电泳涂装是一种非常复杂的电化学反应,无论是阴极电泳或是阳极电泳涂装,都包括电泳、电沉积、电渗和电解四个同时进行的典型过程。溶解并分散于水中的涂料离子化树脂离解成带电胶体粒子,在直流电场中通过电泳、电沉积、电渗和电解,迁移到工件表面放电形成绝缘性涂膜。
1.电泳
在电场力的作用下,带电胶粒朝着极性相反的电极移动的过程就是电泳。电泳时,不带电的颜料和体质颜料粒子也可能吸附在带电胶粒上随之一起移动。一般,涂料溶液的固体分和黏度越低,电泳的阻力越小。
2.电沉积
带电胶粒到达极性相反的电极(工件),放电形成不溶性、绝缘涂膜的过程被称为电沉积。与电镀不同,电泳中的电沉积涂膜的导电性发生了变化,变成了绝缘性。电沉积首先发生在工件表面电力线集中的部位,随着绝缘涂膜厚度和面积的增加,电阻也明显升高。
3.电渗
分散介质(如水)朝着与带电粒子运动方向相反的方向移动的过程,是电泳的逆过程。刚形成的涂膜是含水量较高的半渗透膜,在电场力和内渗力的作用下,涂膜中的水合离子会向电荷相反的电极移动,进入溶液。通常,电渗的脱水作用可使涂膜的水分减少5%~15%。(www.daowen.com)
4.电解
在直流电场中的水会发生电解反应,在阴极和阳极分别放出氢气和氧气,从而导致阴极pH值上升,阳极pH值下降。溶液的导电性越高,电解反应越剧烈;电极上pH值变化越大,气泡越多,涂膜针孔越多,涂膜越粗糙。
因此,电沉积是电泳的主要反应过程,电解是影响涂膜质量的重要因素。
虽然阳极电泳的设备投资和涂料价格低于阴极电泳,但其树脂稳定性和工作电压也较低。与阳极电泳涂膜相比,阴极电泳涂膜的防护能力提高了3~4倍,库仑效应提高1倍,泳透力提高1.2~1.4倍,故阴极电泳得到了较广泛的应用,阳极电泳则多用于要求不高的涂装场合。图7-14所示为电泳涂装原理。
图7-14 电泳涂装原理
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