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电泳涂装

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GeorgeBrewer博士及福特汽车公司研制开发

成功阳极电泳漆。

电泳涂装(electro-coating)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。

电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接

上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树

脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不

溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的

电化学反应过程，其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解

四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳（工件是阳

极，涂料是阴离子型，简称AED）和阴极电泳（工件是阴极，

涂料是阳离子型，简称CED）；按电源可分为直流电泳和

交流电泳；按工艺方法又有定电压和定电流法。

二、电泳涂装的优势

1、涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位

如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决

了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题；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

的桔皮、流挂之故障。

2、涂料利用率高达95%，与喷漆法相比，减少了材料的

浪费。

3、采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶

剂，大大降低了大气污染和环境危害。免除了火灾危险，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、电泳与电镀比较

电泳电镀

-+

→OH+H

2、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。

五、电泳原理

电泳涂装的机理，在于离子型聚合物的水溶性会随着pH

值的变化而变化。电沉积过程中，最先发生的电化学反应

是水的电解。这样在阳极的周围，呈现很强的酸性，而阴极

的周围呈现碱性。

阳极电泳是含有-COOA多元酸聚合物的胺盐。-COO-基是

4+

以阴离子形式在阳极发生沉淀反应的基团，A＋是NH。含羧

酸聚合物在阳极形成涂膜。另外由于阳极以及金属件的电化

学溶解，在沉积涂膜中含有一部分的阳极金属离子。同时会

发生金属阳极的电化学溶解和树脂基料的氧化等副反应。

在阴极电泳涂料里，基料中含有胺基团，通过加入酸中

和成盐而水溶，形成带有RnX＋Z-的聚合物，其中Z-为相应

的有机酸（多为醋酸和甲酸）基团，RnX＋为聚合物离子。

阳离子型基料（环氧、丙烯酸、聚酯、聚氨酯或其他树脂）

含有氨基或叔胺基团，在碱性条件下，阴极周围的阳离子基

团由于与OH-