淺談陰極電泳涂裝的質(zhì)量管理和控制

1、百家論壇淺談陰極電泳涂裝的質(zhì)量管理和控制馮 （上海交通大學 200030）摘 要：簡介了陰極電泳涂裝技術(shù)在汽車零部件上的應(yīng)用，并就電泳涂裝的工藝過程及管理進行探討，總結(jié)了日常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的電泳缺陷及其解決方法。關(guān)鍵詞：陰極電泳；汽車；涂裝工藝中圖分類號：TQ 639 文獻標識碼：B 文章編號：1009-1696（2007）06-0038-030 前言陰極電泳涂裝技術(shù)自20世紀70年代研制成功后，以其涂料的高泳透率、優(yōu)良的涂層耐腐蝕性，得到廣泛認可，并替代原先的陽極電泳涂裝技術(shù)，在汽車工業(yè)中獲得大力推廣和應(yīng)用。目前，采用陰極電泳涂裝法涂底漆的汽車車身和零部件達到90%以上。匯眾公司現(xiàn)有的3條陰

2、極電泳涂裝生產(chǎn)線（分別為Haden線、ABB線和EISENMANN線），承擔著包括上海大眾、上海通用以及OEM市場的十余種車型，總共八十多個產(chǎn)品零部件的電泳涂裝任務(wù)。被涂裝的產(chǎn)品以其良好的漆膜外觀質(zhì)量、耐腐蝕性能及長期一貫的穩(wěn)定性得到了幾大主機廠商的肯定和好評。本文將主要探討陰極電泳涂裝工藝管理方面的心得體會。（1） 預(yù)脫脂、脫脂預(yù)脫脂、脫脂工序主要是利用堿液對油脂的皂化、乳化、溶解反應(yīng)來去除工件表面的油污，是整個涂裝過程中較為重要的工序之一，其處理質(zhì)量的好壞是保證漆膜質(zhì)量之關(guān)鍵。目前在3條線上均采用的是噴淋-浸洗相結(jié)合的方式，這種方式既保留了噴淋的高效率，提高了處理速度，又兼有浸洗過程，使工

3、件所有部位均可得到有效處理。質(zhì)量控制方面主要是控制總堿度、溫度和時間這3項工藝參數(shù)。其中，總堿度必須適當，才能達到最佳的脫脂效果。過低的話，自然影響脫脂效果；而過高則會加重水洗的負擔，并可能污染后道的磷化；時間一項也要保證堿液與油污有足夠的接觸反應(yīng)時間，一般根據(jù)工藝中槽體的大小確定為25 min；考慮到有些工件表面除有液態(tài)油污外，還有少量固態(tài)油脂，故選擇中溫（5060）處理較為合適。（2） 磷化磷化工序是通過在工件表面形成均勻致密的磷化膜，來增加漆膜與工件的附著力，提高漆膜的耐腐蝕性能。它的好壞將直接影響漆膜質(zhì)量。目前在3條線上均采用的是鋅系磷化，并配備浸洗加循環(huán)槽上噴淋的方式來進行處理。對于

4、磷化質(zhì)量的把握要控制的參數(shù)有總酸度、游離酸度、促進劑濃度、溫度、噴淋壓力、磷化渣量等。其中，促進劑顧名思義是促進磷化膜的形成；1 電泳涂裝的工藝過程及管理電泳涂裝的工藝流程如下：上件 預(yù)脫脂 脫脂 水洗 活化 磷化 水洗 鈍化 D.I水（去離子水）洗 電泳（電沉積） UF（超濾水）噴淋 UF水洗D.I水洗 固化（烘干、強冷） 下件。其中，影響涂裝質(zhì)量的主要是如下幾道工序：第 6 期馮祎卿：淺談陰極電泳涂裝的質(zhì)量管理和控制39總酸度是指游離酸和化合酸的總和，實際生產(chǎn)中工藝控制在1827點，總酸度過高，磷化膜厚且粗糙；過低，則磷化膜形成困難。當然，除了這幾項參數(shù)外，諸如溫度、噴淋壓力、磷化渣量對磷

5、化質(zhì)量也至關(guān)重要。現(xiàn)行的工藝溫度控制在4555，溫度過高，磷化液易成渣；溫度過低，磷化膜變薄，都對磷化質(zhì)量不利。另外如果噴淋壓力不足，就不能較好地除去浸洗后遺留在工件表面的磷化渣，并使工件表面的磷化膜厚薄不均，從而造成漆膜外觀的缺陷。此外，磷化渣量的控制也尤為重要。因為任何一種磷化液都會或多或少產(chǎn)生沉渣，磷化渣過多，會造成游離酸點數(shù)偏低，使磷化膜泛白。而沉渣長時間不被清除的話，整個磷化槽還可能出現(xiàn)爆渣，整槽磷化液都將損失極大。（3） 電泳（電沉積）毋庸置疑，該工序自然是整個電泳涂裝的中心環(huán)節(jié)，并且前面所有工序，即前處理質(zhì)量的好壞亦將在此得到“反饋”。此道工序要加以控制的工藝參數(shù)有：固體分、pH

6、值、電泳漆電導率、溶劑含量、槽液溫度、涂裝電壓等。其中，涂裝電壓用于調(diào)控不同產(chǎn)品的漆膜厚度；3條線槽液溫度一般都控制在2634之間，過高或過低都將影響電沉積反應(yīng)速度。固體分是指電泳槽液中顏料及樹脂含量的總和，是形成漆膜的有效成分的濃度指標。在3條線上均使用PPG公司的雙組分涂料，固體分參數(shù)范圍是17%25%，過高的話，漆膜將變厚且疏松；而過低則使槽液電導率和泳透力降低，漆膜變薄，槽液的穩(wěn)定性變差，這都對電沉積有較大影響。pH值是決定涂料水溶性和槽液穩(wěn)定性的一項重要控制參數(shù)。pH值過低，會使漆膜變薄，并造成漆膜厚薄不均而發(fā)花；pH值過高，會破壞槽液的穩(wěn)定性，使槽液容易分層、沉淀，在漆膜表面出現(xiàn)顆

7、粒物。電泳漆電導率是漆液導電能力的指標。在E線電導率控制在1 0001 800 S/cm，在A線和H線均為1 0002 000 S/cm。電導率過高會加劇電解反應(yīng)，使漆膜表面粗糙，并產(chǎn)生針孔缺陷；過低則表明漆液導電能力不足，使漆膜變薄或內(nèi)腔涂膜不完整。溶劑的含量對漆膜的影響很大。適量的溶劑能夠改善泳透力和流平性，從而有效地消除針孔和氣泡。溶劑含量過高或過低時，都將影響漆膜厚度，并出現(xiàn)氣孔、麻點、桔皮等外觀缺陷。（4） 電泳后水洗（UF水、D.I水）UF水洗的目的是洗凈工件表面在電泳后夾帶的多余涂料，回收重復(fù)利用，以提高涂料的利用率。而D.I水洗則是進一步洗凈經(jīng)超濾液洗后仍剩余的少量涂料，為獲得

8、較好外觀的漆膜創(chuàng)造條件。其中，UF水洗主要是控制超濾器的流量壓力等參數(shù)。表1 電泳缺陷及其解決辦法現(xiàn) 象膜厚不足可能原因固體分偏低涂裝電壓低槽液溫度偏低膜厚過高固體分偏高涂裝電壓高槽液循環(huán)不良電導率過高槽液溫度偏高溶劑含量過高凹坑、縮孔前處理不凈，工件表面沾油顏料分過低表面顆粒解決方法補充原漆，提高固體分升高涂裝電壓升高槽液溫度暫停加料，等其降低降低涂裝電壓檢查泵和管路的運行增加超濾液的排放量降低槽液溫度排放超濾液、延長熟化時間加強脫脂處理，并防止二次污染適當補加顏料組分，提高顏基比沖洗水臟，槽液混入雜質(zhì)檢查沖洗水的水質(zhì)，減少塵埃帶入， 加強對“死角”攪拌，更換過濾器烘干室不凈清理烘干爐和空氣

9、過濾器升高槽液溫度超濾，降低電導率超濾，降低電導率減少顏料，增加樹脂檢查白坯件表面狀態(tài)檢查磷化工序減少顏料補加，增加樹脂含量升高槽液溫度降低涂裝電壓超濾，降低電導率檢查前處理工序及沖洗水水質(zhì)檢查循環(huán)沖洗系統(tǒng)，增大沖洗量針孔槽液溫度偏低電導率偏高漆膜粗糙電導率偏高顏料分高漆膜表面呈現(xiàn)斑紋白坯件表面污染漆膜外觀不豐滿顏基比過高漆膜不均勻、槽液溫度偏低 破裂涂裝電壓高電導率偏高起泡表面水跡工件上有堿性清洗劑沖洗不良注：顏基比為電泳涂料中顏料與樹脂之比。40上海涂料第 45 卷（5） 固化（烘干、強冷）烘干包含升溫和保溫兩個過程。此工序關(guān)鍵是烘烤時間和溫度要得到足夠的保證。如果烘烤溫度過高，漆膜就會發(fā)

10、黃、發(fā)脆；而溫度過低的話，趁熱觸摸工件會粘手，漆膜的質(zhì)量也不符合要求?，F(xiàn)行的工藝中，烘干溫度控制在165190，烘干時間為40 min。以上所探討的是在整個工藝過程中，對涂裝質(zhì)量影響較大的幾個關(guān)鍵工序的情況，應(yīng)該說良好的涂裝質(zhì)量需要這些環(huán)節(jié)的相互配合。3 結(jié)語陰極電泳涂裝是牽涉到多個環(huán)節(jié)、多種因素的非常復(fù)雜的過程，各個環(huán)節(jié)間并非是孤立的，而是相互依存、相互制約。在電泳涂裝的日常管理中，必須確保設(shè)備系統(tǒng)的正常運行及完好，同時嚴格控制各個槽液的參數(shù)，使它們始終處于良好狀態(tài)，才能獲得最佳的質(zhì)量結(jié)果。參考文獻1 吳濤，劉朝宗，等.最新汽車涂裝技術(shù).江西南昌：江西科學技術(shù)出版社2 王錫春，姜英濤，等.涂

11、裝技術(shù).北京：化學工業(yè)出版社，19922 常見電泳缺陷及其處理實際生產(chǎn)過程中碰到的一些常見電泳缺陷及其解決辦法見表1。3 伍澤涌，盧鴻璉，肖澤星.新型涂裝前處理應(yīng)用手冊.成都：四川科學技術(shù)出版社，1998第二屆全國塑料涂料及涂裝培訓班通知主辦單位：上海市化學化工學會涂料專業(yè)委員會 上海市涂料研究所 承辦單位：上海涂料編輯部培訓內(nèi)容：1）塑料涂料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2）不同塑料用涂料的配方設(shè)計3）助劑及顏料在塑料涂料中的應(yīng)用4）光固化技術(shù)在塑料涂料中的應(yīng)用5）水性聚氨酯涂料的應(yīng)用培訓時間：2007年7月16日20日培訓地點：龍睦商務(wù)酒店（上海市金沙江路1058號）收費標準：1600元/人（會員單位9折優(yōu)惠）（含資料費、授課費等，食宿自理、統(tǒng)一安排）聯(lián)系方式：地址：上海市云嶺東路345號（200062） 電話/傳真52820086聯(lián)系