电泳涂料基础知识简介

1 简介 

20世纪的后半个世纪，金属件的涂装涌现了新的技术。这些技术解决了人们要求的降低或完全消除涂料释放易燃有毒有机溶剂的问题。解决这些问题的途径之一是水性涂料的开发。为了防止金属的腐蚀，主要使用以水溶性的离子型聚合物为成膜物的水性涂料。这种体系中电泳涂料就是一种在浸槽中直流电场中涂装物品的特殊涂料。这种方法与目前采用的方法十分接近。只有这种方法才可以赋予复杂工件以均匀的涂膜。现在，采用全封闭循环系统进行涂装。涂料几乎不损失。鉴于此，在提倡环保的21世纪，电泳涂料及涂装技术将继续发展下去。 

本文论述此种方法的目前状态及其将来的发展趋势。 

2 一些物化数据 

电泳涂料是以水溶性离子型聚合物为成膜基料，被涂工件可以是阴极或者是阳极，尽管此种涂料在20世纪40年代后期才出现，且应用很有限，一直到20世纪60年代才以电沉积的方法将这些水性涂料转化成涂膜。这主要是因为是以水为溶剂，由于水的特殊物化性，很高的表面张力。会使涂膜在工件的边缘部位产生流挂，释放困难，造成涂膜在干燥的过程中表面起皱等。但是，这些缺点在通电的漆槽中就得到了克服。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-基是以阴离子形式在阳极发生沉淀反应的基团，A＋是NH4＋。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-相互作用，而失去水溶性，并在阴极上以R3N的形式沉积下来。有很多综述及专论对这种涂料及涂装方法进行了详细的论述，这种涂装方法与电泳过程有一定的相似性，但仍存在着差别，电泳过程针对的是一种憎液胶体的运动，而电沉积发生在聚合物溶液的热动态平衡。涂料中的颜填料也通过电沉积过程沉积在电极上，电沉积涂膜是一种高度集中的胶体结构，并含有少量的有机溶剂。 

现在，有一些关于电泳涂料的新观点，有不少专刊及文献阐述了这个领域的技术进展。 

2.1不同底材上的电泳涂料 

涂料与其他聚合物材料不同，它被涂覆在材料的表面，同样体积而言，施工后具有很大的表面积，这样，涂层一方面与底材相接触，另一方面与外部的环境接触，而底材的特性会影响涂层的化学和结构特性。 

在物体表面进行涂装，固体物表面可以影响涂层的应力、取向等性能，同样能催化或抑制涂层的化学反应过程，这样，材料的特性以及涂装前工件的前处理对涂膜的机械性能、防护性能、热力学性能以及涂层的使用寿命均有影响。 

与传统基于溶剂释放的溶剂型涂料相比，电沉积涂料中齐聚物的沉积伴随着电化学反应的进行而进行，这样，不同的底材上沉积下来的涂膜的化学成分不同，而且，实践证明即使在阴极电沉积涂料中，金属底材也对涂膜的技术参数及性能有影响。涂装进行前处理和生产具有合适特性的电泳涂料尤其重要。近来，在这方面已获得了新的突破。

带电的颗粒在电场作用下向着其电性相反的电极移动，称为电泳(electrophoresis,简称EP)。1937年瑞典科学家Tiselius设计世界上第一台电泳仪，建立”移界电泳法(moving boundary EP)”。由于”移界电泳法”电泳时自由溶液受热后发生密度变化产生对流，始区带扰乱，分辨性不高且加上电泳仪器昂贵，不易推广。故50年间，改进电泳仪及找寻滤纸(paper)、醋酸纤维生素薄膜(cellulose acetate membrane)、淀粉、琼胶糖(agarose) 做为支持介质。60年间更找到聚丙烯酰氨凝胶(polyacrylamide)为支持介质并发展了SDS-polyacrylamide 电泳、等电点电泳、双向电泳和印迹转移电泳等技术。这些技术具有设备简单、操作方便、分辨率高等优点。目前，电泳技术已成为生物化学、免疫学、分子生物学以及密切相关的医学、农、林、牧、鱼、制药、某些工程分析中必不可缺的工具。

电泳原理

一、电荷的来源

        任何物质由于本身的解离作用或表面上吸附其它带电质点，在电场中便会向一定的电极移动。作为带电颗粒可是小的离子，也可是生物大生子，蛋白质、核酸、病毒颗粒、细胞器等。其中，组成蛋白质的氨基酸次单元体为两性物质，在一定的pH条件下可解离带电而形成电荷来源。

二、泳动度

        不同的带电颗粒在同一电场的运速度不同，其泳动速度用迁移率(mobility)来表示。泳动度即带电颗粒在单位电场下的泳动速度。可以下公式计算：

U = v/E = (d/t)/(V/l)=dl/Vt

        一般所带净电荷数越多，颗粒越小，越接近球形，则在电场中泳动速度越快，反之则慢。可见泳动度与球形分子、介质黏度、颗粒所带电荷有关。

三、影响电泳速度的外界因素

影响电泳速度的外界因素之关系可以右式表示 v = εE D / Cη

由此式显示泳动速度(v)与电动电势(ε)，所加的电场强度(E)及介质的介电常数(D)成正比，与溶液的黏度(η)及常数(C)成反比。

1.电场强度：电场强度是指每厘米的电位降，即电位梯度。电场强度越高，则带电颗粒泳动越快。

2.溶液pH ：溶液的pH值决定带电颗粒的解离程度。如对蛋白质而言，溶液pH值离等电点pI越远，则所带净电荷越多，泳动速度越快。

3.溶液的离子强度：离子强度会影响颗粒的电动电势(ε)，缓冲液离子强度越高，电动电势越小，则泳动速度越慢；反之，则越快。

4.电渗现象：液体在电场中，对于一个固体支持物的相对移动，称为电渗(electrosmosis)现象。所以电泳时，颗粒泳动的表面速度力是颗粒本身的泳动速度与由电渗携带颗粒移动的速度和。

5.对支持物的选择：一般要求支持物均匀，吸附力小，否则电场强度不均匀时，会影响区带的分离及实验结果与扫描图谱均法法重复。

6.温度对电泳的影响：电泳过程中由于通电产生焦尔热，热对电泳有很大影响。温度升高时，介质黏度下降，分子运动加快，引起自由扩散变快，迁移率增加。

电泳分类

一.按分离原理分类：可分成区带电泳、移界电泳、等速电泳和聚胶电泳。

二.按有无固体支持物分类：可分成自由电泳、支持物电泳。

        电泳槽的形式也是多种多样，有垂直的、水平的、柱状的、毛细管的等不同型态。由此可见电泳种类很多，其基本原理相同，但因不同的支持物或凝胶而有各自的特性。电泳技术在生物科技中，已是不可获缺的技术，对于电泳分离技术的了解有助于研究的重要环节上，可以各种类型的电泳分离技术解决。

涂料常见术语及解释

1．表干时间 surface drying time 

    在规定的干燥条件下，一定厚度的湿漆膜，表面从液态变为固态但其下信为液态所需要的时间。 

    2． 实干时间 hard drying time 

    在规定的干燥条件下，从施涂好的一定厚度的液态漆膜至形成固态漆膜所需要的时间。 

    3． 透明度 transparency 

    物质透过光线的能力。 

    透明度可以表明清漆、漆料及稀释剂是下含有机械杂质和浑浊物。 

    4． 密度 density 

    在规定的湿度下，物体的单位体积的质量。 

    常用单位为千克每立方米（kg/m3）,克每立方厘米（g/cm3）. 

    5． 粘度 viscosity 

    液体对于流动所具有的内部阻力。 

    6． 固体含量 non-volatile matter content: solids content 

    涂料所含有的不挥发物质的量。 

    一般用不挥发物的质量的百分数表示，也可以用体积百分数表示。 

    7． 研磨细度 fineness of grind 

    涂料中颜料及体质颜料分散程度的一种量度。即在规定的条件下，于标准细度计上所得到的读数，该读数表示细度计某处槽的深度，一般以微米（μm）表示。 

    8． 贮存稳定性 storage stability 

    在规定的条件下，涂料产品抵抗其存放后可能产生的异味、稠度、结皮、返粗、沉底，结块等性能变化的程度。 

    9． 相容性 compatibility 

    一种产品与另一种产品相混合，而不致于产生不良后果（如沉淀、凝聚、变稠等）的能力。 

    10．遮盖力 hiding power 

    色漆消除底材上的颜色或颜色差异的能力。 

    11．施工性 application property 

    涂料施工的难易程度。

    注：涂料施工性良好，一般是指涂料易施涂（刷、喷、浸等），流平性良，不出

现流挂、起皱、缩边、渗色、咬底；干性适中，易打磨，重涂性好，以及对施工环境

条件要求低等。 

    12．重涂性 recoatability 

    同一种涂料进行多层涂覆的难易程度与效果。 

    13．漆膜厚度 film thickness 

    漆膜厚薄的量度，一般以微米（μm）表示。 

    14．光泽 gloss 

    表面的一种光学特性，以其反射光的能力来表示。 

    15．附着力 adhesion 

    漆膜与被涂面之间（通过物理和化学作用）结合的坚牢程度。被涂面可以是裸底

材也可以是涂漆底材。 

    16．硬度 hardness 

    漆膜抵抗诸如碰撞、压陷、擦划等机械力作用的能力。 

    17．柔韧性 flexibitity 

    漆膜随其底材一起度形而不发生损坏的能力。 

    18．耐磨性 abrasion resistance 

    漆膜对摩擦作用的抵抗能力。 

    19．打磨性 rubbing property 

    漆膜或腻子层，经用浮石、砂纸等材料打磨（干磨或湿磨）后，产生平滑无光表面的难易程度。 

    20．黄变 yellowing 

    漆膜在老化过程中出现的变黄倾向。 

    21．耐湿变性 temperature change resistance 

    漆膜经过受冷热交替的温度变化而保持其原性能的能力。 

    22．发混 clouding 

    清漆或稀释剂由于不溶物析出而呈现云雾状不透明现象。 

    23． 增稠 thickening 

    涂料在贮存过程中通常由于稀释剂的损失而引起的稠度增高现象。 

    24． 絮凝 flocculation 

    在色漆或分散体中形成附聚体的现象。 

    25． 胶化 gelling 

    涂料从液态变为不能使用的固态或半固态的现象。 

    26． 结皮 skinning 

    涂料在容器中，由于氧化聚合作用，其液面上形成皮膜的现象。 

    27． 沉淀 settling 

    涂料在容器中，其固体组分下沉至容器底部的现象。 

    28． 结块 caking 

    涂漆中颜料、体质颜料等颗粒沉淀成用搅拌不易再分散的致密块状物。 

    29． 有粗粒 seedy 

    涂料在贮存过程中展现出的粗颗粒（即少许结皮、凝胶、凝聚体或外来粗粒）。 

    30． 返粗 pig shin 

    色漆在贮存过程中，由于颜料的絮凝而使研磨细度变差的现象。 

    31．发花 floating 

    含有多种不同颜料混合物的色漆在贮存或干燥过程中，一种或几种产料离析或浮出并在色漆或漆膜表面集中呈现颜色不匀的条纹和斑点等再象。 

    32．浮色 flooding 

    发花的极端状况。 

    33．起气泡 bubbling 

    涂料在施涂过程中形成的空气或溶剂蒸气等气体或两者兼有的泡，这种泡在漆膜干燥过程中可以消失，出可以永久存在。 

    34．针孔 pin-hloes 

    一种在漆膜中存在着类似于用针刺世的细孔的病态。 

    35．起皱 wrinkling 

    漆膜呈现多少有规律的小波幅波纹形式的皱纹，它可深及部分或全部膜厚。 

    36．桔皮 orange skin 

    漆膜呈现桔皮状外观的表面病态。 

    37．发白 blushing 

    有光涂料干燥过程中，漆膜上有时呈现出乳白色的现象。 

    38．流挂 runs ; sags; curtains 

    涂料施于垂直面上时，由于其抗流挂性差或或施涂不当、漆膜过厚等原因而使用权湿漆膜向下移动，开成各种形状下边缘厚的不均匀涂层。 

    39．刷痕 brush mark 

    刷涂后，在干漆膜上留下的一条条脊状条纹现象。这是由于涂料干燥过快，粘度过大，漆刷太粗硬，刷涂方法不当等原因使漆膜不能流平而引起。 

    40．缩孔 craterring 

漆膜干燥后仍滞留的若干大小不等、分布各异的圆形小坑的现象。 

    41．厚边 fat edge 

    涂料在涂漆面边缘堆积呈现脊状隆起，使干漆膜边缘过厚的现象。 

    42．咬底 lifting 

    在干漆膜上施涂其同种或不同种涂料时，在涂层施涂或干燥期间使其下的干燥膜发生软化、隆起或从底材上脱离的现象（通常的外观如起皱）。 

    43．渗色 bleeding 

    来自下层（底材或漆膜）的有色物质，进入并透过上层漆膜的扩散过程，因而使漆膜呈现不希望有的着色或变色。 

    44．表面粗糙 bitty appearance 

漆膜干燥后，其整个或局部表面分布着不规则形状的凸起颗粒的现象。 

    45．积尘 dirt retention 

    干漆膜表面滞留尘垢等异粒的现象。 

    46．失光 loss of gloss 

    漆膜的光泽因受气候环境的影响而降低的现象。 

    47．开裂 cracking 

    漆膜出现不连续的外观变化。通常是由于漆膜老化而引起。 

    48．剥落 peeling 

    一道或多道涂层脱离其下涂层，或都涂层完全脱离底材的现象。 

    49．回粘 after tack 

    干燥不发粘的漆膜表面随后又呈现发粘的现象。

影响阴极电泳涂装的因素

5.2.1 前言

    20世纪60年代美国福特（Ford）汽车公司率先开发了阳极电泳涂料，主要用作汽车底漆。70年代以后，阴极电泳涂料获得了迅速的发展。阴极电泳涂料除保留了阳极电泳涂料的优点外，还具有可避免工件的阳极溶解、泳透力高、抗腐蚀性强、自动化程度高等优点，已广泛用于汽车、家电、仪器仪表、玩具、五金及工艺品等的表面涂装。有关阴极电泳涂料的进展我国已有一些文献报道，我们对阴极电泳涂料的一些最近的发展动向也进行了阐述。

    电泳涂料的基料树脂的组成和结构对涂层的性能有着至关重要的影响。阴极电泳涂料是一个多相分散体系，被涂基材的表面组成与结构、电泳前处理以及涂装工艺参数对涂层的性能都有重要的影响。本文就影响电泳涂装的主要因素对电沉积涂层性能的影响进行了讨论。

5.2.2 影响阴极电泳涂装的因素

5.2.2.l 基材的表面性质

     阴极电泳涂装过程中，作为阴极的基材，如低锌、普锌或含锌镍的磷化钢板由于电解作用，沉积的涂层会有缺陷，影响电沉积涂层的防腐性能。此外，电泳时阴极表面碱性增强（开始电沉积时阴极附近的pH值约12），会使部分磷化膜溶解、基材表面微观结构发生变化，影响整体涂层的性能。目前，解决的措施是改进磷化工艺，使基材表面覆盖Zn与Mn、Ca、Fe等金属的复合磷酸盐[Zn2M(PO4)2?H2O](式中M为Fe、Ni、Mn和Ca)，以提高磷化膜的耐碱性。

    值得注意的是，在不同基材表面上电沉积的涂层其热性能也有差异。如在氧气气氛下，未经过磷化处理的钢板上电沉积的环氧涂层在450℃即开始热降解，热降解残余量约25％；表面镀锌-镍合金的钢板在520℃开始热降解直至完全。这是因为不同基材表面对阴极放氢反应的催化活性不同，导致环氧主链的吸氢反应程度及涂层的多孔性呈现差异，从而影响了热降解速率。此外，基材对于树脂的固化温度也有影响，比如镀镍表面环氧树脂的固化温度可降低20～30℃。

5.2.2.2 电泳前处理

5.2.2.2.1 脱脂

     脱脂的目的是除去金属表面的油污。目前脱脂普遍采用水溶性碱性脱脂剂，关键在于控制好脱脂温度和脱脂时间。脱脂温度过高，水解速度加快，工件表面易泛黄；温度过低，不利于脱脂液中表面活性剂的润湿、乳化、增溶等作用，脱脂不干净。脱脂液除油能力随pH值的提高而提高，但pH值过高可能使铝及铝合金等金属工件被腐蚀。一般控制脱脂温度60～80℃、脱脂时间10～15min效果较好。此外，脱脂后应立即清洗干净。否则金属表面覆盖一层碱性物质，会影响后续除锈和磷化工序，最终使电泳涂层的抗腐蚀性下降。

5.2.2.2.2 磷化

     对于阴极电泳涂装，磷化膜必须是轻量极的（膜厚为2～6μm）过厚的磷化膜导致电阻增大，使电沉积的效率降低。此外，电泳涂装还要求磷化膜致密而均匀，只有在工件的导电能力、电场强度一致的前提下，才能得到均匀的电沉积膜。我国广泛采用锌系或锌钙系中低温、低渣快速磷化工艺。低锌磷化与阴极电泳配套性好，可充分发挥阴极电泳涂装的优势，发达国家高档汽车的电泳涂装均采用低锌磷化。磷化工序的控制重点是磷化液的游离酸和总酸度、促进剂含量，以及磷化温度和时间。一般低锌磷化采用NO3-促进剂体系（含量＞15g/L），处理温度50～60℃，浸入时间3～5min，总酸度20～27点（滴定10mL磷化液至酚酞终点时所消耗的氢氧化钠溶液的毫升数），游离酸0.7～1.3点（滴定10mL磷化液至甲基橙终点时所消耗的氢氧化钠溶液的毫升数）。若在锌系或锌钙系磷化液中加入一定量的Ni2+或Mn2+（2～5g/L），可形成颗粒状晶粒致密的磷化膜，增强磷化膜的耐碱性。从而提高电泳涂层的耐腐蚀性。此外，磷化后必须彻底洗净磷化膜上残留的可溶性盐，因为在湿热条件下这种可溶性盐容易引起涂层的脱落，且它带入电泳槽会严重污染电泳涂料。

5.2.2.3 固体分

    阴极电泳槽液的固体分通常控制在18％～25%（质量分数），固体分的高低对涂料电沉积量的影响较大。涂料的固体分高，槽液导电性好，电沉积量也随之增加，但固体分过高（＞ 30％），电沉积量增加过多，涂膜变得过厚，烘烤时因流平性不佳而在表面形成桔皮等弊病；固体分过低（＜10％）时，涂料的泳透力低，涂膜的遮盖力差，还会引起电解反应加剧，涂膜易产生针孔，槽液稳定性变差。实际涂装过程中，由于涂料固体分的下降，需要定期检测固体分的下降值，通过计算向槽液中补加新鲜电泳涂料。

5.2.2.4 颜基比

    对以颜料为着色物质的阴极电泳漆，颜基比失调会导致涂膜的外观和抗腐蚀能力变差。颜基比过高，涂膜粗糙无光泽，甚至颜料发生沉淀；颜基比过低，涂膜易产生针孔，抗腐蚀能力降低。阴极电泳过程中，一般通过向槽液中补加高颜基比的颜料浆的方法，以维持颜基比恒定在0.24～0.3。

5.2.2.5 助溶剂

     助溶剂是阴极电泳涂料的重要组成部分，一方面有利于保持涂料的稳定，另一方面影响涂膜的质量。助溶剂含量太低，降低了树脂的水溶性，导致电沉积量和泳透力降低；助溶剂含量太高，涂膜变厚，与此同时，泳透力和涂膜的击穿电压下降，槽液不易控制。通常，阴极电泳涂料中助溶剂含量为20％～40%；在中和及用水稀释之后，槽液中有机溶剂一般控制在2%～5%。若选择的助溶剂是低沸点的醇类溶剂，生产中还需注意定期补加其损失量。

5.2.2.6 槽液的pH值

     电泳过程中，槽液的pH值是控制电泳涂料稳定性的重要因素。通常情况下，阴极电泳涂装需严格控制pH在5.90～6.15。槽液的pH值太高，电泳涂料变得不稳定，严重时导致沉淀析出；槽液的pH值也不应过低，虽然pH值降低时电泳电流增大，电沉积量增加，有利于涂膜形成，但漆膜的再溶解程度也随之加大。

     连续电泳时，由于树脂不断沉积，中和剂不断积累，使得槽液pH值渐渐降低、电导率增大，导致泳透力降低。更为严重的是已沉积在工件上的漆膜重新溶解的趋势加大，使沉积膜变薄，失光甚至露底。一般通过极罩法、补加低中和度涂料和更换超滤液的方法来调整pH值，使之稳定在规定的范围之内。

5.2.2.7 槽液电导率

     阴极电泳涂料槽液的电导率通常在1200～1600μS/cm，维持槽液一定的导电能力，保证涂层的质量。在电泳过程中，由于杂质离子的混入，以及游离出的中和剂的浓度增加的缘故，电导率会逐渐增大。电导率过高既增加耗电量，降低了泳透力，又使槽液升温过快，涂膜光泽降低，颜料颗粒析出、漆膜抗腐蚀能力下降。

5.2.2.8 槽液温度

    槽液温度对阴极电泳涂装及涂膜性能的影响是非常显著的。在其他工艺条件不变的情况下，升高温度，槽液粘度降低，电极反应加快，同时涂膜的电阻值也下降，有利于电沉积，使膜厚增加。但槽液温度过高（＞35℃），涂膜变得粗糙，烘干后产生波浪状的堆积，且槽液中的助溶剂易挥发，导致槽液变质，稳定性变差。温度过低（＜15℃ ），沉积量很小，涂膜很薄，光泽度和遮盖力都差，且槽液粘度大，电沉积过程中产生的气泡难以消除，漆膜易出现针孔。一般阴极电泳槽液温度控制在 28～34℃，实际操作中需采取恒温措施。以防止槽液温度超出此范围。

5.2.2.9 电泳电压

     阴极电泳涂装的电压主要取决于涂料的品种，操作时还应该综合考虑极间距、极比、槽液温度等因素，以确定最佳电压范围。电压的高低对电泳涂膜的质量影响很大。通常电泳时间是固定的，通过提高或降低电压来调节涂膜厚度。极间电压越高，电场强度越强，电沉积量亦随之增加，工件内表面及半封闭面的涂膜厚度增大。但电压过高，工件入槽瞬间的冲击电流太大，涂膜沉积速度过快，易造成涂膜外观和性能变差。电压高到超过电泳膜的击穿电压时，沉积涂膜被击穿，电解反应加剧，电极表面产生大量气体，涂膜表面产生大量气泡。电泳电压过低，涂料泳透力差，沉积速度慢，效率低，涂膜变薄。一般在保证涂膜外观质量前提下，尽可能采用较高的电压进行阴极电泳涂装。电压控制在150～340V为宜。

    据文献报道，阴极电泳涂装时采用不同的供电方式对涂膜的外观影响较大。线性升高电压既可获得较高的泳透力，又可峰值电流，防止涂膜弊病的产生。

5.2.2.10 电泳时间

     一般情况下，电泳时间长，膜厚及泳透力会增加，涂膜电阻值也随之增大，约2～3min后，涂膜达到一定厚度，厚度就几乎不再增加。电泳时间过长，会导致涂膜缺陷产生，外观变差。因此，在保证涂层质量前提下，应尽量缩短电泳时间，电泳结束后，被涂物应尽快从槽中取出，以免涂膜发生再溶解而变薄。

5.2.2.11 极间距与极比

     阴极电泳时阳极与阴极（被涂物）之间的距离（极间距）和面积比值（极比)对电沉积效率有一定影响。极间距过远，极间电阻增大，电沉积效率降低，沉积量减小，涂膜不均匀，局部甚至电泳不上；反之则会产生局部电流大和过量电沉积，影响膜厚均匀度。一般合适的极间距为50～400mm。对于较大的工件，必要时可设置辅助阳极，以达到合理的极间距范围。阳极面积过大，被涂物表面易产生异常电沉积，沉积出的涂膜厚且粗糙，附着力也降低；阳极面积过小，电沉积效率降低，涂膜变薄，泳透力也低。一般合适的极比（阳极面积／阴极面积）为1/4～1/6。

5.2.2.12 烘烤温度和时间

    烘烤温度和时间对涂膜的耐腐蚀性、耐冲击性均有很大的影响。高温长时间烘烤可能导致涂膜泛黄、变脆等；烘烤温度太低，树脂没有充分交联，耐腐蚀性变差。一般烘烤温度为165～180℃，烘烤时间20～30min。

电泳涂料常规参数介绍以及检测方法

1．固体分的测量 

固体份是指电泳涂料在105℃时加热3小时后，剩余的干燥树脂和颜料份的百分含量。测定方法如下: 

①称取约2g的槽液存于干燥洁净的小蒸发皿中，在105℃下，烘干3小时，称量。 

②计算：NV%=（W2/W1)×100% 

式中:   

NV%—固体份值 

W2 — 烘干后残留物重量 

W1 — 样品起始称量 

③测定时，可取2—3个平行实验计算平均值。 

2．PH值的测定 

测定pH值，可采用一般pH计。测定前，先按pH计的说明书校准计。测定温度控制在25℃。其中槽液、极液、超滤液、去离子水可直接取样测定，而乳液和色浆则必须先用去离子水稀释一倍后再测定。 

3．电导率的测定 

电导率的测定可采用一般的电导仪测定。具体步骤如下: 

①先按电导仪的使用说明书预热，调试仪器。 

②再根据说明分别测定待测液体的电导率。注意温度控制在25℃。 

4．MEQ值的测定 

电泳涂料的MEQ值=中和剂／胺值（酸值），也可用中和100g涂料固体份所需中和剂的毫克量来表示。 

MEQ值的测定方法如下（仅适用于槽液）： 

①取10g电泳涂料槽液（精确到1mg）放入250ml烧杯中，加入50ml四氢呋喃，用电磁搅拌充分搅拌均匀。 

②用0.1N氢氧化钠，3ml以／分的速度（自动或手动滴定均可）进行滴定。 

③将所有测定的数据记作消耗碱的函数。 

④经所测定的各点圆滑连接，用平行尺根据曲线的拐点找出曲线与拐点的两条平行切线的垂线相交二分之一点，此点即为中和点。此点对应值即为消耗的碱量。 

⑤计算: 

ＭＥＱ＝（Ｖ－Ｖ"）×N×100／WS 

式中: 

Ｖ—等当点时耗碱量（ml） 

Ｖ"—四氢呋喃耗碱量（ml） 

Ｎ—氢氧化钠溶液的浓度 

Ｓ—试样的固体份（％） 

Ｗ—试样重（g） 

5．库仑效率的测定 

库仑效率是指消耗单位库仑的电量沉积的采用一般的库仑计漆膜的重量，以毫克／库仑来表示。 

阴极电泳涂料槽液的库仑效率测定:（采用一般的库仑计） 

①磷化钢板称量，在标准电泳条件下，制备样板。在泳板过程中记录库仑计上的库仑数值Q。 

②在规定的烘干条件下，待烘干的样板冷却后称量，测得涂料在样板上的沉积量W（mg）。 

③计算: 

库仑效率Ｃ＝Ｗ／Ｑ（毫克／c） 

6．灰分和颜基比的测定 

    电泳涂装场合的颜基比是指电泳涂料、槽液或者涂膜中的颜料和基料（树脂）之比。颜基比的测定有溶剂法和测灰分法。电泳涂料所用的颜料，除碳黑外一般都是不燃性的无机颜料，因而常用测定灰分来算出颜料份，方法简便。 

1)    检测仪器和材料 

①坩锅和马福炉 

②恒温干燥箱 

2)    测定方法 

①称取定量（10g左右）的漆样或槽液样于已称量的坩锅中; 

②在110±5℃下烘干1小时，随后在200—250℃下烘1小时，再在400—450℃烘0.5小时，再升温至800℃煅烧0.5小时; 

③冷却后将坩锅重新称量; 

④计算: 

灰分＝（Ｃ－Ａ）×100/[（Ｂ－Ａ）×（Ｄ/100）] 

颜基比（Ｐ／Ｂ）＝（C－A）/K[ D（B－A）－（C-A）K ] 

式中: 

Ａ    坩锅的重量（g） 

Ｂ    坩锅加试样重量（g） 

Ｃ    煅烧后坩锅加试样重量（g） 

Ｄ    漆样固体份（％） 

K    为碳黑修正系数，在黑漆中K= 1.15 

7．加热减量的测定 

①将供试验的样板（钢板或磷化钢板）用天平称重w0； 

②按标准规定的条件进行电泳，水洗后放置0.5小时以除水； 

③将除水后的样板在140℃/30min烘干后，在干燥器内冷却，称重w1； 

④再将上述干燥后的样板在170℃/30min烘干后，在干燥器内冷却，称重w2； 

⑤计算加热减量（%）=（w1-w2）/（w1-w0）×100% 

8．再溶性的测定 

①按标准规定的条件制备电泳涂膜样板； 

②断开电源后将样板取出，然后将样板的1/2直接浸泡在正在搅拌的槽液中，并用秒表计时； 

③10分钟后将样板取出，并用水冲洗，按标准烘干条件将样板进行烘干； 

④目测浸泡前后样板的外观有无明显差异，然后用测厚仪测定样板浸泡前后漆膜的厚度（多点测量的算术平均值），并记录； 

⑤计算： 

　　　再溶性（%）=（m1-m2）/m1×100% 

　　　式中： 

　　　　　　m1：浸泡前样板的平均膜厚（μm） 

　　　　　　m2：浸泡前样板的平均膜厚（μm） 

9．泳透率的测定 

1）仪器和材料： 

①泳透率盒 

a.测试板：磷化钢板，尺寸：（300-350）×105×0.75mm 

b.隔条：硬聚氯乙烯条二根，尺寸：4×10×（300-350）mm 

c.防水胶带：宽度为20mm和38mm两种 

②电泳槽：PVC塑料槽，内壁尺寸为120×200×350mm，装填漆液高度为300mm，相当于7200ml。 

③阳极（适用于阴极电泳涂料涂装） 

　　材料为不锈钢板，尺寸为被覆物的阴极面积的1/4—1/2，位于电泳槽的纵侧面，相对阴极伏特盒放置。 

　　对于阳极电泳涂装为阴极。 

④电泳装置：0—400V可调 

2）测定方法： 

①泳透率盒的制作： 

a.测试板：磷化钢板，尺寸：（300-350）×105×0.75mm 

b.隔条：硬聚氯乙烯条二根，尺寸：4×10×（300-350）mm 

c.防水胶带：宽度为20mm和38mm两种 

②将泳透率盒放入已熟化好的电泳槽中，使盒底边距槽底60±5mm，与电泳槽壁的距离为30±2mm； 

③伏特盒于其相对应电极的距离为155±2mm； 

④接好电源，将电压在15s内升至规定电压，电泳3min后，断开电源； 

⑤取出泳透率盒，撕去固定测试板两边的胶带，取出隔条； 

⑥将测试板用去离子水冲洗，然后按该电泳涂料规定的干燥条件烘干测试板； 

⑦隔条清洗干净，以备再用。 

3）结果表示： 

    测定每一块测试板内表面漆膜长度，平均长度以mm计算，其数值即是漆的直观泳透率值。 

    说明： 

      ①测试结果取两次试验的平均值； 

      ②记录时必须注明相应电压。

电泳技术的现状和发展

早期的电泳技术是由瑞典Uppsala大学物理化学系Svedberg教授提出了荷电的胶体颗粒在电场中移动的现象称其为电泳（electrophoresis）。于1937年，收Arne Tiselius教授---诺贝尔奖金获得者，利用些电泳现象，发明了最早期的界面电泳（moving boundary），用于蛋白质分离的研究，开创了电沪泳技术的新纪元。此后，各种电泳技术及仪器相继问世，先进的电泳仪和电泳技术的不断发展，使它在生物化学实验技术中占重要地位，按电泳的原理有三种形式的电泳分离系统：原则上按电泳的原理来分，即移动界面电泳（moving boundary ek|lectrophoresis）、区带电泳（zone electrophoresis）和稳态电泳（steady state electrophoresis）或称置换（排代）电泳（displacement electophoresis）。在自由移动界面电泳，是带电分子的移动速率通过观察界面的移动来测定，该方法已成为历史。代之以采用支持介质的区带电泳。

  区带电泳因所用支持体的种类、粒度大小和电泳方式等不同，其临床应用的价值也各有差异。固体支持介质可分为两类：一类是滤纸、醋酸纤维素薄膜、硅胶、矾土、纤维素等；另一类是淀粉、琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶。由于它们具微细的多孔网状结构，故除能产生电泳作用外，还有分子筛效应，小分子会比大分子跑得快而使分辨率提高。它的最大优点是几乎不吸附蛋白质，因此电泳无拖尾的现象。低浓度的琼脂糖电泳相当于自由界面电泳，蛋白质在电场中可自由穿透，阴力小，分离清晰，透明度高，能透过200~7000nm波长的着色区带的检测敏感性，为此第一类支持介质现已被第二类支持介质所替代。

    稳太电泳或称置换电泳的特点是分子颗粒的电泳迁移在一定时间后达到稳态，如等电聚焦和等速电泳。

    区带电泳是临床检验领域中应用最广泛的技术，有重要临床意义，尤其是其他新技术，更扩大了其应用范围，提高了检测技术，现对该技术的现状与发展作一评述。

一、 正确解释电泳结果，有助于临床疾病判断的参考

    新鲜血清经电泳后可精确地描绘出患者蛋白质的全貌，一般常见的是白蛋白降低、某个球蛋白区域升高，提示不同的临床意义。如急性炎症时，可见a1，a2区百分率升高；肾病综合征、慢性肾小球肾炎时呈现白蛋白下降，a2球蛋白升高，β球蛋白也升高；缺铁性贫血时可由于转铁蛋白的升高而呈现β区带增高，而慢性肝病或肝硬变呈现白蛋白显著降低，r球蛋白升高2-3倍，示免疫球蛋白多克隆增高，甚至可见β-r融合的桥连现象，还可在r区呈现细而密的寡克隆区带；对单一克隆浆细胞异常增殖所产生的无抗体活性均一的免疫球蛋白称M蛋白（monoclonal protein）的检测，血清蛋白电泳是其首选的实验诊断方法。 可在电泳区带的a2-r区呈现致密而深染，高度集中的蛋白克隆增生区带，称其为m蛋白区带，扫描后形成高而狭窄的单株峰 ，若些峰在r区其峰高与峰底宽之比>2：1，而由于正常免疫球蛋白合成造成背景染色浅。由M蛋白所导致的一组疾病如：多发性骨髓瘤、巨球蛋白血症、重链病、游离轻链病、半分子病、良性单株丙球血症和双M蛋白血症等，目前这类疾病已不属罕见。血清蛋白电泳对这类疾病的早期诊断，疗效观察和预后判断均有十分重要的意义。 

二、 电泳技术与免疫技术相结合，大大扩大了其临床应用的范围

    让电流来加速抗原与抗体的扩散并规定其运行方向、从而加快了沉淀反应速度。免疫

电泳技术的种子类很多，如：对流免疫电泳（CIEP）、火箭免疫电泳（RIE）、电免疫扩散（EID）。在种免疫电泳 方法牟基础上，又不断地派生出一些新的技术，如：免疫电泳（IEP）技术，1969年Alper与Johnson推荐免疫固定电泳（IFE）是一种包括琼脂糖凝胶蛋白电泳和免疫沉淀两个过程的操作，是免疫沉淀反应的一种混合技术，检测标本可以是血清、尿、脑脊液或其他体液。1976年血清免疫固定电泳（IF）技术再次被推荐，用于M蛋白的分型。血清蛋白质在琼脂糖凝介质上经电泳分离后，应用固定剂和各型免疫球蛋白及轻链抗血清，加于凝胶表面的泳道上，经孵育让固定剂和抗血清的在凝胶内渗透并扩散后，若有对应的原存在，则在适当位置形成抗原抗体复合物。经染色后蛋白质电泳参考泳道和抗原抗体沉淀区带被氨基黑着色，根据电泳移动距离分离出单克隆组分，可对各类免疫球蛋白及其轻链进行分型。该技术的最大优势是敏感性达50-150mg/dl，操作周期短，仅需数小时，分辨率高，结果易于分析。现最常用于M蛋白的分型与鉴定，已列入临床实验室的常规检测工作。 

三、 电泳技术进行同工酶谱分析，提高诊断率

    1、血清乳酸脱氢酶同工酶（iso-LDH）：测定LDH同工酶有电泳法、离子交换柱层析法、免疫法、抑制剂法和酶切法，但迄今用得取多的仍是琼脂糖凝胶电泳法。经电泳分离后要分离出五种同工酶区带，急性必肌梗塞发病后平均6h LDH1即开始升高，LDH1/LDH2≥1为心肌损伤的阳性决定性水平，肝癌时可见LDH5明显升高，各区带含量的确定，将经电泳分离后的同工酶谱采用扫描予以定量，其精确度明显高于用肉眼判断。

    2、血清肌酸激酶同工酶（ISO-CK）；测定CK和CH-MB仍是目前用于证实急性心肌梗塞的道选指标。近年来国内一些单位用免疫抑制法测CK=MB，其原理为抗M亚单位的酶活性，因为正常血清中几乎无CK=BB，故将此值乘以2可以认为大致代表CK-MB的活性。此法简单迅速，缺点是特异性差，如患者血清中存在CK-BB或者异常CK时，都将出现假性增高。不少作者报道异常CD-同工酶，一条称巨CK（Maxro-CK），它是CK-BB与免疫球蛋白的复合物，有IgG亦有IgA，在正常血清中Marco-CK仅占0.8%-1.6%.另一条称线粒体CK(CK-MT),CK-MT是结合在肌肉、脑、肝内的线粒体表面，可能是线粒体膜的碎片，在正常血清中CK-MT是不出现的，在心梗时亦不出现，只有当组织极度损伤，由于线粒体和细胞壁极度破坏，方可在血清中检出。由于Macro-CK和不典型的CK-MT均不能被M抗体所抑制，故当它们出现时，会导致CK-MB高于CK总活力的假性升高。使用电泳方法分离CK-MB，是根据CK-同工酶分子结构不同，在电泳缓冲液中，所带电荷各异，可以从阴极到阳极将CK不同组份予以分离，其分别为CK-MM，CK-MB和CK-BB。电泳特点是当出现异常2同工酶如巨CKⅠ、巨CKⅡ等，从电泳图谱上很容易发现，由扫描仪对各条酶进行扫描，报告各条区带所占百分比，结合总酶活力，求得区带的酶省略定值结果。Macro-CK在CK-MM和CK-MB中间，而CK-MT位置靠近阴极端，在CK-MM后面。这样不会将CK-BB和各种异常同工酶误认为是CK-MB而误诊，也可解决CK-MB假性增高的错误原因所在。为此，CK同工酶电泳是项非常实用的检验技术，具有十分重要的临床意义。

    3、CK亚型同工酶：此外，CK-MB和CK-MM亚型测定常采用琼脂糖凝胶等电聚焦电泳或高压电泳，由于操作比一般电泳麻烦，故常规常测定尚无法普及。目前引进的自动电泳仪，有试剂盒提供，可作CK亚型分析，参考值：CK-MM1（57.7±4.7）%;CK-MM2为(26.5±5.3);CK-MM3为(15.8±2.5)%;CK-MM3/CK-MM1比值为0.28±0.05(范围0.15-0.39),阳性决定性水平>0.5 。AMI第一天血中以MM3为主，但第二天以后则以MM1为主。采用电泳法分离CKMB，CKMB1和CKMB2在正常人血中CK-MB2极微，一般比值近似是而非，在急性心肌梗塞后4-6h CKMB2亚型即在血循环中可被检测到，故MB2/MB1的比例明显升高，并早于总CK-MB片段的增高。当心肌梗塞缓解后此比便也逐渐下降。也可用于溶栓治疗后的病情观察。 

四、 结合酶免疫标记抗体技术，检测脑脊液内寡克隆区带

    曾有作者报道采用二维电泳和银染进行CSF蛋白质的分离与鉴定，方法繁复，耗时，

现采用高分辨率琼脂糖凝胶电泳分离CSF中的蛋白质，并经抗原和辣根过氧化物酶标记的特异性IgG抗体进行反应来鉴定“寡克隆区带”（OCB），经此酶免疫标记放大技术和显色步骤，蛋白质浓度达31-125ul/L即可予以检测，可使检测灵敏度提高了100倍，这样脑脊液无须浓缩，避免了在浓缩过程中蛋白质的丢失。可用于证实和分辨OCB免疫球蛋白及其型别。若在脑脊液标本中检出OCB，而其相应标本中未能检出区带，则为阳性，真实地反映是由中枢神经系统本身合成的免疫球蛋白，具有重要临床意义。它是一种定性检测，在多发性硬化症时，OCB是一个十分重要的标志物。但须将患者血清和CSF在同一天同步进行分析，以认证不同来源的免疫球蛋白。中枢合成免疫球蛋白是中枢神经系统疾患的一个重要信号，主要用于诊断的鉴别诊断中枢神经系统疾患如：多发性硬化症、痴呆、脊髓炎、付肿瘤性脑炎、神经性梅素等。 

五、 利用固相内抗原、抗体反应分离脂蛋白（a），用于心、脑知管的危险因子的检测

     该技术是利用抗原、抗体反应将电泳分离的脂蛋白予以鉴别。血清经琼脂糖凝胶电泳，再经染色后可出现不同脂蛋白的条带。由于凝胶中脂蛋白等电点不同，不仅可区分a、前β和β区带，又因介质中含有抗脂蛋白（a）[LP（a）]抗体及阳离子存在，抗LP（a）与患者血清中LP（a）结合形成复合物，阳离子则抑制其他脂蛋白的泳动速度，LP（a）便与其他脂蛋白分离开来，使分辨十分清晰的LP（a）条带呈现在前β与γ区域之间，将阳性条带扫描后，可获得区带的面积及其百分含量，该方法使电泳技术趋于完美，大大减少了手工操作的弊端，既可予以半定量，又能将胶片保存，便于比较。提高对心、脑血管的危险因子----LP（a）检测的敏感性和特异性。 

六、 按分子量大小进行非浓缩尿蛋白电泳，区分尿蛋白类型

    尿蛋白电泳可将尿液中各种蛋白质分离用于区分尿蛋白类型，可在无操作的情况下，

协助临床判断肾脏损伤的部位。国内部分实验室采用SDS-PAGE盘状电泳进行尿蛋白分离，该法具有局限性，耗时，操作繁琐，标本要求高，尿液需预浓缩，不适于临床实验室广泛开展。SDS=AGE电泳不需预浓缩，尿蛋白电泳后呈现出中、高分子量蛋白区，带主要反应肾小球病变；呈现出低分子量蛋白区带，可见于肾小管病变及溢出性蛋白尿；混合性蛋白尿则可见到大、中、小各种分子量区带，示肾小球及肾小管均受累及。扫描仪可对电泳后尿液中蛋白质剖象进行扫描，求出百分比，以显示肾小球或肾小管损伤程度，其电泳图谱及扫描图形可作国资料永载，利于分析比较。该技术的最大进步是尿液不需预浓缩，操作简便，结果清晰，仅需三小时即可完成试验，还备有完整的定性标准，易于量化，便于分析，对肾脏疾的诊断，鉴别诊断，指导治疗和判断愈合颇有价值。

   近期发展起来的毛细管电泳是一种新型的区带电泳，又称毛细管带电泳。它是在毛

细管中装入缓冲液，在其一端注入样品，在毛细管两端加直流高电压实现对样品的分离，他离后的样品依次通过设在毛细管一端的检测器检出。毛细管电泳在检验医学中的应用也十分广泛，从所检测样品的来源看可分为尿样、血浆、血清、脑脊液、红细胞、其他体液或组织，以及实验动物活体等。从分离对象看包括蛋白质、多肽、氨基酸、糖、酶、DNA、寡核苷酸、病毒、小和生物活性分子、离子、药物及其代谢产物等。根据用途可分为临床疾病诊断、临床蛋白质分析、临床药物分析、代谢研究、病理研究、同工酶分析、PCR产物分析、DNA片段及序列分析等。由于它具有无法比拟的高效和快速性，因而受到越来越多科学家们的重视。

    中国的电泳技术起步不算太晚，但由于种种原因，大多数实验室仍采用较落后的电

泳设备。随着国际、国内科技发展的日新月异和检验医学发展的突飞猛进，电泳技术也在不断发展和更新，其在临床医学和分子生物学领域中有着极其广泛的应用价值，相信随着该技术的不断发展必将越来越受到同道们的青睐。

不同类型之电泳漆之工艺路线及原因

不同类型之电泳漆之工艺路线及原因

（一）环氧型电泳漆 此类电泳漆主要用于大型工业企业，对防腐抗锈要求较高，品种有黑、灰、红、黄等各种颜色，主要用于汽车工业、自行车行业、摩托车行业、家电行业等，电泳漆膜为不透明色。

1、工艺路线 

　　上挂→预清洗→脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→水洗→表调→磷化→水洗→水洗→纯水洗→纯水洗→电泳→回收→回收→纯水洗→纯水洗→进烘箱→下挂 

2、 各工位之作用

(1)预清洗：清除金属碎骨及焊渣，消除磷化及电泳潜在的尘埃源。 

(2)脱脂：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。

(3)热水洗：有效处理工件表面的遗留碱膜。 

(4)酸洗：除锈及活化金属表面。 

(5)表调：调整表面，以形成疏密均匀之磷化膜。

(6)水洗及纯水洗：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5μs。 

(7)电泳：在计量好电压及时间下，形成电泳膜。 

(8)纯水回收：回收水洗，减少漆液浪费，回收降低生产成本。

(9)烘烤：使漆膜在高温160℃～180℃下熟化，固化。 

（二）丙烯酸及聚氨脂电泳漆

１、工艺路线 

上挂→有机溶剂除蜡→超声波除蜡→热水洗→阴极除油→阳极除油→酸洗→冲击镍（不锈钢）/预铜（锌压件）→酸铜→亮镍→闪银

　　此工艺主要针对装饰性工件，要求外观漂亮及较少防腐性的轻工业产品，例如：眼镜、打火机、锁具、灯具、文具、文体用具及饰品发夹行业，此电泳漆膜为透明色，与各种色浆搭配，在各个电镀工艺中均可达到五颜六色之鲜艳效果，此工艺在国内已被大量推广应用。 

２、各主要部位之作用 

(1)前处理：彻底地前处理，可预先解决电镀中80%～90%的故障。

(2)预冲镍：消除不锈钢制品之不良结合力。

(3)预铜：消除锌压铸件之起泡现象。 

(4)镍：与各种色浆配套，可电泳出：暗色的金色、黄铜色、红铜色、黑铜色、仿古铜色、黑镍色、蓝色、红色、紫红色、黄色、绿色等各类颜色。

(5)闪银：与各种色浆配套，可电泳出各种鲜艳的颜色。如：纯金色、24K金色及黄铜、鲜红、仿古铜、黑镍等五颜六色。 

                       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

　　上式交换后可写成

　　ν/E的含意为单位电场强度下的移动速度，这里可用迁移率μ表示，即

　　从上式可见，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。本节仅对常用的几种区带电泳分别加以叙述。

新一代高柔韧性电泳漆的应用

  电泳作为表面处理的一部分，凭借其优异的性能，简单的操作，在行业中得到了迅猛的发展和应用，然而在一些有特殊要求的行业中，目前市面上的电泳涂料仍满足不了要求，新一代高性能电泳涂料的发展及应用解决了这方面的难题。

    以下介绍的是高柔韧性电泳漆在要求有强的柔性及韧性的工件表面应用工艺，以麦克风及台灯上新用的弹簧支管为例，工件构造：弹簧及弹簧缝包三角铁组合成形。

    工艺流程：

酸洗→水洗→预脱脂→脱脂→水洗→水洗→磷化→水洗→水洗→超声波清洗→纯水洗→电泳→喷淋洗→水洗→纯水洗→风干→烘烤

    设备：

    1．电泳槽：材料PVC或玻璃缸，配有漆液主循环过滤系统、超滤系统、热交换循环系统、阳极隔膜箱，主要分为主槽和副槽，副槽内电泳漆不直接参与电泳涂层，而是电泳漆液循环泵吸入口，积聚泡，加漆及超滤液返回电泳槽的周转的地方，一般电泳主槽和副槽容积比为1：10，平时循环落差为50mm左右。

    2．超滤机：超滤即通过一种半透膜，该膜孔径在10-3-10-2μm，能将槽液中悬浮的颜料，高分子树脂截面挡回而使用槽液中的去离子水、有机溶剂、无机杂子、低分子树脂和前处理带来的磷酸盐通过半透膜，收集汇流在一起成为超滤渗透液，超滤的品种有管式、卷式、中空纤维式、板式，目前以卷式和中空纤维较好。其中UF排量根据槽体大小选择，以我们公司为例有20L、50L、100L、200L、500L/每小时的UF排量。

    3．纯水机：电泳时纯水的要求较高，好的纯水是保证电泳涂装性能的基础，纯水机有反渗透、电渗析、离子交换树脂等几种。目前市面上用得多的是离子交换，其出水量根据生产选择，以我公司为例有0.5T/H、1T/H、2T/H、5T/H的纯水机。

    4．电源：间歇式软启动，自动计时控制功能，稳压限流功能，过流短路过载保护功能。

    各工艺的要求及指标：

    1．酸洗：根据工件的锈蚀情况而定，如果工件无锈蚀，此工艺可省去，如需要，建议用磷酸。

    2．脱脂：此工序非常重要，脱脂的程序直接影响到后序工艺及成品的质量和效率，本工艺要求超声波，以除去夹层中的油脂，温度在70℃左右。

    3．磷化：此目的是增强漆膜结合力及整体涂层防护功能，根据工件的特点，即弹簧本身及夹缝三角铁的松紧程度，此工序可用镀锌替代。

    4．超声波清洗：由于工件夹缝多的特点，此工序是为了彻底清除夹缝中的残液，以免影响后续工艺，工序中为清水中清洗，水温在80℃左右为佳。

    5．电泳：此工艺所用产品为新一代高柔韧性的产品KLL-8098，具有较优异的涂层性能，配槽比例为漆：水=1：4，操作电压60-150V，时间60S，温度180℃，操作条件的选择应根据工件的大小数量进行择优选取。

    根据本工艺生产出来的产品，外观平滑，弯曲后，夹缝处涂层完整，无缺口产生，与市面上普遍应用的电泳漆相比较，其夹层处的泳透力及其柔韧性强得多，整体效果两者不可相提并论。

电泳涂装 （以铝材电泳为例）

?  电泳原理 

阳极电泳用水溶性树脂是一种高酸值的羧酸盐，在水中溶解后以分子和离子平衡状态存在于直流电场中，通电后，由于两极的电位差，离子定向移动，阴离子沉积在阳极表面，而阳离子在阴极表面获得电子还原成胺，它是一个电化学反应，包括电泳、电解、电沉积和电渗四个同时进行的过程。 

1.电泳：在直流电压作用下，分散在介质中的带电胶体粒子在电场作用下向与其所带电荷相反的电极方面移动，叫电泳。 

2.电沉积：阴离子树脂放出电子沉积在阳极表面，形成不溶水的漆膜，此过程叫电沉积。 

3.电渗：电泳逆过程，当阴离子树脂在阳极上，吸附在阳极上的介质在内渗力的作用下，从阳极穿过沉积的漆膜进入漆液，称电渗。 

4.电解：电流通过漆液时水便发生电解阴极放出氢气，阳极放出氧气，此过程即为电解 

?  电泳涂料 

有人说，电泳涂料可划分为三代，第一代为环氧树脂涂料，第二代为丙烯酸树脂涂料，第三代为聚氨酯涂料。由于环氧涂料主要应用于汽车底盘，第三代主要用于阴极电泳漆，涂覆于首饰表面，故目前主要介绍第二代，即丙烯酸树脂涂料 .此树脂如一团乱麻，羧基藏于里，胺基接于外，其中最先的羧基有 70%被胺基取代，因其树脂中存在  -COONHR，使树脂成为水溶性。铝型材表面涂覆的丙烯酸树脂多采用胺基树脂为固化剂进行交联固化，同时，涂料分子均匀性对工艺操作有很大影响，一般说，乳化越好，分子越均匀。 

?  涂装工艺流程 

1. 除油 :如有酸回收装置,推荐采用碱性除油,因碱性除油后,铝型材表面比较光亮,且不会与后面的碱蚀发生副作用,如用碱性除油,其主要成份是Na 2 CO 3 和NaOH. 

2.水洗:自来水洗去前道工序的酸或碱. 

3.蚀:加入碱蚀剂的碱蚀工序,会降低型材表面光亮度,但效果并不十分明显主要应注意不可使槽中Al 3 含量过大，温度过高，否则易产生洗不去的花斑，涂漆烘干后呈黄色。 

?  二道水洗：最好有喷淋或加大溢流，以保证清洗彻底。 

?  除灰：用 HNO 3 效果较好，但要注意加强水洗（最少二道+喷淋）。 

?  水洗：自来水用 H 2 SO 4 除灰，一道水洗即可，用HNO 3 除灰，需二道水洗。 

?  氧化： H 2 SO 4 氧化一般为20min，使氧化膜达到9ｕ，某些公司推销的所谓的高温氧化剂，其主要成份是一种混酸，建议不要使用，对氧化膜的色泽、硬度、可着色性均无好处。 

?  水洗：自来水 二道 加大溢流。 

?  着色：用单锡盐、单镍盐、锡镍复合盐均可，注意不要有色差，因为色差会在电泳涂漆后加大。 

?  水洗：最好加喷淋，以期尽量减少对后道工序酸的带入量。 

?  热纯水洗：要求电导率＜ 100ｕs/cm,温度70-80℃,PH=4-6,尤其是银白涂漆型材或氧化中电压较大的型材应在此槽中处理较长的时间, PH值可用三乙胺进行调整. 

?  纯水洗 : 要求电导率＜100ｕs/cm ,室温,PH=4-6,处理2-4分钟即可. PH值可用三乙胺进行调整. 

五 . 电泳涂装设备 

?  电泳槽及其辅助设备 

?  电泳槽：槽体内一般用硬聚氯乙烯塑料或环氧玻璃钢衬里 

?  溢流槽：其作用是控制电泳槽内漆液高度，排除漆液表面的泡沫，其容量通常取电泳槽容量的 1/5。 

?  搅拌循环系统：其主要作用是保证漆液成份和浓度均匀。其循环泵的流量应保证能使整个电泳槽的漆液在 1小时内循环4 — 6次。在气温较高或连续生产时，因温度上升故在循环系统中应有冷却装置 。在冬季，若槽液温度降到10℃以下，必须先升温在进行生产，可通过热交换器升温或直接把加热管通道溢流槽中，后一种方法必须保证加热管不会泄露。升温和冷却所用的热交换器一般用湍流促进型，形式有板框式和管式（一般不用板框式）。 

?  电极： 

A极板：通常采用316不锈钢。应注意的是阳极面积无论如何不能超过阴极极板的2倍，并且为保险起见，一般取面积比为1：1，因此，生产厂家必须从设计者那里弄清阴极极板的面积。 

B极罩：主要用于收集阴极上反应所生成的H 2 ，当然还有的厂家采用半透膜或1 # 工业帆布用环氧粘结剂制成袋，其作用除收集H 2 外，还可调节槽内的PH值。其使用时，在其中注满去离子水，电泳涂装时产生的NH 4 + 离子，在电场作用下，通过半透膜进入袋中，定期排除，以保持其PH值在一定的范围内，当然还具有一部分除杂离子的作用。 

?  电源：目前国内所做的电泳涂漆电源与国际上先进的电源（如 ELCA、日本三色等）几乎无差距。一般来讲，其纹波因素＜6%，当然如客户需要还可作成＜3%和＜1%，但无太大意义。其使用中的控制方法一般有两种，即定电压和定电流两种。 

?  定电压：这是目前国内生产中最常用的一种方式。电压设定值的大小主要决定于阳极工件面积，槽液温度和涂料分子量的大小。 

?  定电流：一般定在 10A/m 2 ，可以电压缓慢升高，升高到设定值时，或到设定时间时（一般是2 — 3min）断电。 

?  去离子水生产装置；一般要求水的纯度达到 1MΩ以上，具体应用何种设备应视当地水质报告和水的需求量而定。目前国内各厂家选用最多的配置是电渗析加离子交换，当然，国外也有使用RO的，但无论使用何种设备都必须严格控制SO 4 2- 和Cl - 的含量。 

?  漆料精制设备：有阳离子交换树脂塔和阴离子交换树脂塔，其树脂容量一般为阳树脂：阴树脂 =1:3.阳树脂为大孔若酸性树脂，阴树脂为强碱性树脂或大孔弱碱性树脂，其操作过程如下： 

?  精制：

?  阴离子交换树脂塔：排出塔内的水，使其高度大约比树脂高出约 50 — 200mm，然后电泳涂料从塔的顶部进给。 

?  阳离子交换树脂塔：排出塔内的水，使其高度大约比树脂高出约 50 — 200mm，然后电泳涂料从塔的顶部进给。 

?  双塔联动：按上述步骤双塔联动操作。 

?  再生： 

?  阴离子交换树脂塔：用压缩空气排出部分涂料，使其液面高出树脂约 50 — 200mm，用去离子水排出涂料至溢流槽，然后去离子水从塔底进入，冲洗浮动树脂床，然后从塔顶排出，随后停止一会，使因逆流进给而浮动的树脂床靠重力沉降下来，此后进给25%的NaOH溶液，由塔的中部进入，从塔底排出，持续30min。为了充分有效地利用塔中剩余的NaOH溶液以再生树脂，从塔顶缓慢地进入去离子水，从塔底排出，亦持续30min，最后，用大流量的去离子水由塔顶进入，从塔底排出，直至出口的PH＜8，持续时间大约50 min。 

?  阳离子交换树脂塔：因此塔再生较繁索，故分步列出 . 

?  从塔顶进压缩空气，把涂料由塔底排出至液面高出树脂 50 — 200mm的高度.?  由塔顶进入去离子水把电泳涂料排出至溢流槽。 

?  由塔底进入去离子水，冲洗浮动树脂床，然后由塔顶排出，持续 30min。 

?  从塔顶进入压缩空气，把塔内的水排至高出树脂 50mm。 

?  用去离子水通过氨水喷嘴吸入 25%的氨水，并因此稀释智5%，然后由塔底输入稀释的氨水，使液面高出树脂100--200 mm。 

?  空气由塔底进入，搅拌树脂和氨水，持续 5min。 

?  从塔顶进入压缩空气，由塔底把氨水溶液全部排出至废水。 

?  由塔底进入去离子水，流经浮动树脂床，彻底冲洗塔内剩余的氨水，然后由塔顶排出，持续 30min。 

?  静止 5min，使逆流冲洗漂浮起来的树脂依靠重力沉下来。 

?  用去离子水吸入 35%的盐酸，以便把其浓度冲淡到大约3%，然后由塔的中间输入，流经树脂床，由塔底排出，持续30min。 

?  用去离子水由塔中缓慢流入，塔底排出，以便充分利用剩余的盐酸再生树脂，持续 30min。 

?  从塔顶进入压缩空气，把塔内的水排至高出树脂 50--100mm的高度。 

?  从塔底进入压缩空气，塔顶排出，进行树脂搅拌，持续 5min。 

?  去离子水由塔顶进入，洗涤树脂，然后由塔底排出，持续 50min。 

?  漆料回收设备： 

电泳涂料的回收一般采用超滤或反渗透，但是其工作原理是根本不同的，使用工艺一般也有两种，现分别介绍如下： 

?  机理： 

?  超滤 UF：高分子与电解质的分离，也可以说是漆水分离，工作压力1Kg左右，约等于3倍的渗透压，膜孔较大。 

?  反渗透 RO：将溶液净化或浓缩，即实现有机物与无机物的分离，工作压力25Kg左右，约等于50倍的渗透压，膜孔较小。 

?  操作工艺： 

此种工艺流程之特点是必须随生产而运转，否则无意义 

此种工艺流程之特点是见效快，尤其用 RO时，可将水排掉一部分以减轻ED槽精制设备的负担。