所謂陰極電泳塗裝，是一種特殊的塗膜形成方法，以被塗物為陰極，所採用的電泳塗料是陽離子型（帶正電荷）它是將具有導電性的被塗物浸漬在裝滿水稀釋的、濃度比較低的電泳塗料槽中作為陽極，在槽中另設置與其相對應的陽極，在兩極間通直流電，在被塗物上析出均一、水不溶的塗膜的一種塗裝方法。

    電泳塗料源於20世紀30年代，從20世紀60年代中期開始研究合成陽離子型樹脂，並於20世紀70年代初用於對耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆，隨後逐漸開發出了耐蝕性能更高且具有裝飾性效果的陰極電泳塗料，由於其具有優良的防腐蝕性、高泳透率、高流平性、高裝飾性且塗裝自動化程度高、塗裝污染少等特點，廣泛應用於機動車工業中，並推廣應用到建材、輕工、家用電器等工業領域以及五金和工藝品的表面防腐和裝飾。

    1.陰極電泳原理

    陰極電泳是帶正電荷的陽離子樹脂通電後向陰極移動，由於陰極附近pH值上升，發生粒子交換，陰極塗料就析出覆到試件上。概括起來，它包括電解、電泳、陰極電沉積、

    電滲四種現象。下面以環氧樹脂類陰極電泳漆為例，來分析陰極電泳過程。

    環氧樹脂一般帶有鹼性基團，用有機酸(如醋酸)中和後生成鹽而溶於水。同時，由於水的離解，在直流電場作用下，陰極電泳過程如下:

    (1)電解反應：2H20+2e－=H2↑+20H－；

    (2)電泳：RN+H(C2H4OH)2:和H+向陰極運動；

    (3)陰極電沉積：由H+在陰極放電，陰極和漆液界面處，OH-濃度升高，當OH-濃度增加到一定數值時(pH值最高可達12)，漆膜便在陰極(工件)表面產生沉積；

    (4)電滲：電泳塗裝過程中，漆膜沉積的初始階段，

    粒子(或離子)電荷不一定全部被中和、放電。沉積所得的漆膜結構是疏鬆的，含水量相當高，離子能通過。因此，電滲的作用是：當繼續通電時，陰極表面產生的陰離子通過漆膜向陽極方向移動，並在漆膜表面與塗料粒子中和形成新的沉積漆膜。同時，陰離子滲出時夾帶著水分子移動，使漆膜內所含水分逐漸排到漆膜外，最後形成含水率很低，電阻相當高的緻密漆膜，這種漆膜就可直接進入烘箱中固化，形成最終的電泳塗層。

    2.陰極電泳的特點

    電泳塗裝明顯優於其它塗裝工藝。它與其他塗裝方法相比較，具有下述特點：

    (1)陰極電泳漆具有優異的抗腐蝕性能。

    (2)陰極電泳底漆塗層均勻、平整、光滑，具有出色的附著力、耐衝擊性能、耐腐、防鏽性，已經能很好地滿足底漆所要求的各項機械性能，及與中塗、面漆的配套性。

    (3)電泳漆是水溶性塗料，以水為溶解介質，其有機溶劑含量低而具有突出的環保優勢。
 
    (4)電泳塗裝效率高，塗料損失小，塗料的利用率可達90％～95％。

    (5)用於大量流水線的生產工藝，施工可實現自動化連續生產，大大提高勞動效率。

    3.陰極電泳塗裝的應用

    目前，世界汽車生產中有92%使用電泳塗料(ED)，其中有90%採用陰極電泳塗料(CED)。以福特和通用汽車公司為例，從1977年1月開始投建汽車車身陰極電泳塗裝線至今，這兩個公司的陰極電泳塗裝線占汽車車身塗裝線的99%；而日本各汽車公司為在各國際市場上獲得競爭能力，繼美國之後，於1977年10月投建了第一條汽車車身陰極電泳線至今，也有95%以上的汽車車身採用了陰極電泳塗裝線。我國汽車工業於2O世紀8O年代中期應用陰極電泳漆，如今第二汽車製造廠的東風汽車車身，大眾的桑塔納，還有奧迪、標緻等轎車車身百分之百採用了陰極電泳漆，其他如汽車零部件、車箱、車架等，為提高這些薄板件的使用壽命，也紛紛採用了耐蝕性高的陰極電泳漆。

    由於陰極電泳塗料有著優良的防腐蝕、滲透性和裝飾性能，不但應用在汽車行業中，還廣泛地應用在其他行業中。如在建築材料中，防火門、鋼窗等塗裝耐候性好的雙塗層的環氧樹脂陰極電泳塗料，鋼製家具和間壁材料使用丙烯酸樹脂系陰極電泳塗料。在五金行業中，電泳鎖具、金屬眼鏡架、自行車部件、文具、皮箱扣、打火機等用品，均取得了令人滿意的效果。

    4.國內外陰極電泳塗裝的發展概況

    國外陰極電泳發展概況

    陰極電泳塗裝最先在美國應用。早在20世紀60年代中期聯邦德國BASF公司和美國PPG公司首先進行了陽離子型樹脂的合成(即陰極電泳的研究)。1971年美國的PPG公司開始應用第一代陰極電泳漆。先在菲利普公司的電冰箱、洗衣機以及乾燥機等耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆。1976年6月美國通用汽車公司將汽車部件採用PPG公司第二代陰極電泳漆(CED一3002)獲得成功。1977年開始正式用陰極電泳漆為底漆來塗裝汽車車身。1978年美國通用汽車公司和福特汽車公司基本上把原來使用的65條陽極電泳塗裝生產線改用新的陰極電泳塗裝生產線。1977年日本和英國由美國PPG公司引進技術以後，他們的汽車塗裝從1978～1979年也向陰極電泳塗裝轉化。到1978年底初步統計，世界上約有120條陰極電泳塗裝線，其中美國有70條以上，日本有20條，歐洲有10條。到20世紀80年代初期幾乎所有的汽車電泳線都由陰極電泳取代了陽極電泳塗裝。

    國內陰極電泳發展概況

    我國於1976年開始陰極電泳塗漆的研究。第一代陰極電泳塗料由當時的兵器部五四研究所(現改為五九所)於1979年首先研製成功，並在軍工產品上得到了一定的應用。隨後化工部塗料所(現常州塗料化工研究院)、上海塗料所以及瀋陽、北京、天津等大中型造漆廠也做了大量陰極電泳塗料的開發研製工作[8]。在「六五」期間我國塗料工業從日本、澳大利亞和英國引進了陰極電泳塗料製造技術和塗料技術。前幾年我國先後從美國、德國、義大利等國引進先進塗料技術和塗裝設備。第一條現代化流水生產的汽車車身陰極電泳塗裝生產線於1986年7月在第一汽車製造廠車身廠投產。隨後第二汽車製造廠和濟南車身陰極電泳線相繼投產，在我國汽車工業中形成了陰極電泳塗裝替代陽極電泳塗裝趨勢。到1990年底共建成投產的陰極電泳塗裝線有21條(其中車身塗裝線16條)，至1994年底投產的已接近40條，還有幾條生產能力為10萬輛以上陰極電泳塗裝線(一汽-大眾、上海-大眾、天津夏利等大槽電泳線)。到1999年我國已有幾十條生產線投產，僅10萬輛以上的陰極電泳塗裝線就有5條以上(如：第一汽車製造廠大眾有限公司、上海別克汽車有限公司等上百噸的電泳槽生產線)已於2000年之前建成投產。今天陰極電泳漆已占汽車塗裝市場的大部分。

    5.結論

    陰極電泳塗裝技術，由於其塗層具有優良的外觀、耐蝕性及低污染性等優點，它作為一種塗裝工藝，在金屬表面處理的防護、裝飾方面得到廣泛應用，已成為塗裝領域不可缺少的方法之一。慧聰表面處理網小編認為:今後，在陰極電泳塗裝新技術開發的過程中，塗裝工藝應向著節省能源、降低勞動強度和生產成本、減少環境污染等方向發展。