生电泳、电解、电沉积和电渗反应，从而将涂料颗粒涂覆在阴极工件表面，形成防腐、装饰和功能性的涂层，这一涂装工艺过程称之为阴极电泳。
阴极电泳各变化阶段特点见表 1 所示。
二、电游涂装的特点电游涂装与其他方式比较有如下特点。
（1）采用水性涂料，与传统溶剂涂料相比，减少了对大气的污染及对人类的危害。
电泳后如采用闭路循环，可达到零排放，真正做到无污染。
涂料利用率达到99％以上，减少了资源浪费，降低了成本。
全方位电泳涂漆，没有任何死角，克服了喷漆法拉第效应。
涂层均匀、附着力强。
不会产生流挂、滞痕等漆膜弊病。
漆膜厚度可以进行调整。
电泳涂装技术ED简介
電泳漆塗裝是高分子樹脂電離的沉積，採用電化學方法和膠體化學過程， 電鍍是金屬離子沉積的過程。
電泳塗裝技術
Electro Deposition (ED)
Contents
電泳塗裝的定義 電泳塗裝的分類及發展概況 電泳塗裝的原理及工藝 電泳塗裝製程要點 廠商資訊
電泳塗裝的發展概況
最初開發電泳漆塗裝的原因是早期汽車生產業使用噴塗工藝以致有機 溶劑大量積聚於生產廠房內，引致火警，造成大量設備損失，故其積 極研究以水為作業媒體的電泳漆。電泳漆工作液約90wt%均為水， 有機溶劑含量少於5wt%，沒有噴塗工藝易燃著火的問題，對人體的 危害及環境的污染減至最低。利用回收循環系統裝置令漆料使用率高 達95%以上，又不含有毒及重金屬離子，排放廢水量可減到最少。
陰極電著 (CED)
以低級有機酸或無機酸中和胺基樹脂，使其呈現水溶性帶正電荷， 而隨電流之導入起水之電解作用。被塗物產生H2 氣，同時OH-也 產生，此時被酸中和之陽離子電著塗裝，開始定向集結向陰極泳動。 由於陰極被塗物其OH-之濃度不斷提高，至瞬間臨界pH 值達7.5 至8.2時起作用，使塗料沉積附著於工件表面，形成均勻非水溶性 的緻密的塗膜。
在60 年代，由 George Brewer 博士及福特汽車公司研製開發成功 陽極電泳漆。其最早應用於福特汽車公司的塗裝線，隨著陽極電泳漆 生產使用，日漸暴露其漆膜中包含有金屬離子造成抗蝕性差的缺陷， 因而，高抗蝕性的陰極電泳漆於70年代被開發成功，並被人們等認可 並大力推廣應用。之後，電泳技術發展日新月異，產品品種由環氧樹 脂型發展到丙烯酸型及聚氨脂型。
电泳漆的发展概况
是近年来国内外都十分关注电泳涂料的新开发和研制工作，历经几次
就。
下面天津弘创润天为大家分析一下电泳涂料的发展历程：
电泳涂料是阳极电泳涂料的新一代产品，具有水溶性、低污染性和特有的浅色调。
易于调节制得各种不同性能要求的产品，且避免了因植物油而引起的霉变可能性，同时也避免了在烘烤中油脂挥发对烘道的污染及火灾危险。
色性，所形成的漆膜光泽素有“魔镜”之称；抗化学性高，具有良好
的主流。
材的涂装迈上了新台阶。
但丙烯酸电泳漆只可用来代替封闭工艺，因而仍需氧化及着色，其生产成本高于一般氧化。
耐石击性、孔腔内部及边角防锈性、防锈钢板涂装适应性和短时电泳、
的作用，使边角露底，因此，提高边角覆盖性的途径是提高涂膜加热固化时的粘度和降低其表面张力。
耐候性和耐腐蚀性都较好的“底面合一”型阴极电泳涂料。
染，减少漆膜因烘烤的色变，从而提高涂膜质量。
高的工业产品的涂装，因此它有着广阔的应用前景。
种、多功能及彩色化的时代。
为了最大限度地发挥电泳涂料的性能，应从包括电泳涂料用的原材料、被涂物底材、面漆涂料以及涂装设备的整个系统进行研究。
电泳涂装简介
定义
• 将被涂物浸泡在 带电荷涂料粒子 的液体中，被涂 物与对极之间通 过直流电，被涂 物表面就会析出 涂料粒子的涂装 法；
装电 分类 泳 • 涂料粒子带负电 荷叫阴离子电泳， 涂 带正电荷叫阳离 子电泳。
阴极电泳 涂膜的外观好，烘干时有较好的展平性，平 展光滑 。 任何部位漆膜厚薄皆均匀致密一致，可形成 均匀的保护膜；泳透性好，提高了工件内腔 的防腐蚀性，尤其是阴极电泳涂膜的耐腐蚀 性；
阳离子树脂及 H+ 在电场作 用下，向阴极 移动，而阴离 子向阳极移动 过程。
在被涂工件表 面，阳离子树 脂与阴极表面 碱性作用，中 和而析出不沉 积物，沉积于 被涂工件上。
电泳漆之工艺路线
预清洗 脱脂 酸洗
水洗 磷化 冷水洗
纯水洗 电泳 纯水洗
水洗
热水洗
进烘箱
电泳各工位之作用
• 清除金属碎骨及焊渣， 消除磷化及电泳潜在 的尘埃源
国外阴极电泳涂装的发展历程
★ 联邦德国 BASF公司和 美国PPG公 司进行了阳 离子型树脂 的合成（即 阴极电泳的 研究） ★ 美国PPG 公司开始应 用第一代阴 极电泳油漆 ★ 第二代阴极 电泳漆在通用 公司成功应用
★ 日本和英 国由美国引 进技术后， 其汽车涂装 开始向阴极 电泳涂装转 化。
• 有效的清洗分散及除掉工 件表面的矿物油、润滑剂 及冲压拉延油，提高磷化 效果及减少带入电泳膜及 电泳涂膜烘干时翻边及焊 缝处易引起的缩水污染物
• 有效处理工件表面的 遗留碱膜
• 除锈及活化金属表面
预清洗
脱脂
热水洗
酸洗
• 充分水洗，避免前道 工序之酸、碱及盐份 带入电泳槽污染漆槽， 影响漆膜。纯水电导 率小于 5 μs
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电泳涂装技术的发展史
2009-09-03 15:10:04 编辑：wangyachong 来源：涂装指南网友评论 0 条
1 电泳的机械化输送方式
1.1 E-DIP滚浸方式与多功能穿梭机方式
E-DIP滚浸方式与多功能穿梭机方式均能实现车身360°翻转，根据不同车型而设定不同的入槽角度和翻转角度，能有效减少槽液带出量和空气泡发生；根据不同车型而设定不同的处理工艺，使内、外漆膜较均匀。
但与C型钩推杆方式相比，设备复杂度高、投资和维修成本较大。
1.2 固定C型钩推杆链
固定C型钩推杆链正在向摆杆C型钩推杆链发展，同时4轮推杆吊具向3轮推杆吊具转变。
固定C型钩推杆链方式入槽角度一般固定为25°或30°，而摆杆C型钩推杆链入槽角度固定为25°～45°。
这样，整个前处理电泳设备的长度将大大缩短、槽体体积也将减小、空吊具返回输送链的距离大大缩短、能源负荷减轻。
固定C型钩推杆链与摆杆C型钩推杆链比较，节距明显减少；3轮推杆吊具比4轮推杆吊具长度明显缩短。
2 前处理电泳线除铁粉及防颗粒技术的运用
2.1 多种喷淋方式的运用
2.1.1 近来生产线热水喷淋系统方式由高压(10kg/m2)喷淋方式向洪流(500mL/min)喷淋方式转变，实践证明焊装白车身焊点焊灰杂物大部分在车身底部，经这种改进后，清洗效果明显提高。
2.1.2 磷化后的喷淋由普通喷淋方式向高压(10kg/m2)或中压(5kg/m2)+中流量(50mL/min)喷淋方式转变，实践证明转变后能更有效地清除附在车身表面的磷化渣。
2.2 磁棒的运用
由于焊渣对涂装产品表面出现颗粒影响最大，所以清除焊渣是涂装前处理电泳工作的重点之一，不仅要有大流量或高、中压喷淋系统，还必须要有除铁粉专用设备(特别是热水洗槽和脱脂槽)，可在槽液附属槽中大量安置磁棒，以清除槽液中的铁粉和减少由此造成的二次污染。
2.3 槽液表面流及循环方式的发展
2.3.1 磷化槽表面流控制非常重要，既可防止磷化沉渣在车身表面附着，又可使磷化成膜均匀，目前由入槽位置设有表面流的方式向整个槽体设有表面流的方向发展。
2.3.2 电泳槽循环方式从与车身平行方向循环转变到与车身对流方向循环，实践表明此种转变可明显降低漆膜颗粒数。
3 电泳二次流痕预处理技术
工件的电泳二次流痕这一涂膜弊病不仅要花费人工进行打磨处理，而且还会再次带来颗粒源(打磨灰尘)。
为此，很多公司对电泳二次流痕问题采取预防处
理措施，如在工件进入烘烤炉前增设风淋装置，靠风力把缝隙中的残留液吹出。
目前更多的实施的工艺方式有：电泳出槽新鲜超滤喷淋、30～50℃循环纯水喷淋、增设驼峰沥干段和预热风淋100℃×(3～5)min，能有效地清除残留在焊缝中的电泳液，降低电泳二次流痕故障点的发生。