電泳加工的本質是 **“電解、電泳、電沉積、電滲” 四個連續過程的協同作用 **,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生電解反應:
陰極(若工件為陰極):2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?(產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,使濕涂層脫水、致密化,為后續烘干固化奠定基礎。
核心優勢
涂層性能優異:附著力強(劃格試驗可達 0 級)、均勻性高(復雜工件的孔內、邊角均能覆蓋,無 “死角”)、耐腐蝕性好(中性鹽霧試驗可達 500 小時以上);
環保節能:涂料利用率高(陰極電泳>95%),遠高于傳統噴漆(約 60%);漆液封閉循環,無揮發性有機化合物(VOC)排放,符合環保法規;
生產效率高:工藝自動化程度高(可實現連續流水線生產),單批次處理量大,適合大規模工業應用;
成本可控:雖設備初期投入高,但涂料利用率高、后續維護成本低,長期綜合成本低于傳統涂裝。
電泳加工的典型應用領域
汽車行業: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,需耐受戶外惡劣環境,電泳涂層可提供優異的耐候性和耐腐蝕性;
家電行業: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,以及監控攝像頭外殼、配電箱等安防產品,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、高濕度環境。
電泳加工 vs 粉末涂裝:中厚涂層的競爭關系
粉末涂裝(靜電噴粉)通過靜電吸附將粉末涂料(如環氧樹脂)附著于工件,經高溫固化形成厚涂層(50-150μm),與電泳的核心差異在涂層厚度與適用場景:
對比維度 電泳加工 粉末涂裝
核心優勢對比 1. 薄涂層優勢:單次 15-40μm,涂層細膩,無流掛風險,適合精密部件;
2. 邊角覆蓋:電場作用下深孔 / 窄縫全覆蓋,粉末易 “法拉第籠效應”(邊角無涂層);
3. 自動化:可與前處理無縫銜接,流水線更成熟;
4. 漆液回收:超濾系統回收利用率>95%,粉末回收率約 85% 1. 厚涂層優勢:單次 50-150μm,耐沖擊、耐劃傷性能更強(如戶外護欄);
2. 顏色豐富:可定制任意顏色,包括紋理(如砂紋、錘紋),裝飾性優于電泳;
3. 無 VOC: 固體分,環保性與電泳相當;
4. 工件限制少:非金屬(如玻璃鋼)可直接噴涂
核心劣勢對比 1. 厚涂層局限:單次無法超過 40μm,需多次電泳(效率低、成本高);
2. 裝飾性:無紋理效果,顏色選擇少;
3. 高溫敏感:固化溫度 160-180℃,部分鋁合金工件易變形 1. 薄涂層困難:涂層厚度難低于 50μm,適合厚涂層需求,不適合精密部件(如電子零件);
2. 邊角覆蓋差:深孔、窄縫(<5mm)易漏涂,無法替代電泳;
3. 換色成本:需清理噴粉房、回收系統(比電泳略快,但仍需 1-2 小時)
結論:電泳適合薄涂層、精密、復雜結構件(如汽車變速箱殼體);粉末涂裝適合厚涂層、戶外、大尺寸件(如路燈桿、健身器材)。