浅谈阴极电泳涂装的质量管理和控制

1、百家论坛浅谈阴极电泳涂装的质量管理和控制冯 （上海交通大学 200030）摘 要：简介了阴极电泳涂装技术在汽车零部件上的应用，并就电泳涂装的工艺过程及管理进行探讨，总结了日常生产过程中出现的电泳缺陷及其解决方法。关键词：阴极电泳；汽车；涂装工艺中图分类号：TQ 639 文献标识码：B 文章编号：1009-1696（2007）06-0038-030 前言阴极电泳涂装技术自20世纪70年代研制成功后，以其涂料的高泳透率、优良的涂层耐腐蚀性，得到广泛认可，并替代原先的阳极电泳涂装技术，在汽车工业中获得大力推广和应用。目前，采用阴极电泳涂装法涂底漆的汽车车身和零部件达到90%以上。汇众公司现有的3条阴

2、极电泳涂装生产线（分别为Haden线、ABB线和EISENMANN线），承担着包括上海大众、上海通用以及OEM市场的十余种车型，总共八十多个产品零部件的电泳涂装任务。被涂装的产品以其良好的漆膜外观质量、耐腐蚀性能及长期一贯的稳定性得到了几大主机厂商的肯定和好评。本文将主要探讨阴极电泳涂装工艺管理方面的心得体会。（1） 预脱脂、脱脂预脱脂、脱脂工序主要是利用碱液对油脂的皂化、乳化、溶解反应来去除工件表面的油污，是整个涂装过程中较为重要的工序之一，其处理质量的好坏是保证漆膜质量之关键。目前在3条线上均采用的是喷淋-浸洗相结合的方式，这种方式既保留了喷淋的高效率，提高了处理速度，又兼有浸洗过程，使工

3、件所有部位均可得到有效处理。质量控制方面主要是控制总碱度、温度和时间这3项工艺参数。其中，总碱度必须适当，才能达到最佳的脱脂效果。过低的话，自然影响脱脂效果；而过高则会加重水洗的负担，并可能污染后道的磷化；时间一项也要保证碱液与油污有足够的接触反应时间，一般根据工艺中槽体的大小确定为25 min；考虑到有些工件表面除有液态油污外，还有少量固态油脂，故选择中温（5060）处理较为合适。（2） 磷化磷化工序是通过在工件表面形成均匀致密的磷化膜，来增加漆膜与工件的附着力，提高漆膜的耐腐蚀性能。它的好坏将直接影响漆膜质量。目前在3条线上均采用的是锌系磷化，并配备浸洗加循环槽上喷淋的方式来进行处理。对于

4、磷化质量的把握要控制的参数有总酸度、游离酸度、促进剂浓度、温度、喷淋压力、磷化渣量等。其中，促进剂顾名思义是促进磷化膜的形成；1 电泳涂装的工艺过程及管理电泳涂装的工艺流程如下：上件 预脱脂 脱脂 水洗 活化 磷化 水洗 钝化 D.I水（去离子水）洗 电泳（电沉积） UF（超滤水）喷淋 UF水洗D.I水洗 固化（烘干、强冷） 下件。其中，影响涂装质量的主要是如下几道工序：第 6 期冯祎卿：浅谈阴极电泳涂装的质量管理和控制39总酸度是指游离酸和化合酸的总和，实际生产中工艺控制在1827点，总酸度过高，磷化膜厚且粗糙；过低，则磷化膜形成困难。当然，除了这几项参数外，诸如温度、喷淋压力、磷化渣量对磷

5、化质量也至关重要。现行的工艺温度控制在4555，温度过高，磷化液易成渣；温度过低，磷化膜变薄，都对磷化质量不利。另外如果喷淋压力不足，就不能较好地除去浸洗后遗留在工件表面的磷化渣，并使工件表面的磷化膜厚薄不均，从而造成漆膜外观的缺陷。此外，磷化渣量的控制也尤为重要。因为任何一种磷化液都会或多或少产生沉渣，磷化渣过多，会造成游离酸点数偏低，使磷化膜泛白。而沉渣长时间不被清除的话，整个磷化槽还可能出现爆渣，整槽磷化液都将损失极大。（3） 电泳（电沉积）毋庸置疑，该工序自然是整个电泳涂装的中心环节，并且前面所有工序，即前处理质量的好坏亦将在此得到“反馈”。此道工序要加以控制的工艺参数有：固体分、pH

6、值、电泳漆电导率、溶剂含量、槽液温度、涂装电压等。其中，涂装电压用于调控不同产品的漆膜厚度；3条线槽液温度一般都控制在2634之间，过高或过低都将影响电沉积反应速度。固体分是指电泳槽液中颜料及树脂含量的总和，是形成漆膜的有效成分的浓度指标。在3条线上均使用PPG公司的双组分涂料，固体分参数范围是17%25%，过高的话，漆膜将变厚且疏松；而过低则使槽液电导率和泳透力降低，漆膜变薄，槽液的稳定性变差，这都对电沉积有较大影响。pH值是决定涂料水溶性和槽液稳定性的一项重要控制参数。pH值过低，会使漆膜变薄，并造成漆膜厚薄不均而发花；pH值过高，会破坏槽液的稳定性，使槽液容易分层、沉淀，在漆膜表面出现颗

7、粒物。电泳漆电导率是漆液导电能力的指标。在E线电导率控制在1 0001 800 S/cm，在A线和H线均为1 0002 000 S/cm。电导率过高会加剧电解反应，使漆膜表面粗糙，并产生针孔缺陷；过低则表明漆液导电能力不足，使漆膜变薄或内腔涂膜不完整。溶剂的含量对漆膜的影响很大。适量的溶剂能够改善泳透力和流平性，从而有效地消除针孔和气泡。溶剂含量过高或过低时，都将影响漆膜厚度，并出现气孔、麻点、桔皮等外观缺陷。（4） 电泳后水洗（UF水、D.I水）UF水洗的目的是洗净工件表面在电泳后夹带的多余涂料，回收重复利用，以提高涂料的利用率。而D.I水洗则是进一步洗净经超滤液洗后仍剩余的少量涂料，为获得

8、较好外观的漆膜创造条件。其中，UF水洗主要是控制超滤器的流量压力等参数。表1 电泳缺陷及其解决办法现 象膜厚不足可能原因固体分偏低涂装电压低槽液温度偏低膜厚过高固体分偏高涂装电压高槽液循环不良电导率过高槽液温度偏高溶剂含量过高凹坑、缩孔前处理不净，工件表面沾油颜料分过低表面颗粒解决方法补充原漆，提高固体分升高涂装电压升高槽液温度暂停加料，等其降低降低涂装电压检查泵和管路的运行增加超滤液的排放量降低槽液温度排放超滤液、延长熟化时间加强脱脂处理，并防止二次污染适当补加颜料组分，提高颜基比冲洗水脏，槽液混入杂质检查冲洗水的水质，减少尘埃带入， 加强对“死角”搅拌，更换过滤器烘干室不净清理烘干炉和空气

9、过滤器升高槽液温度超滤，降低电导率超滤，降低电导率减少颜料，增加树脂检查白坯件表面状态检查磷化工序减少颜料补加，增加树脂含量升高槽液温度降低涂装电压超滤，降低电导率检查前处理工序及冲洗水水质检查循环冲洗系统，增大冲洗量针孔槽液温度偏低电导率偏高漆膜粗糙电导率偏高颜料分高漆膜表面呈现斑纹白坯件表面污染漆膜外观不丰满颜基比过高漆膜不均匀、槽液温度偏低 破裂涂装电压高电导率偏高起泡表面水迹工件上有碱性清洗剂冲洗不良注：颜基比为电泳涂料中颜料与树脂之比。40上海涂料第 45 卷（5） 固化（烘干、强冷）烘干包含升温和保温两个过程。此工序关键是烘烤时间和温度要得到足够的保证。如果烘烤温度过高，漆膜就会发

10、黄、发脆；而温度过低的话，趁热触摸工件会粘手，漆膜的质量也不符合要求。现行的工艺中，烘干温度控制在165190，烘干时间为40 min。以上所探讨的是在整个工艺过程中，对涂装质量影响较大的几个关键工序的情况，应该说良好的涂装质量需要这些环节的相互配合。3 结语阴极电泳涂装是牵涉到多个环节、多种因素的非常复杂的过程，各个环节间并非是孤立的，而是相互依存、相互制约。在电泳涂装的日常管理中，必须确保设备系统的正常运行及完好，同时严格控制各个槽液的参数，使它们始终处于良好状态，才能获得最佳的质量结果。参考文献1 吴涛，刘朝宗，等.最新汽车涂装技术.江西南昌：江西科学技术出版社2 王锡春，姜英涛，等.涂

11、装技术.北京：化学工业出版社，19922 常见电泳缺陷及其处理实际生产过程中碰到的一些常见电泳缺陷及其解决办法见表1。3 伍泽涌，卢鸿琏，肖泽星.新型涂装前处理应用手册.成都：四川科学技术出版社，1998第二届全国塑料涂料及涂装培训班通知主办单位：上海市化学化工学会涂料专业委员会 上海市涂料研究所 承办单位：上海涂料编辑部培训内容：1）塑料涂料的现状及发展趋势2）不同塑料用涂料的配方设计3）助剂及颜料在塑料涂料中的应用4）光固化技术在塑料涂料中的应用5）水性聚氨酯涂料的应用培训时间：2007年7月16日20日培训地点：龙睦商务酒店（上海市金沙江路1058号）收费标准：1600元/人（会员单位9折优惠）（含资料费、授课费等，食宿自理、统一安排）联系方式：地址：上海市云岭东路345号（200062） 电话/传真52820086联系