电泳漆 - 科德科技

01 电泳涂装的技术原理与工艺基础

电泳涂装是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。这一过程结合了电泳、电解、电沉积和电渗四种物理化学现象，成就了其独特的涂装效果。

电泳涂装采用定电压法，设备相对简单且易于控制。电压对漆膜的影响极大，它直接影响漆膜的厚度、均匀性和泳透力（即涂料对被涂物内腔、凹陷等隐蔽部位的涂覆能力）。

电泳时间同样是需要精细控制的参数。漆膜厚度随电泳时间的延长而增加，但当达到一定厚度后，继续延长时间反而会加剧副反应。一般而言，工件电泳时间控制在1至3分钟，大型工件为3至4分钟。

电泳涂装的工艺流程包含多个精密环节：预清理、除油、除锈、中和、表调、磷化/锆化、电泳涂装、超滤水洗、烘干等。每个环节的控制都直接影响最终涂层的质量。

钢铁作为最常用的金属材料，其电泳涂装工艺最为成熟。前处理是钢铁电泳成功的基石，一般包括除油、除锈、表调和磷化等步骤。

磷化处理是钢铁电泳的关键环节，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1-2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。这层磷化膜能显著提高漆膜的结合力和防锈力，是确保涂层耐腐蚀性能的重要保障[ccitation:4]。

钢铁电泳的电压范围通常控制在40-70V之间。电压过低会导致电解反应慢，漆膜薄而均匀，但泳透力差；电压过高则会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生“橘皮”现象。

对于黑色金属工件，在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。而采用阴极电泳涂装时，磷化处理同样能显著提升涂层的防护性能。

铝合金与钢铁在化学性质上存在显著差异，其电泳涂装工艺也有独特要求。铝合金表面易形成不均匀的氧化膜，因此需要增加酸洗步骤来去除表面氧化膜，这是与钢铁前处理的主要区别之一。

电压控制是铝合金电泳的关键，适宜范围通常为60-100V，在某些特定工艺下甚至可达120V。较高的电压确保了铝材表面获得均匀完整的涂层覆盖。

在汽车轻量化趋势下，铝合金的应用日益广泛。传统磷化处理对含铝大于30%的钢铝混合车身效果不佳，而锆化处理则展现出显著优势。锆化处理溶液更环保，可处理任意比例钢铝混合车身，且产渣量小，处理温度低，有利于节能。

研究表明，6016铝合金表面磷化+电泳与锆化+电泳复合涂层在附着力、硬度等力学性能上无明显差异，均能满足汽车主机厂要求。但锆化+电泳复合涂层在耐腐蚀性能方面表现更优，其自腐蚀电流密度更小，能更有效地抑制丝状腐蚀。

镀锌板因其优异的防腐蚀性能而广泛应用于建筑、家电等领域。其电泳涂装需要特别关注锌层的化学活性问题。

镀锌板电泳的电压范围介于钢铁和铝合金之间，通常为70-85V。这一折中电压既考虑了锌的导电特性，又兼顾了涂装效果的需求。

镀锌板前处理需特别谨慎，必须选择温和型脱脂剂（pH 10.5-11.5），避免强碱对锌层的腐蚀。锌层化学活性较强，接触强碱除油剂容易导致工件被腐蚀，从而影响后续涂装质量。

镀锌板的击穿电压相对较低（通常低于300V），因此需要采用更保守的电压策略。可采用降低入槽段电压并延长低压时间的方法，防止击穿产生针孔，确保涂层质量。

在实际工业生产中，为提升效率，经常需要将不同金属材料混合在同一条生产线上进行电泳涂装。这种混线生产面临诸多挑战，需要科学的解决方案。

前处理阶段是混线生产的第一道难关。不同金属材质电化学性质和物理特性不一样，前处理方式和工艺步骤会存在区别。例如，不锈钢、铜等可采用高碱性除油剂，而锌合金则需要弱碱性的化学或电化学除油剂。

电压策略的平衡是混线生产的核心挑战。当生产线同时处理多种金属时，需找到参数的“最大公约数”。例如，处理冷轧钢和镀锌板混合时，电压程序需兼顾镀锌板的低击穿电压和冷轧钢的高膜厚需求，常采用降低入槽电压、延长梯度时间的策略。

槽液管理是保障混线生产稳定性的关键。电泳槽液的更新周期应控制在3个月以内，定期检测槽液的各种参数，并根据检测结果进行调整和更换。建议每天测量PH值、固体含量和电导率；每周2次测量颜基比、有机溶剂含量。

电泳涂装过程中可能出现的质量问题多种多样，需要系统性的质量控制手段来确保涂装效果。

橘皮现象是常见问题之一，主要表现为漆膜表面粗糙不平。这通常是由于电压过高、温度过高或PH值过低引起的。通过优化这些参数，可有效避免橘皮现象的产生。

针孔缺陷是另一常见问题，主要是由杂质离子污染或电压过高击穿导致。维持涂料纯度、控制杂质离子含量，以及优化电压策略，是解决针孔问题的有效途径。

定期对涂膜进行质量检测至关重要，包括检查其均一性和膜厚。涂膜外观应无针孔、流挂、橘皮或皱纹等缺陷。同时，还需对涂膜的附着力、耐腐蚀性等物理化学指标进行定期检查。

电泳涂装的质量控制是一个系统工程，需要从前处理、电泳过程到后处理的全流程把控。只有每个环节都达到工艺要求，才能获得理想的涂层质量。