阴极电泳的基本原理是什么?阴极电泳和阳极电泳的区别?

　　阴极电泳的基本原理是什么？阴极电泳和阳极电泳的区别？阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并沉积在阴极上，这就是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。电泳涂装是一个很复杂的电化学反应，一般认为至少有电解、电泳、电沉积、电渗这四种作用同时发生。

　　第一部分电泳基础知识。

　　何谓电泳涂装、CED？分散在水中的电泳涂料，在电场作用下，以不溶于水的状态、在被涂物表面析出，形成均一的涂膜。根据被涂物的极性和电泳涂料的种类，电泳涂装法可分为两种：AED：Anodic Electro Deposition的缩写，被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子 型（带负电荷）。CED：Cathodic Electro Deposition的缩写，被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）。

　　电泳涂料的适用范围： 汽车车体　（4轮车体、3轮车体）；汽车零件　（车体零件、转向、刹车片部品）；工业用产品　（2轮车架、油箱、家电产品）；器具、机械　（农耕机具、工作机械、其他）；建筑构造物　（铁筋、金属部分材料）；钢铁产品；（导电性被涂物）

　　电泳涂装的优点：1、完全自动化：高效率、能节省人力；2、涂膜均一性：高经济性、重现性好。3、通过调整电压、可以取得目标的涂装膜厚。4、高泳透力：能均一地涂着于被涂物表面、使工件的内腔、焊缝、边缘等处的防锈性显著提高。5、涂料利用率高：通过使用UF系统可以高效回收涂料，涂料的有效利用率可高于95%以上。6、火灾的危险性极低：是水分散塗料、溶剤含量极低。7、高装饰性：膜厚均一、涂面平滑、不易发生流痕、痱子等现象。8、环保性：溶剤含量低、配方中不含铅、铬等有害重金属；采用UF和RO装置，可大大减少废水处理，减少浪费。

　　阴极电泳涂装机理：

　　阴极电泳涂装机理

　　电泳涂装的四个过程：

　　●电解：水在通电时产生分解，在阴极上放出 氢气，在阳极上放出氧气。

　　●电泳：带正电荷的胶体树脂粒子和颜料粒子 在电场的作用下向阴极移动。

　　●电沉积：涂料粒子在电极上沉积析出的现象。

　　●电渗：在电场的作用下，涂膜内部所含的水 分从涂膜中渗析出来而移向槽液，使涂膜脱水。

　　第二部分：CED常用术语。

　　CED的主要组成

　　CED用语（NV、ASH）

　　★固体份（Non Volatile），表示在涂料中的树脂及颜料的重量比率。

　　●NV过高时出现的问题有：二次流痕、膜厚增加、涂料回收率下降。

　　●NV过低时出现的问题有：膜厚降低、泳透力下降。

　　★ASH表示固体份中颜料的重量比率（颜基比计算方式不同）。

　　由于槽内颜料沉淀导致ASH下降时，涂膜易产生颗粒，过滤器易堵塞。

　　●ASH过高出现的问题有：膜厚降低，涂膜水平面失光、涂膜粗糙。

　　●ASH过低出现的问题有：抗缩孔能力下降，泳透力下降。

　　CED用语（PH值、SC）

　　★PH值，是氢离子的浓度指数，值越小酸性越强。

　　通常CED PH值在6.0-6.7之间，为弱酸性溶液。

　　●PH值过高出现的问题有：槽液的稳定性降低→涂料沉淀、凝聚→堵塞过滤，产生颗粒。

　　●PH值过低出现的问题有：腐蚀涂料循环管道等设备，库仑效率降低、破坏电压降低，用U/F水洗出现再溶解。

　　★电导率，表示相距1cm的极间（面积1cm2的阴-阳极间）的电导度（μs/cm），值越大，导电能力越强。

　　●电导率过高出现的问题有：镀锌板上易出现针孔、破坏电压降低、产生桔皮。

　　●电导率过低出现的问题有：槽液稳定性下降、膜厚下降。

　　CED用语（MEQ值、SOL）

　　★MEQ值，表示涂料中的100g固体份所耗中和剂的毫克当量，是槽液的重要参数。

　　●MEQ过高出现的问题有：膜厚、泳透力、破坏电压下降，镀锌板易出现针孔，腐蚀涂料循环管道等设备，U/F水洗工序易出现涂膜再溶解等。

　　●MEQ过低出现的问题有：槽液稳定性下降，U/F透过量下降。

　　★溶剂含量，表示槽液中有机溶剂的总重量百分数（%）。

　　●溶剂含量过高出现的问题有：泳透力、破坏电压下降，膜厚增加，易产生桔皮。

　　●溶剂含量过低出现的问题有：膜厚降低，涂膜干瘪。

　　CED用语（电压膜厚、库仑效率）

　　★电压膜厚，在正常的槽温下，用规定的电压、规定的时间测得的膜厚。

　　●影响膜厚的因素有：

　　正因素：溶剂含量、NV、槽温、施工电压、通电时间

　　负因素：MEQ、ASH

　　★表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/c）

　　●影响库仑效率的因素有：溶剂含量、NV、MEQ、ASH、槽温、施工电压等。

　　库仑效率过低，泳透力下降，用电量上升；槽液老化后，库仑效率有下降趋势。

　　CED用语（分极、TP）

　　★分极，电泳析出时单位面积上的电阻值（ kΩ· cm2 ）。

　　●分极值过大产生的问题：膜厚降低，涂膜显得干瘪。

　　●分极值过小产生的问题：泳透力降低，膜厚偏厚，涂膜粗糙。

　　★泳透力（TP）是测定电泳涂膜膜厚分布均匀程度的方法，主要显示车身内腔等电场难以达到的部位的上膜能力。

　　●常用的测量方法有：福特盒法、关西四枚盒法、三菱法、一汽管式法等。

　　CED用语（击穿电压、杂离子含量）

　　★击穿电压（破坏电压），电泳初期电流大，随着涂膜析出，涂膜电阻增加，电流值急剧下降，在某个电压以上电泳时，电流值过大，急剧产生H2.破坏析出膜，使涂膜发生显著异常。通常将产生这种现象的最低电压叫击穿电压。

　　●影响破坏电压的因素有：溶剂含量、MEQ、ASH、NV、电导率、槽温、杂离子含量、分极值、极间距、通电条件等。

　　★杂离子含量，主要是指被涂物或挂具从前处理工程中带入主槽的Na、Fe、Zn等杂离子Fe离子另外由于涂料循环管道的腐蚀、车身携带铁屑等原因带入，杂离子含量在界限值以上时，涂膜易发生失光、涂装作业性、涂膜性能不良等现象。

　　除去Na、k等离子，可采用废弃U/F过滤液的办法；除去Fe离子时不能采取同样的方法，只能通过更换部分槽液的办法解决。加强纯水的管理也是很重要的。

　　CED用语（加热减量、重溶性）

　　★加热减量，CED涂膜在烘烤固化过程中挥发份的含量。

　　★重溶性，电泳涂装试片湿膜情况下浸入槽液中10min，标准固化后，考察试板涂膜的外观、膜厚、光泽变化。

　　CED用语（槽液温度）

　　★槽液温度（T），是电泳主槽槽液温度（℃），通常在26-30℃范围。

　　因膜厚随槽温而变化，因此要尽可能保持槽温一定（槽温升高1℃，膜厚增加1-2μm）。

　　一般冷却水温是5-15℃，或加热水温为50℃以下。

　　因长期连休，生产线长时间停止运转时，为防止溶剂量减少或槽液恶化，尽量将槽温控制在20-25℃。

　　槽温过高时出现的问题：膜厚增加、溶剂量减少、槽液恶化。

　　槽温过低时出现的问题：膜厚降低、桔皮、镀锌板出现针孔、泳透力下降。

　　CED用语（施工电压）

　　★施工电压（V），是为了使被涂物上膜的涂装电压（直流），通常车身生产线高压段是200-350V。

　　电压上升10V，膜厚约增加1μ；

　　输送带停电时，为防止涂膜重溶，要求生产线上有30-50V的保护电压；

　　施工电压过高时出现的问题：膜厚增加，镀锌板出现针孔；

　　施工电压过低时出现的问题：膜厚下降，泳透力降低。

　　CED用语（电泳时间、通电方式）

　　★电泳时间（t），电泳标准时间为3min。一般为2.5-5min；

　　时间延长，膜厚增加，泳透力增加。时间缩短，膜厚降低，泳透力下降。

　　★通电方式有带电入槽和入槽通电两种；通电又分为慢速通电和急速通电。

　　●急速通电：从一开始就将电压升到施工电压的方式。此方式冲击电流值较大，故应选择量程较大的整流器。

　　●慢速通电（软起动）：慢慢地上升外加电压的方式。例如：用30秒时间慢慢地从0V升到250V。

　　●实际生产线上一般采用2段通电或3段通电方式，第一段用慢速通电方式，以获取光滑涂膜；第2段（第3段）采用急速通电方式以获取高泳透力。

　　CED用语（更新周期）

　　★补充涂料的累计固体分与槽液固体分相等时称为一个更新周期（T。O或T/O）。

　　●更新周期太长的槽液易老化，上膜能力下降。

　　●槽液置换率（%），槽液中新漆占槽液总量的比例：

　　涂料置换率（%）=（1-e-T。O）×100

　　以上是今天分享的前两部分，由于片长的原因，剩余两部分下次分享，欢迎大家踊跃书写建议和意见欧！