选择电泳涂装的工艺条件

为了获得良好的电泳涂膜，除选择性能好的电泳涂料和表面处理工艺外，选择适宜的电泳涂装工艺条件是非常重要的。下面以阳极电泳为例介绍电泳涂装工艺条件的选择。

1.电泳电压

电泳涂装有两种操作方法：一种是采用恒电压法操作，另一种是采用恒电流法操作。其中，恒电压操作容易控制，在生产上应用较多。

采用恒电压电泳时，电压对电泳涂膜质量的影响很大，它与电泳涂料的品种、被涂工件材料的材质、表面积和阴阳极之间的距离都有一定的关系。电泳电压高，电泳沉积速度就会加快，泳透力（即在电泳涂装时，涂料对被涂物内表面和凹处的电泳能力）也会提高，使涂膜增厚。但电泳电压过高时，电解反应加剧，气泡增加很多，电泳涂膜厚，而且表面粗糙，容易产生针孔，烘干后有桔皮现象。电泳电压过低时，电解反应缓慢，电泳沉积量减少，涂膜厚度薄而均匀，泳透力差。几何形状和结构复杂，表面积较大的工件，欲获得一定厚度且均匀的电泳涂膜，通常要通过数次试验来选择适宜的电泳电压。一般钢铁件采用的电泳电压较低，为30～60V；铝及铝合金采用电压较高些，为60～90V。当电泳电压超过破裂电压时，电解反应激烈，气泡增多，沉积在工件表面上，使涂膜无实用价值。因此，选择的极间电压应在临界电压与破裂电压间较为合适。

2.pH值

电泳涂料为胶体溶液，其pH值直接影响电泳涂料的稳定性，而涂料稳定性正是电泳涂料涂装的一个主要参数，在电泳涂装过程中，需经常调整涂料的pH值，主要方法如下：

（1）加料法 补加低胺或无胺新涂料。这样，一方面可以达到补加涂料固体成分含量的目的；另一方面可利用涂料中的过剩胺，将补加进去的新涂料稀释溶解，从而达到调整和改善pH值的目的。

（2）阴极隔膜法（即阴极罩法） 用半透明膜制成一个阴极罩，把阴极板装入阴极罩内，罩内注满蒸馏水，这样涂料的pH值不会上升，始终能保持在一定范围内。这是控制pH值稳定的一种最有效方法。

（3）离子交换树脂法 主要使涂料通过分别装有弱酸型和强碱型的离子交换树脂塔。其中，弱酸型的离子交换树脂塔的作用是除胺，调整pH值；强碱型的离子交换树脂塔的作用主要是除杂质离子，恢复电阻率。

3.固体含量

固体含量指的是电泳涂料中所含固体成分的含量。刚出厂的电泳涂料中固体含量较高，为50%（质量分数）左右，而电泳施工时一般要求固体含量控制在8%～16%（质量分数）之间。为了获得这一固体含量，必须用蒸馏水或无离子水对电泳涂料进行稀释。

在使用过程中，若固体含量增加，而其他工艺条件不变，则涂料的粘度随之增加，而涂料粒子的泳动速度与涂料粘度成反比。一般常用电泳涂料的固体含量在30%（质量分数）以下时，随着涂料固体含量的增高，粘度增大，泳透力降低，电渗性不好，所以涂膜粗糙而且疏松，附着力不好，工件从电泳槽中黏附带出而损失的涂料量也随之增多。反之，涂料固体含量过低时，颜料容易沉淀，涂料的稳定性差，涂膜电阻增加，使电泳电压增加，导致水的电解反应加剧，泳透力低，电沉积效果差，涂膜厚度薄，易出现针孔、发花等缺陷。

4.电泳涂料温度

在电泳涂装生产中，一般采用连续电泳操作方法。电泳涂料在电沉积时，一部分电能转化为热能，再加上循环系统机械摩擦产生的热量，以及周围环境温度等，很容易导致电泳涂料温度逐渐上升，而电泳涂料温度必须控制在20～30℃之间。为此对电泳涂料必须采用恒温措施。电泳涂料温度升高，涂料粘度降低，涂料粒子运动加快，电阻下降，电流密度增大，电沉积量增大。如果涂料温度过高，则涂料中的溶剂挥发较快，导致电泳涂料稳定性变差，在电沉积过程中，涂膜容易出现针孔、桔皮等缺陷。如果电泳涂料温度过低，则涂料的水溶性降低，电沉积量减少，涂膜就会很薄，在深凹表面处可能沉积不上涂料，还会产生涂膜粗糙、无光等缺陷。

5.电泳时间

随着电泳时间的延长，沉积量也增加。对于结构、几何形状不是太复杂的工件，电泳时间只需要2～3min即可。当工件的表面结构、几何形状复杂时，根据泳涂效果来分析，应适当地提高电泳电压和延长电沉积时间。

在一定条件下，电泳时间增加，电沉积量也增加。当涂膜达到一定厚度，电阻接近于无穷大时，若电泳时间再延长，则不可能再增加涂膜厚度，相反，却可能导致涂膜外观质量变坏。电泳时间与电压、固体含量、工件的形状、材料厚薄及极间距离等因素有关，没有固定标准。当电压一定时，在保证产品质量的情况下，电泳时间越短越好。

6.颜基比

颜基比是涂料中的颜料与基料（树脂）的质量之比。在电泳过程中，电泳涂料的基料质量总是比涂料的颜料质量大。当电泳涂料长期使用时，颜基比就会逐渐地下降，相应地使涂膜的颜基比也发生变化，影响涂膜的颜色、耐蚀性能及光泽。为保证涂膜质量，涂料的颜基比必须通过添加颜料含量高的涂料加以调整。(www.xing528.com)

对电泳底漆来说，其颜基比为1∶2时较适宜，无光电泳涂料的颜基比最好控制在1∶1～1∶2的范围内；有光电泳涂料的颜基比一般控制在1∶4左右较好。实践证明，电泳涂料的颜基比控制在1∶1以上较理想。在这种颜基比的情况下所获得涂膜，平整光滑。若颜基比太高，则所得的涂膜易粗糙，且薄而无光泽。如果电泳涂料中的基料少于颜料，则树脂对颜料的黏附能力较差，因此颜料与填料容易沉淀，使涂料的稳定性变差，所得涂膜的遮盖力随之变差。

7.阴阳极面积比及极间距离对电沉积的影响

阴阳极面积比对电泳涂装效率有很大的影响。电泳涂装量随着阴极面积的增加而增加。当阴极面积小于阳极面积的1/2时，电泳涂装效率将急剧降低。因此，一般将阴阳极面积比控制在0.5～2.0为宜。在生产过程中，一般采用的阴阳极面积比为1∶1。

极间距离过小时，极间电阻降低，并产生局部性大电流，这样所得到的涂膜厚度不均匀。若极间距离过大，则电泳涂装效果就受到影响，涂装量减少，电泳涂膜很薄并且不均匀。因此，极间距离需保持适当的范围，在连续生产批量大的情况下，一般控制在100～150mm。

8.泳透力

泳透力就是电泳涂料对被涂物的部位（内表面、凹面、缝隙等处）的涂覆能力。即使结构复杂的工件也能在其全部表面均匀地涂上涂膜。

泳透力与电泳涂料本身的性能很有关系，故选择泳透力大的电泳涂料有重要的实际意义。凡泳透力不好的涂料，涂装后工件表面出现阴阳面，甚至会有严重的流挂现象，但泳透力特别好的涂料，电泳涂装后，则不能获得较厚的涂膜。

有些人认为，泳透力反映了涂料本身的电泳涂装能力，与电泳涂装工艺参数也有关。泳透力与电泳电压、时间、涂料固体含量成反比，与涂料的pH值、温度、极间距离成正比。影响泳透力的因素很多，应根据实际条件进行测试并加以比较，选择出适宜的工艺参数和电泳涂料。

9.助溶剂的影响

电泳涂料的溶剂为水，在施工过程中加入适量的有机溶剂作为助溶剂，用以改善电泳涂料中树脂的水溶性及改善涂膜的表面状态，同时可以调节涂料的粘度，从而提高涂料的稳定性。施工常用的助溶剂品种有丁醇和乙醇等。

实践证明，加入助溶剂，可使电泳涂装量有所增加。但助溶剂的用量必须适宜，若用量过多，则会使电泳涂膜的电渗作用变差，泳透力降低，涂膜变薄且容易出现针孔。另外，在实际生产中，应考虑溶剂会因蒸发而减少，这时要定期补加部分助溶剂，以使电泳涂装正常进行和保证涂装件的涂装质量。

总之，电泳涂装与其他涂装方法相比有以下优点：

1）电泳涂装以水作为溶剂，不用涂料配制，施工中不使用有机溶剂，不会带来易燃、易爆、有毒等危害，有利于安全生产，并降低了有机溶剂消耗，减少了环境污染。

2）涂料利用率高，可达90%～95%，比其他涂装方法高得多，降低了生产成本。

3）可实现机械化、自动化涂装。目前，电泳涂装多采用流水作业生产，降低了工人劳动强度，使生产效率显著提高。

4）涂膜质量好，附着力强，涂膜厚度均匀，即使是工件的棱角、缝隙、内层及形状复杂的部位，也能均匀、完整地一次性涂覆。涂膜结构细密，防护性能超过同类溶剂型涂料。

由于电泳涂料有较多的优越性，因此汽车行业、货架行业、自行车行业等，凡是生产批量比较大而零部件尺寸不大的场合大多采用电泳涂装工艺进行涂装。