電泳加工的本質是 **“電解、電泳、電沉積、電滲” 四個連續(xù)過程的協(xié)同作用 **,具體原理如下:
電解:當電極(工件為陰極或陽極,對應不同電泳類型)插入涂料溶液(電泳漆)并通直流電時,水分子在電極表面發(fā)生電解反應:
陰極(若工件為陰極):2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?(產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,使附近溶液呈堿性);
陽極(若涂料粒子帶負電):2H?O - 4e? → O?↑ + 4H?(產(chǎn)生氧氣和氫離子)。
電泳:電泳漆中的涂料粒子(樹脂、顏料等)因帶有電荷(通常為負電,少數(shù)為正電),在電場作用下向相反極性的工件(電極)定向移動,例如:負電粒子向陰極工件移動。
電沉積:當帶電涂料粒子到達工件表面時,因工件表面電荷被中和(如陰極附近的 OH?與負電粒子反應),粒子失去穩(wěn)定性并沉積在工件表面,逐漸形成濕涂層。
電滲:沉積的濕涂層具有一定多孔性,電場作用下,涂料溶液中的水分子會從涂層內部向外部(溶液側)滲透,使?jié)裢繉用撍?、致密化,為后續(xù)烘干固化奠定基礎。
根據(jù)涂料粒子的電荷極性和工件的電極屬性,電泳加工可分為兩大核心類型,二者在工藝特點和應用場景上差異顯著:
分類維度 陰極電泳(Cathodic Electrophoretic Coating, CED) 陽極電泳(Anodic Electrophoretic Coating, AED)
涂料粒子電荷 負電(陰離子型) 正電(陽離子型)
工件電極屬性 陰極(接電源負極) 陽極(接電源正極)
涂層附著力 強(工件表面無氧化,涂層與基體結合更緊密) 較弱(工件表面可能發(fā)生氧化,影響結合力)
耐腐蝕性 優(yōu)異(涂層致密,可阻擋腐蝕介質滲透) 一般(適用于低腐蝕要求場景)
環(huán)保性 高(涂料利用率>95%,廢水排放量少) 中等(涂料利用率約 85%)
主要應用場景 汽車車身 / 零部件、工程機械、高端五金 家用電器(如洗衣機內筒)、普通五金件、小型零件
目前,陰極電泳因綜合性能更優(yōu),已成為工業(yè)主流(尤其是汽車行業(yè),占比超 90%);陽極電泳因成本較低,仍用于對涂層性能要求不高的領域。
電泳加工的典型應用領域
汽車行業(yè):核心應用領域,包括汽車車身、車架、車門、底盤零部件(如傳動軸、懸掛臂)等,采用陰極電泳涂層,可滿足汽車 10 年以上的耐腐蝕要求;
工程機械:如挖掘機、裝載機的駕駛室、液壓管路、金屬結構件,需耐受戶外惡劣環(huán)境,電泳涂層可提供優(yōu)異的耐候性和耐腐蝕性;
家電行業(yè):洗衣機內筒(陽極電泳,成本低)、空調外機外殼(陰極電泳,耐雨水腐蝕)、冰箱金屬部件等;
五金與安防:門鎖、合頁、鉸鏈等建筑五金,以及監(jiān)控攝像頭外殼、配電箱等安防產(chǎn)品,需兼顧美觀與防銹;
軌道交通:地鐵、高鐵的金屬部件(如車門框架、座椅支架),電泳涂層可適應軌道交通的高振動、高濕度環(huán)境。
電泳加工 vs 傳統(tǒng)溶劑型噴漆:直接的替代關系
噴漆是基礎的涂裝工藝,二者均用于非金屬或金屬表面的防護與裝飾,核心差異如下:
對比維度 電泳加工(陰極) 傳統(tǒng)溶劑型噴漆
核心優(yōu)勢對比 1. 涂層均勻性:無死角(深孔、邊角全覆蓋),厚度偏差<5%;
2. 附著力與耐腐蝕性:劃格試驗 0 級,中性鹽霧>500 小時;
3. 環(huán)保性:涂料利用率>95%,無 VOC 排放,廢水易處理;
4. 自動化:適合流水線,人工成本低,穩(wěn)定性高(返工率<1%) 1. 靈活性:換色 / 換工件僅需清洗噴槍(10-20 分鐘),適合多顏色小批量;
2. 初期成本:設備投資僅為電泳的 1/3-1/2(無需超濾、磷化系統(tǒng));
3. 顏色豐富:可定制任意顏色,無需特殊配方;
4. 工件限制少:非金屬(如塑料)無需導電處理即可噴涂
核心劣勢對比 1. 靈活性差:換色需排空漆槽(4-6 小時,成本 1-2 萬元 / 次);
2. 顏色局限:以黑 / 灰為主,彩色成本高、穩(wěn)定性差;
3. 工件限制:僅適用于導電金屬(非金屬需先鍍膜) 1. 涂層質量:易出現(xiàn)漏噴、流掛,邊角 / 深孔覆蓋率<70%;
2. 耐腐蝕性弱:中性鹽霧僅 100-200 小時,附著力易脫落;
3. 環(huán)保性差:涂料利用率僅 60%,VOC 排放高(需額外處理,成本增加);
4. 效率低:人工依賴度高,返工率 5%-10%,規(guī)模化產(chǎn)能低
結論:電泳是噴漆的 “升級替代方案”,適合規(guī)?;?、高防腐需求(如汽車車身、工程機械);噴漆適合多顏色、小批量定制(如家具、小型裝飾件)。