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阴极电泳与阳极电泳的区别

大家都知道,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)。   
阴极电泳加工涂装法: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加工涂料的化学反应式,了解一下就可以,具体可参看 电泳涂装(电沉积)机理 一节。
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
阴极电泳加工涂料(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→4 H++4e+O2↑
      RCOO—+ H+→RCOOH
为什么会出现阳极电泳和阴极电泳加工两种电泳方法了,阴极电泳加工相对于阳极电泳来说有什么什么优点了。请看下面。
在电泳的初期人们都是采用阳极电泳,在电泳的不断发展中,经过长期的研究与使用,人们逐渐发现阳极电泳涂装工艺存在着以下三个问题:
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。
虽然阴极电泳加工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的阴极电泳加工涂膜的耐腐蚀性明显地优于20-25um的阳极电泳涂膜)等原因,因此阴极电泳加工涂装的综合成本反而低于阳极电泳涂装的综合成本。
由于阴极电泳加工相对阳极电泳来说存在许多优点,因此现在在市场的价格两者上也存在着不了的差距,同类型的阴极电泳加工漆的价格相比阳极电泳漆的价可要贵上很多。
这一节就讲到这了,相信大爱对阴极电泳加工和阳极电泳各自的优点和缺点就有了一定的了解了。
 
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