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电泳原理

时间:2018/4/20 11:20:50
1、电泳是涂装金属工件最有效的方法之一。电泳涂装是将具有导电性的被涂物浸在装满水稀释的浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极(或阴极),在槽中另设置与其对应的阴极(或阳极),在两极间接通直流电一段时间后,在被涂物表面沉积出均匀细密、不被水溶解涂膜的一种特殊的涂装方法。
2、电泳涂装过程中伴随着四种化学物理变化,即电解、电泳、电沉积、电渗。
(1)电泳:在胶体溶液中,分散在介质中的带电胶体离子,在直流电场作用下,向着带异种电荷的电极方向移动,由于胶体离子在运动过程中受到分散介质的阻力,相对于真溶液在电场中离子迁移的阻力要大得多,移动速度较慢,犹如在分散介质中的泳动,故称电泳。胶粒电泳速度取决于电场强度及水溶性树脂分散时的双电层结构特性。
(2)电解:当直流电场施加于含电解质水溶液时,水在电场中会发生电解,在阳极区析出氧气,阴极区析出氢气。
阳极反应:2OHˉ→ ↑ O2 + 2H+ 4e
阴极反应:H2O+e → ↑1/2H2 + OH
一般,电泳体中杂质离子含量愈高,即体系的电导愈大,水的电解作用愈是剧烈,这样由于大量气体在电极逸出,树脂沉积时就会夹杂气孔,导致涂层针孔及粗糙等弊病。因此,在电泳涂装过程中应尽量防止杂质离子带入电泳液中,以保证涂装质量。
(3)电沉积:在电泳涂装时,带电荷的粒子(树脂和颜填、料)在电场作用下到达相反电荷的电极,被H(阳极电泳)OH(阴极电泳)所中和,变成不溶于水的涂膜,这层漆膜很稳定,而且致密均一。这一过程称为电沉积。
如在阳极电泳中,当带负电荷的水溶性树脂粒子在直流电场作用下到达阳极(被涂工件)时,即发生电沉积反应,首先是OH放电:
2OHˉ → ↑O2 + 2H+ 4e
OH+H=H2O 此反应的结果使阳极区周围H积聚,即局部PH值降低,这时过量H即于RCOO树脂阴离子反应,使树脂析出并沉积在阳极(被涂工件)表面:
RCOO+H → ↓ROOOH 。
(4)电渗:这是分散介质向电泳粒子泳动相反方向运动的现象。在电泳涂装过程中的电渗作用是由于吸附于阳极上涂层中的水化正离子,受电场作用产生向负电极运动的内渗力,从而穿过沉积的涂层,使沉积涂层中的含水量显著减少,约为5—15%左右,可直接烘烤,而得到结构致密平整光滑的涂层。

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