阴极电泳漆与阳极电泳漆有什么不同之处
阳极系统在阴极电泳中的作用
电泳阳极系统的介绍在现代电泳涂装工艺中普遍采用的是阴极系统，阴极系统的可靠性以及电泳的质量都得到了业内的认可。
但随着阴极系统被普遍地接受，阳极系统的作用还是不应该被遗忘。
它在阴极电泳中的作用是显而易见的。
本文就来谈谈阳极系统在阴极电泳中的作用。
阴极电泳是轿车车身制造普遍采用的涂装工艺，它是提高车身使用寿命(耐腐蚀性)的主要手段。
在阴极电泳中，所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)的树脂和颜料浆，被涂物(车身)作为阴极。
在阴极上的最初反应是水电解形成氢气和氢氧根离子(OH-)，这一反应致使阴极表面产生高碱性界面层，使带正电荷的粒子在阴极上凝集，阳离子(树脂和颜料)与氢氧根离子(OH-)反应产生涂膜沉积。
在阳极区不断产生有机酸，这些酸如不及时除去，就会进入槽液使pH值下降，影响工艺参数的稳定，影响泳透力及涂膜性能，再溶解性增大。
除去槽液中游离酸的办法有两种：添加未中和或部分中和的阴极电泳涂料和采用阳极隔膜系统。
一般常用阳极隔膜系统法，尤其是在大型阴极电泳涂装线上。
下面来介绍有关阳极系统：阳极系统的组成：阳极系统包含阳极液系统和阳极电源两部分，阳极液系统是阳极系统的主要组成部分，它由阳极隔膜系统、极液往返循环管路、泵、极液槽、电导率和混浊度控制仪、去离子水供给管路等组成。
阳极液系统:阳极隔膜系统是将阳极封闭在可冲洗的阳极罩上，极罩由不导电材料制成，敞开面(板式电极罩朝向被涂物的一面。
管式电极四周都可算作敞开面)装有离子选择性隔膜。
阳极有板式、管式、弧形阳极等形式，其中管式阳极目前应用最为普遍。
下面着重介绍：管式阳极单元由阳极罩(含离子交换膜)和阳极两部分构成，是过去板式阳极的替代产品。
其结构紧凑，膜电阻小，耗电量低，泳透力高，单位膜面积大，使用寿命长，方便检修和管理。
由于其体积小，重量轻，可安装于电泳槽的侧面、底部或上部，以满足不同涂装工艺的要求。
阳极电极材料一般采用316L不锈钢，厚度最好不小于3．2mm，在正常情况下，阳极缓慢溶解，其寿命取决于通过电泳槽的生产率。
汽车电泳漆种类及电泳涂装优缺点
电泳漆的种类及电泳涂装的优、缺点1、电泳涂装电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，仅适用于与一般涂料不同的电泳涂装专用的（水性水溶性或水乳液）涂料（简称电泳涂料）。
它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极（或阴极）、在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电一定时间，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。
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。
阳极电泳涂装法：被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子型（带负电荷）。
阴极电泳涂装法：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）。
电泳涂装在英语中简称ED（Electro-Depositon），AED（阳极电泳涂装）、CED（阴极电泳涂装）。
电泳涂装过程伴随电泳、电沉积、电解、电渗等四种化学物理作用的组合，而形成涂膜，其原理介绍如下。
（1）电泳（Eletro Phoresis）：胶体溶液中的阳极和阴极接电后，胶体粒子在电场的作用下带正（或负）电荷胶体粒子向阴极（或阳极）一方泳动现象称之。
胶体溶液中的物质不是分子和离子形态，而是分散在液体中的溶质，该物质较大（10-7～10-9m程度），不会沉淀而是分散状态；（2）电沉积凝集（Electro Coagulation）：固体从液体中析出的现象称为凝集（凝聚、沉积），一般是冷却或浓缩溶液产生，而电泳涂装中是籍助于电。
在阴极电泳涂装时带正电荷的粒子在阴极上凝聚；带负电荷的粒子（离子）在阳极聚集，当带正电荷的胶体粒子（树脂和颜料）到达阴极（被涂料）表面区（高碱性的介面层），得到电子，并与氢氧离子反应变成水不溶性，沉积在阴极（被涂物）上；（3）电解（Electrolysis）：在具有离子导电性的溶液中的阳极和阴极接通直流电，阴离子吸往阳极，阳离子吸往阴极，并产生化学反应。
在阳极产生金属溶解，电解氧化，产生氧气、氯气等。
阳极是能产生氧化反应的电极。
阴极电泳的原理与应用
4）阴极电极电泳漆膜的耐碱性（5%NaOH溶液）通常高20-40倍。
5）阴极电泳槽液比较稳定，容易控制，不易受杂技离子和微生物的影响而变质。
虽然阴极电泳的价格较阳极电泳漆贵（国外一般是贵1.3-1.5倍），但由于工艺简化（不须设置辅助电极），库仑效率高，涂装漆膜薄（一般10-13um的阴极电泳涂膜的耐腐蚀性明显地优于20-25um的阳极电泳涂膜）等原因，因此阴极电泳涂装的综合成本反而低于阳极电泳涂装的综合成本。
阴极电泳的工作原理与应用
阴极电泳作为一种新的防护和装饰手段，以电镀层为底层的技术现在已经很流行。阴极电泳涂装技术的原理与电镀有相似之处，即以被加工产品为阴极，在电场作用下让水溶性涂料镀覆到金属制品表面。因此，也很容易与电镀加工对接而形成。系统化加工流程。电泳与电镀最大的区别是所用的镀液不同，相应的原理也不同。电镀所镀上的是金属镀层，是金属离子被电化学还原的过程，而电泳则镀上的是有机物涂层，有机涂料微粒因为带有电荷而在电场作用下电泳到极性与微粒相反的产品上。因此，电镀是物理化学过程，而电泳则可以说是物理过程。根据电泳的原理，电泳可以是阴极电泳，也可以是阳极电泳，但对于装饰性表面层的涂装，多数是采用阴极电泳技术。电泳技术的最大应用领域是汽车表面处理，现在在电子产品装饰中的应用已经越来越多。尤其是在电子产品小型化、功能化的时代，有着很好的发展前景，如微型马达、精密仪器上的绝缘性涂装；特殊电极、磁性材料的防氧化涂装等已经在工业生产中得到应用。电泳涂装有很好的覆盖性能，适用于形状复杂的精密产品上的涂装加工，既有很好的外观，又有良好的性能；紫外线固化电泳涂装可利用其本身具有的涂装特点，用于半导体、线路板上感光成像、封闭、绝缘等特殊要求的家电产品的金属感外观已经很少使用电镀，而是采用不锈钢、铝等金属材料，在其表面进行机械拉丝、激光刻蚀、物理或化学等处理或金属涂料。随着人们对产品的高档化、个性化追求的迅速发展，对一些表面装饰性要求高的金属采用电泳涂装不仅可保持金属感的外观，而且在色泽上可改变不锈钢、铝等金属单色调，可进行各种效果的涂装；同时在结合力、平滑性和耐蚀性方面都优于其他涂装。另外，电泳涂装可进行亚光、珠光、双色等涂装，是一种很好的底面合一的涂装方法。
阴极电泳成本
阴极电泳成本一、阴极电泳原理阴极电泳是一种常用的涂装工艺，它利用电场作用将颜料或涂料颗粒输送到阳极表面，实现对工件的涂装。
其原理是在液体介质中施加直流电场，使带电颗粒向相反电极运动，最终在工件表面形成均匀且致密的涂层。
阴极电泳具有涂层质量高、涂装效率高、环保等优点，因此在汽车、家电、建筑等行业有广泛应用。
二、阴极电泳的应用领域1. 汽车行业：阴极电泳广泛应用于汽车车身、车架和零部件的涂装。
阴极电泳涂层具有优异的耐腐蚀性和耐候性，能够提高汽车的使用寿命和外观质量。
2. 家电行业：阴极电泳可用于家电产品如冰箱、洗衣机等的涂装。
阴极电泳涂层能够提供良好的抗划伤和耐化学品性能，保护家电产品表面不受外界因素损伤。
3. 建筑行业：阴极电泳可用于铝合金门窗、钢结构等建筑材料的涂装。
阴极电泳涂层能够增加材料的耐候性和装饰效果，提高建筑材料的使用寿命和外观质量。
三、阴极电泳的成本分析阴极电泳的成本主要包括设备投资、能源消耗、涂料成本和人工成本等方面。
1. 设备投资：阴极电泳设备包括电泳槽、电源、输送系统等，其价格较高。
设备的规模和性能将直接影响成本。
较大规模的设备投资较高，但单位产品成本相对较低。
2. 能源消耗：阴极电泳过程需要消耗大量的电能和水资源。
电能消耗主要用于维持电场和输送颜料，水资源用于稀释涂料和清洗工件。
因此，能源消耗是阴极电泳成本的重要组成部分。
3. 涂料成本：阴极电泳涂料价格较高，占据了成本的一部分。
涂料的质量和性能将直接影响涂装效果和成本效益。
4. 人工成本：阴极电泳操作需要专业的技术人员进行控制和维护，人工成本是阴极电泳成本中不可忽视的一部分。
高技术人员的薪资水平较高，会增加成本。
阴极电泳成本包括设备投资、能源消耗、涂料成本和人工成本等方面，其中设备投资和涂料成本是较为固定的成本，能源消耗和人工成本则与生产规模和操作效率有关。
因此，在进行阴极电泳涂装时，需要综合考虑各个方面的成本因素，合理控制成本，提高生产效益。
电泳、电镀、阳极氧化、镀锌的原理及相关知识
电泳的原理及相关知识电泳技术的基本原理和分类在电场中，推动带电质点运动的力（F）等于质点所带净电荷量（Q）与电场强度（E）的乘积。
F＝QE质点的前移同样要受到阻力（F）的影响，对于一个球形质点，服从Stoke定律，即：F′＝6πrην式中r为质点半径，η为介质粘度，ν为质点移动速度，当质点在电场中作稳定运动时：F＝F′即QE＝6πrην可见，球形质点的迁移率，首先取决于自身状态，即与所带电量成正比，与其半径及介质粘度成反比。
除了自身状态的因素外，电泳体系中其它因素也影响质点的电泳迁移率。
电泳法可分为自由电泳（无支持体）及区带电泳（有支持体）两大类。
前者包括Tise-leas式微量电泳、显微电泳、等电聚焦电泳、等速电泳及密度梯度电泳。
区带电泳则包括滤纸电泳（常压及高压）、薄层电泳（薄膜及薄板）、凝胶电泳（琼脂、琼脂糖、淀粉胶、聚丙烯酰胺凝胶）等。
自由电泳法的发展并不迅速，因为其电泳仪构造复杂、体积庞大，操作要求严格，价格昂贵等。
而区带电泳可用各种类型的物质作支持体，其应用比较广泛.电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。
它包括四个过程：1 ）电解（分解）在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子OH ，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2O→OH+H2 ）电泳动（泳动、迁移）阳离子树脂及H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。
3 ）电沉积（析出）在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。
4 ）电渗（脱水）涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。
• 电泳表面处理工艺的特点：电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
电泳与电镀的比较
电泳与电镀的比较一、概述电泳涂装技术研究起于一百多年前，基于人们对金属表面防腐防锈要求的不断提高而相关表面处理工艺技术又不能较好地解决这种需求的压力下，而被逐渐研制开发。
直到60 年代才由George Brewer 博士及福特汽车公司研制开发成功阳极电泳漆。
其最早应用于福特汽车公司的涂装线，随着阳极电泳漆生产使用，并被人们等认可并大力推广应用。
之后，电泳技术的发展日新月异，产品品种由环氧型树脂型发展到丙烯酸型及聚氨脂型。
产品的保护品种也由汽车行业引申到自行车、摩托车及家电、轻工饰品行业，如：空调、彩电、洗衣机、摩托车、眼镜、锁具、灯具及饰品、发夹、领带夹及各个金属行业以及铝材表面防锈行业。
二、电泳涂漆之优势1 、在很凹的部位，即可形成完成均匀之保护膜，并可利用调整不同之操作电压，即可控制镀层的厚度，达到极高的防腐性，并消除了电镀过程中的厚薄不均电极效应，同时也消除了喷漆过程中的结皮、泪痕之故障。
2 、涂料利用率高达95% ，与喷漆法相比，减少了材料的浪费。
3 、以水作溶剂，免除了火灾危险，也大大降低了水处理及空气污染，安全性提高，减少了环保设备费用。
4 、可减少贵金属镀层厚度，仍可维持及超越原来镀层寿命，用彩色电泳漆可取代镀金，大大降低了生产成本。
5 、生产性高，生产时间缩短。
金属表面处理、电镀、皮膜等，完成后携带大量水，传统喷涂方法要先行烘干再生产，费时而且浪费能源，而电泳可连续作业，易于大量及自动化生产。
三、电泳漆之工作原理电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。
它包括四个过程：1 、电解（分解）在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子OH ，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2O →OH+H2 、电泳动（泳动、迁移）阳离子树脂及H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。
阴极电泳漆参数及影响
过高时刚膜层比较粗糙，易起桔皮。
因此稳定固体分含量是保证电泳质量的一个关键。
根据生产量的大小建议用户3小时检测一次。
2.溶剂：电泳漆液刚配制时，其溶剂含量稍高。
但随着漆液使用时间的延长和超滤的使用，溶剂不断挥发和滤出，其含量会逐渐下降，影响漆膜质量。
严重时，漆膜会在烘烤前脱落。
因此，应及时添加调整，一般每滤出100L超滤渗透液，应补充1.2L溶剂。
3.电压：极间电压升高，电场作用加强，漆液中带电粒子泳动，沉积速度加快，使用泳透力提高，膜层增厚。
电泳操作时，应根据零件形状与大小，槽液温度高低，所需膜的厚薄，选择最佳电压。
当电泳漆槽刚配制时，其溶剂含量及导电度均高，则电压应适当降低。
4.PH值：由于阳极采用隔膜控制，电泳漆液的PH值较为稳定，当超滤液排出太多或隔膜液漏出进入电泳漆液时，使电泳漆液PH值发生变化，可用有机酸调整。
PH 值过低时，漆膜再溶解增加，膜层变薄，且对设备腐蚀严重。
5.电导率：电导率是控制电泳漆膜层质量的关键指针之一。
新配溶液时电导率可能较高，因此需要通过超滤排出渗液以降低电导率。
电导率过高，则膜厚易产生桔皮和表面粗糙等现象。
电导率过低，则容易产生针孔和麻点。
因此当电导率的高低不同时需要采用不同的电压和槽液温度，以便获得良好的膜层。
电导率较高时，可采用较低的电压和温度；反之则要相应提高电压和温度。
6.温度：电泳漆液的温度一般控制在26度左右。
温度过低，必需使用较高的电压以达到电泳的目的；温度过高，则加剧溶剂的挥发，不利于电导率的稳定和控制。
7.电泳时间：电泳时间的长短会影响漆膜外观及膜层的厚薄。
当电泳时间过长时，膜厚色深，透明性变差。
电泳时间过短，则膜层不完整。
因此需要根据漆液的电导率。
固体分含量等因素的变化，在确定溶液温度和电压的前提下，选择最佳的电泳时间以确保膜层的质量。
在电泳过程中，主要以电压的大小来控制膜层厚度。
时间如超过一定数值，厚度不会显著增加，这是因为电泳漆是不导电的，当零件给膜层完全覆盖后，成为绝缘体，时间再长也不会增加漆膜的厚度。
阴极电泳漆
电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜方法。
阴极电泳涂料是继阳极电泳涂料之后发展起来的一种新型涂料。
它具有水溶性、无毒、易于自动化操作等特点,在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛应用[1～3]。
阴极电泳涂料的种类较多,目前应用的主要有:以双酚Ａ环氧树脂与有机胺的加成物为骨架的环氧型阴极电泳涂料;以丙烯酸脂类共聚物为主体的阴极电泳涂料和聚胺酯类阴极电泳涂料。
环氧型阴极电泳涂料是采用有机胺进行环氧树脂改性,采用全封闭多异氰酸酯预聚物或三聚氰胺甲醛树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺作固化剂,两者通过机械共混而得。
在本实验中,研究了以乙二醇单乙醚半封闭甲苯二异氰酸酯作固化剂,Ｃｏ2+、Ｐｂ2+盐为复合催干剂,环氧树脂为基体的阴极电泳涂料,取得了较好的结果。
1实验部分1.1主要原料和试剂环氧树脂:岳阳石油化工总厂环氧树脂厂;乙二醇单乙醚:广州新港化工厂;环烷酸钴:含钴7.8%～8.2%;松香铅自制;聚酰氨树脂:广东省南海联发有机化工厂;甲苯二异氰酸酯(ＴＤＩ):华中师范大学试剂厂;在合成中所用的其余试剂均为国产ＣＰ级;化学分析测试所用试剂均为国产ＡＲ级;所有实验中用水均为一次蒸馏水;差热分析仪:ＣＲＹ2Ｐ上海天平仪器厂;电泳仪:上海医用电子仪器厂。
1.2试剂的配制1.2.1环烷酸钴试剂的配制称取10ｇ环烷酸钴溶于20ｍＬ乙二醇单乙醚中,玻璃棒搅拌摇匀,备用。
1.2.2松香铅(含铅10%)的合成及其试剂配制称取17ｇ松香于烧杯中,电炉上加热至200℃,松香完全熔化,加入2.0ｇＰｂＯ,并不断搅拌,直至呈透明,取样成片状透明滴下为止。
冷却后取出,呈透明晶体,研细后得黄色粉末。
用分析天平准确称取1.8000ｇ松香铅溶于10ｍＬ乙二醇单乙醚中,玻棒搅拌均匀,制成松香铅试剂。
1.3阴极电泳涂料的制备1.3.1乙二醇单乙醚半封闭甲苯二异氰酸酯(简称Ｔ)的合成在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的三颈烧瓶中,加入一定量的甲苯二异氰酸酯(ＴＤＩ),开动搅拌器,滴加乙二醇单乙醚,滴加过程中控温低于20℃,滴加完毕后,反应1ｈ,再升温至60℃,反应2ｈ左右。
阴极电泳和阳极电泳的区别
阴极电泳和阳极电泳的区别
在外加直流电源的作用下，胶体微粒在分散介质里向阴极或阳极作定向移动，这种现象叫做电泳。
利用电泳现象使物质分离，这种技术也叫做电泳。
胶体有电泳现象，证明胶体的微粒带有电荷。
各种胶体微粒的本质不同，它们吸附的离子不同，所以带有不同的电荷。
利用电泳可以确定胶体微粒的电性质，向阳极移动的胶粒带负电荷，向阴极移动的胶粒带正电荷。
一般来讲，金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷。
因此，在电泳实验中，氢氧化铁胶体微粒向阴极移动，三硫化二砷胶体微粒向阳极移动。
利用电泳可以分离带不同电荷的溶胶。
例如，陶瓷工业中用的粘土，往往带有氧化铁，要除去氧化铁，可以把粘土和水一起搅拌成悬浮液，由于粘土粒子带负电荷，氧化铁粒子带正电荷，通电后在阳极附近会聚集出很纯净的粘土。
工厂除尘也用到电泳。
利用电泳还可以检出被分离物，在生化和临床诊断方面发挥重要作用。
最早出现的阳极电泳，但阳极电泳时易使金属溶解污染槽液，泳透力，耐蚀性差，随着技术发展产生阴极电泳，将电泳漆性能极大的提高了。
其实阳极电泳与阴极电泳从本质上讲是没有分别的，他们只是通过加电的方式使带电漆料在工件表面上析出，然后烘烤成膜，有很好的耐蚀性。
氨酯-丙烯酸阴极电泳漆，漆料含固率为≥50%。
涂膜平整光滑，透明度高，
手感润滑，抗紫外线性能好，硬度可达3~4H，烘干温度低。
可用于眼镜架、打火机、灯具和金属饰品等电镀后的覆盖层。
配色桨后可成彩色膜。
汽车涂装用几种最新涂料与涂装工艺
1 耐候性阴极电泳底漆阴极电泳漆具有涂装效率高、经济安全、污染少、防腐蚀性能好、可完全实现自动化管理等特点,在汽车涂装上得到了迅速的普及应用。
近几年围绕节能和环保的要求，阴极电泳漆技术的发展速度很快。
无铅、无锡阴极电泳漆，低温烘烤型阴极电泳漆，高泳透力、低溶剂含量的阴极电泳漆，高锐边防腐性的阴极电泳漆等已经在涂装生产线上得到成熟应用。
但由于现用阴极电泳漆主体树脂（环氧树脂）的耐候性能差，随着汽车产品种类的增多及质量要求的提高，有些只涂电泳漆的零部件及总成不但要具有较高的耐腐蚀性能，还要具有一定的耐候性能（比如商用车车架总成等），因此国外涂料开发商开发了耐候性阴极电泳漆。
目前有两种技术路线可以提高电泳漆的耐候性能。
1.1 耐紫外线（UV ）阴极电泳漆 耐UV 阴极电泳漆通过调整涂料配方，将原有的芳香族异氰酸酯改换成脂肪族异氰酸酯，并加入UV 稳定剂和UV 稳定的颜料来提高耐候性能。
涂料开发商用不同方法（包括大气曝晒、人工加速老化试验）测试了该涂料的耐UV 性能，结果都证明该阴极电泳漆耐UV 性能达到了与粉末中涂相当的水平。
耐UV 阴极电泳漆的开发是一个技术进步，已在国外某生产线上得到了应用。
耐UV 阴极电泳漆与现用阴极电泳漆性能的不同点列于表1中。
1.2 分层阴极电泳漆分层阴极电泳漆的主体树脂是环氧树脂和耐候性树脂的混合。
在漆膜烘烤过程中，不同的成分通过分层电沉析体现各自的机能，上层具有高耐候性能，下层具有高防腐性能（见图1）。
主要通过控制树脂特性Sp 值，使环氧树脂和耐候性树脂在涂膜固化时发生分离。
分层阴极电泳漆膜能耐400 h 人工老化试验，保光率为80%，漆膜的耐腐蚀性能与现用电泳漆相当，已在日本轻型车和商用车生产线上得到了应用，国内某商用车车架涂装线在3年前也应用了该种电泳漆。
目前，国内高档商用车和面包车采用金属漆涂装工艺，为降低涂装成本和V O C 排放，可以将中涂层取消。
要保证达到原有涂层质量，有两种技术措施：一是改变底色漆和罩光漆的性能，采用新的中汽车涂装用几种最新涂料与涂装工艺日益严格的环保法规的颁布实施及汽车市场日趋激烈的竞争，加快了汽车涂装材料和涂装技术不断更新与发展的步伐。
阴极电泳和阳极
阴极电泳和阳极
阴极电泳和阳极电泳是两种常见的涂装技术，用于在金属表面形成具有防腐和装饰效果的涂层：
1. 阴极电泳（Cathodic Electrodeposition）：
- 这是一种电化学涂装过程，也被称为阴极涂装。
它使用电化学原理将涂料颗粒沉积到金属表面上。
- 涂料颗粒带有负电荷，金属工件作为阴极，被浸入带有涂料的电解液中。
- 当电流通入系统时，涂料颗粒会被电场吸引，并在金属表面上形成均匀的涂层。
- 由于阴极电泳是以阴极作为电流入口，因此这种方法能够实现较好的涂层质量和耐腐蚀性能。
2. 阳极电泳（Anodic Electrodeposition）：
- 阳极电泳也被称为阳极涂装，它与阴极电泳相对应。
- 这种涂装过程是通过将正电荷引导到工件上，从而形成涂层。
- 阳极电泳使用带正电荷的涂料颗粒，金属工件作为阳极被浸入带有涂料的电解液中。
- 当电流通入系统时，涂料颗粒被电场吸引并在金属表面上形成均匀的涂层。
- 阳极电泳通常应用于塑料或其他非金属材料上。
无论是阴极电泳还是阳极电泳，都具有以下优点：
- 可以形成均匀而精细的涂层。
- 提供出色的耐腐蚀性能和划伤抵抗能力。
- 能够涂装复杂形状的工件，包括内部空腔。
- 环保，无挥发性有机溶剂的排放。
需要注意的是，阴极电泳和阳极电泳的具体应用取决于涂装对象的材质和需求。
这些技术在汽车制造、家具制造、电子设备等各个领域都有广泛应用。
电泳涂装简介
定义
• 将被涂物浸泡在 带电荷涂料粒子 的液体中，被涂 物与对极之间通 过直流电，被涂 物表面就会析出 涂料粒子的涂装 法；
装电 分类 泳 • 涂料粒子带负电 荷叫阴离子电泳， 涂 带正电荷叫阳离 子电泳。
阴极电泳 涂膜的外观好，烘干时有较好的展平性，平 展光滑 。 任何部位漆膜厚薄皆均匀致密一致，可形成 均匀的保护膜；泳透性好，提高了工件内腔 的防腐蚀性，尤其是阴极电泳涂膜的耐腐蚀 性；
阳离子树脂及 H+ 在电场作 用下，向阴极 移动，而阴离 子向阳极移动 过程。
在被涂工件表 面，阳离子树 脂与阴极表面 碱性作用，中 和而析出不沉 积物，沉积于 被涂工件上。
电泳漆之工艺路线
预清洗 脱脂 酸洗
水洗 磷化 冷水洗
纯水洗 电泳 纯水洗
水洗
热水洗
进烘箱
电泳各工位之作用
• 清除金属碎骨及焊渣， 消除磷化及电泳潜在 的尘埃源
国外阴极电泳涂装的发展历程
★ 联邦德国 BASF公司和 美国PPG公 司进行了阳 离子型树脂 的合成（即 阴极电泳的 研究） ★ 美国PPG 公司开始应 用第一代阴 极电泳油漆 ★ 第二代阴极 电泳漆在通用 公司成功应用
★ 日本和英 国由美国引 进技术后， 其汽车涂装 开始向阴极 电泳涂装转 化。
• 有效的清洗分散及除掉工 件表面的矿物油、润滑剂 及冲压拉延油，提高磷化 效果及减少带入电泳膜及 电泳涂膜烘干时翻边及焊 缝处易引起的缩水污染物
• 有效处理工件表面的 遗留碱膜
• 除锈及活化金属表面
预清洗
脱脂
热水洗
酸洗
• 充分水洗，避免前道 工序之酸、碱及盐份 带入电泳槽污染漆槽， 影响漆膜。纯水电导 率小于 5 μs
阴极电泳的阳极系统
阴极电泳的阳极反应通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。
阴极电泳涂装的阳极系统如图1。
在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。
当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。
为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。
这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。
热点模具网阳极单元电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。
管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。
阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。
阳极单元结构如图2。
1. 阴极电泳阳极棒阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。
阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。
阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。
阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。
如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。
在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。
通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。
2. 阴极电泳阳极隔膜阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。
电泳概论
质量链 基材 前处理 电泳
加在一起
工艺控制
质量
图1 电泳槽液的组成
75% 去离子水
返回
图2 阴极电泳漆的中和
阴极电泳树脂为不溶于水的聚合物胺。用有机酸中和（如甲酸HCOOH ），形成水溶 性的盐
N
树脂, 不溶于水 树脂
+ +
H-C-OH
酸
N H+
树脂, 树脂 溶于水
. . .
+ +
H-C-O
酸根离子
. . .
H
+
+ OH-
树脂, 树脂 水溶性的
N
树脂, 树脂 不溶于水
+ H-C-O
-
+ H2O
水 返回
酸根离子迁移到阳极
图7 沉积过程 静态, 阴极电泳CED 静态,无电流 ,阴极电泳CED
扩散 迁移 对流 H 2O
涂料
LH+
H 2O
HCOO
LH+ H 2O LH+
H 2O
HCOO HCOO
LH+ LH+ LH+
电源
整流器的基本要求 : 电压 : 涂装 : 跃升时间： 0 - 450 V 持续可调整 一段工作电压, 采用带电入槽 0 - 60 sec 到预定电压 ( 侵槽 )
高级设置:
一个整流器用于入槽电压汇流排 一个整流器用做主电压汇流排
1. 在使用两个整流器，两段电压的情况下，所有的阳极渗析单元必须连接到正电位上，调整电压 通过调整负电位来实现。 在挂具传送到第二段电压之前( - ), 第一个整流器必须通过可控硅整流器转换到第二个主电压。 2. 在挂具突然停止不动的情况下，必须要有一个维持电压。 3. 通向电泳槽的所有的门都必须是安全的。 4. 带电的整流器和槽体都必须接地。
阳极电泳与阴极电泳的优劣对比
阳极电泳与阴极电泳的优劣对比1）由于电泳漆的特点，合成的树脂必须是水溶性的。
为了达到树脂水溶的目的，在聚合物分子链上常需引入一定量的强新水性基团。
如：羧基，羟基，醚基等。
由于酯键、羧基和这些亲水性基团的存在，所以阳极电泳漆的耐碱性、耐盐雾性及耐用水性能均不够理想。
2）由于在阳极电泳过程中被涂工件作为阳极，电泳过程中被涂的基体金属及表面处理膜（如磷化膜）在电沉积过程中被析出而混入到漆膜中，这不仅使漆膜色泽变深，而且还降低了漆膜的耐腐性。
3）电泳涂装时，由于在阳极区发生电解产生的氧气对树脂影响很大（主要是对漆液的稳定性），必要时还须加入抗氧剂。
由于阳极电泳存在以上这些问题，于是人们通过研究发明了阳极电泳，那么阴极电泳加工又有什么优点了，我们就一起来看一下吧。
阴极电泳加工的特点：与阳极电泳相比，阴极电泳加工具有漆膜性能好，涂层均匀，漆膜色泽不变深，有色金属也能涂覆等特点：1）阴极电泳加工漆的泳透力也比阳极电泳漆高，通常是阳极电泳漆的1.3-1.5倍，这就使得阴极电泳加工在进行复杂工件内部涂装时，可以省略辅助电极，从而简化了电泳涂装工艺和材料消耗。
2）阴极电泳加工漆比阳极电泳漆具有显著的耐腐蚀性，在脱脂钢板上其耐腐蚀时间一般为阳极电泳漆的3-4倍，超过了经磷化处理的阳极电泳漆。
在锌盐磷化钢板上，其耐蚀性为阳极电泳漆的2-3倍，在某些情况下甚至可达10倍。
国外曾对阴，阳极电泳涂装的汽车车身在盐雾室中作过对比试验，阳极电泳涂层经250h已被破坏，而阴极电泳加工涂层经1700h试验后还未被破坏。
3）阴极电泳加工漆的耐碱性也比阳极电泳漆高，从实验数据表明，阴极电泳加工膜比阳极电泳漆膜的耐碱性（5%NaOH溶液）通常高20-40倍。
4）阴极电泳加工漆在电泳涂装时库仑效率高，通常是阳极电泳的2-3倍，可减少30%的耗电量。
电泳设备所需冷冻机的容量也较少。
5）阴极电泳加工槽液比较稳定，容易控制，不易受杂技离子和微生物的影响而变质。
电泳涂装漆的技术参数
电泳涂装漆的技术参数一、漆膜厚度电泳涂装的漆膜厚度不是任何时候都均匀的，它受工件表面的质量、槽液的导电率和工件形状的不同而有变化。
通常，电压越高处理时间越长，漆膜厚度越厚，但亦有一定的限度，但漆膜超过40um时，漆膜含水量会大于40%，易出现气泡或针孔。
二、泳透力电泳涂漆时，对工件内表面的涂覆能力称为泳透力。
亦即形成均匀的电泳漆膜的能力，这是电泳漆的一项重要指标，漆膜电阻越大，泳透力越高。
电泳漆的泳透力除与漆的品种及配方有关系外，还与电压、时间及固体含量成正比。
三、库仑效率通过1库仑电量所能沉积干漆膜的毫克数称为库仑效率，以mg/c计。
库仑效率高，表面在相同电压下消耗电量少，一般电泳的库仑效率为15～30mg/c。
四、管理工作管理工作在电泳漆中十分重要，各个环节都要严格遵照操作工艺条件，健全必要的分析、检验制度，才能保证得到理想的漆膜和确保长期稳定的运转。
1、预处理预处理是电泳涂漆中的重要工序之一。
应注意：⑴检查执行预处理的各项技术要求；⑵冲洗要严格；⑶预处理干燥要控制好。
2、涂漆管理⑴吊杆装配完好；⑵检查供电线路、阳极连接、辅助阴极连接和短路防止措施；⑶槽液过滤完全；⑷槽温要维持在范围内；⑸控制好电压时间；⑹控制好冲洗处理；⑺控制好预烘及烘烤处理；⑻对针孔、脱皮等漆膜缺陷要进行及时处理。
3、槽液的管理⑴固体粉；⑵导电率；⑶P H值；⑷漆膜外观；⑸漆膜厚度（与各种电压相对的漆膜厚度）；⑹颜基比；⑺泳透力；⑻漆膜性能（硬度、柔韧性、冲击强度、附着力、耐水性等）；⑼异物的处理等。
阴极电泳涂装工艺阴极电泳涂装是七十年代发展起来的新工艺，1977年美国通用汽车公司首先开始用阴极电泳漆涂装汽车车身。
近年来，世界上阴极电泳涂装得到迅速发展，1982年，欧美洲等国汽车工业已拥阴极电泳涂装流水线250余条，美国PPC公司产量在万吨以上。
1982年，又试制成厚涂层阴极电泳漆，颜色有淡灰、深灰和黑色等品种。
用于家电的颜色品种更多，近年来，我国上海、重庆、西安、沈阳等科研单位相继积极开发阴极电泳漆。
铝连接件阳极电泳涂装与阴极电泳涂装性能
作者简介：任玉宝 （1986-），男，辽宁省朝阳市人，工程师，硕士，主要从事铝合金表面处理工作。 收稿日期：2019-02-18
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任玉宝，等：钢铝连接件阳极电泳涂装与阴极电泳涂装性能
阳极电泳试样 B 经 480 h 盐雾试验后，在钢铝 能。
连接点位置及铆钉周围出现点腐蚀，随盐雾时间的 增加腐蚀加剧，进行至 1000 h 时，钢件部分的腐蚀
3 分析与讨论
面积达 50%，局部漆膜遭到破坏，产生大量的灰黑 色腐蚀产物，而铝板部分经 1000 h 盐雾后未发生腐 蚀。
阴极电泳试样 C 的耐蚀性较好。在 720 h 盐雾 试验后钢铝连接点位置出现点腐蚀，1000 h 时，钢 板腐蚀面相对扩大，但整体依然维持原始形貌。铝
0 前言
钢铝连接技术现已广泛应用于交通、航天及装 备制造等各领域。自汽车制造业转向节能、环保、 轻量化发展方向后，大量的铝质工件替代了传统的 钢质工件被应用到汽车中，极大地降低了汽车的自 重，节约了燃油成本 ［1-3］。同时，铝质工件的引入 也将铝所具有的强耐蚀性、强导电性、强导热性引 入到了汽车中，大大提升了汽车质量。
技术工程
表 1 钢铝连接件性能检测标准与试验方法
测试项目 执行标准 硬度 GB/T 6739-2006
附着力 GB/T 9286-1998 耐冲击 GB/T 1732-1993
测试方法 铅笔试验 百格试验 测试锤重 1 kg、测试高度 100 cm0 、720 、1000h 时的表面形貌
紧固件：LMC 双面铆钉 （M9·26 不锈钢）。 检测设备：QCJ-120 涂层耐冲击试验仪、Qfog/CRH600 盐雾箱。 1.2 实验方法 连接件的连接方式见图 1。首先将钢铝连接件 命名为试样 A，然后对连接件进行皮膜处理，对连 接件进行阳极电泳涂装得到试样 B，对连接件进行 阴极电泳涂装得到试样 C。试样 B 与试样 C 的表面 处理流程为：超声波脱脂-水洗-皮膜处理-水洗阳极电泳 （阴极电泳） -水洗-固化。
电镀 电泳 溅镀 阳极处理的区别
电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。
电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源正极相连。
通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。
电铸大致可分为三类，即装饰性电镀（以镀镍-铬、金、银为代表）、防护性电铸（以镀锌为代表）和功能电镀(以镀硬铬为代表电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。
据称电铸始于1838年。
当时，苏联的Jacoli在石膏母型上涂敷石腊，通过石墨使其表面具有导电性，然后表面镀铜，镀后脱模，以此制成铜的复制品。
日本昭和初年，京都市工业研究所和大板造币司等单位就已积极开展了在石膏母型上铸铜，在绝缘体上电镀等方面的研究，并制作了许多精美的金属工艺品。
但是，以石膏或腊等作为母型模进行电铸时，不仅制造技艺要求高、操作麻烦，而且母型易破损，难以制出精致的复制品，所以电铸的应用范围十分有限。
后来，由于塑料母型材料的问世以及电镀水平的提高，电铸技术也得到很大发展，并广泛应用于制造那些采用其它方法不能制造的或加工有困难的急需产品。
特别是最近几年，由于电铸用于制造宇航或原子能的某些零件，它已作为一种尖端加工技术而为人们所瞩目。
（此外通过电镀使金属与金属相结合的所谓“电结合技术”也进行了研究。
这种电结合的金属不会因热而改变金属材质的机械性能和物理性。
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。
电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。
具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
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阴极电泳漆与阳极电泳漆有什么不同之处
相信大家都了解，电泳涂装将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极(或阴极)、在槽中另设置与其相对应的阴极(或阳极)，在两极间通直流电，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。
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。
阳极电泳涂装法：被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子型(带负电荷)。
阴极电泳涂装法：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷).
这里简单的写下阳极电泳涂料和阴极电泳涂料的化学反应式！
阳极电泳涂料(阴离子电沉积涂料)的化学反应：
阳极反应(被涂工件)
2H2O→4H++4e–+O2↑(电解)
Me→Men++ne-(阳极溶解)
RCOO—+H+→RCOOH↓(电沉积，树脂，颜料树脂的析出)
水溶性→水不溶性
nRC00—+Men+→(RCOO)nMe↓
阴极反应：
2H2O+2e→2OH—+2H2↑
R3NH++OH—→R3N+H2O
阴极电泳涂料(阳离子电沉积涂料)的化学反应：
阴极反应(被涂物)
2H2O+2e→2OH—+H2↑
R-NH++OH—→R-N↓+H2O
(水溶性→水不溶性)
阳极反应：
2H2O→4H++4e+O2↑
RCOO—+H+→RCOOH
电泳涂料是一种仅适用于电泳涂装法的专用水溶性(或水乳化型)涂料，在水中能离解为带电荷的水溶性成膜聚合物，并在直流电电场的作用下泳向相反电极(被涂面)，在其表面上沉
积析出.根据所采用的电泳涂装方法的不同(被涂物在电泳涂装过程中所处极性不同).电泳涂料
可分为阳极电泳除料和阴极电泳涂料两种.
(1)阳极电泳漆涂料：阳极电泳涂料用的成膜聚合物是阴离子型树脂，常用的都是多羧
基的聚台物，中和剂为无机破或有机胺，如KOH、一乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺等.
阳极电泳涂料在水中离解成为阴离子聚合物，常用的有纯酚醛阳极电泳涂料、聚丁二烯阳极电泳涂料、顺酐化油阳极电泳涂料等。
(2)阴极电泳涂料：阴极电泳涂料用的成膜聚合物是阳离子型树脂，在树脂骨架中含有
多数的胺基.中和剂为有机酸，如甲酸、乙酸、乳酸等.阴极电泳涂料在水中离解成为阳离子的聚.合物，最常用的村脂有环氧树脂和聚胺酯等.阳极电泳涂料和阴极电泳涂料组成的比较见下表.
(3)阴极电泳漆涂料按一次泳涂膜厚尚可分为薄膜型(20um)和厚膜型(30—35um)两种.
一般以一次泳涂膜厚25um为分界。
因调整工艺参数可控制厚膜型的膜厚，当薄膜型用.另外，厚膜型电泳涂料与原体系的薄膜型电泳涂料可随意混溶.阴、阳极电泳涂科的组成。