高光底面合一阴极电泳涂料在车架上的应用

1、张殿平1，王子健1，李玉宁1，于安军1，万涛21.中国重汽集团技术发展中心，250002 2.武汉双虎汽车涂料有限公司，430035摘 要：主要介绍了高光底面合一阴极电泳涂料产品在车架上的应用。该产品提高了漆膜外观质量，降低了施工电压，同时提高槽液稳定性，真正达到既具有优良的装饰性能，又具有优良的耐候性能。关键词：高光底面合一阴极电泳涂料 施工电压槽液稳定性0引言阴极电泳涂料是七十年代中期发展起来并得到工业化应用的一种新型防腐水性涂料。由于其具有以水为溶剂、无火灾危险、环境友好性强、涂装可实现自动化程度高、涂层致密、防腐性能优异等特点，使其在世界范围内，特别是在汽车工业发达国家作为底涂层而得到

2、广泛应用。随着时代进步，电泳涂料在汽车领域正发挥着越来越大的作用，电泳涂料不断完善和提高，电泳涂料不断在汽车底漆方面，而且还发展到底漆面漆合一的程度，汽车的涂装将进入一个节能与环保全新时代。现在的汽车主机厂在车架、车轮、底盘等汽车零部件制造工艺过程中大多采用传统环氧型阴极电泳漆作为保护底涂层1，但是传统的阴极电泳底漆都是环氧树脂为主骨的体系，虽然具有良好的防腐性能，但耐候性能差，在户外存放容易失光、变色、粉化，必须再喷涂一道面漆才能存放2。在能源及资源日趋紧张的今天，主机厂为了节约成本，同时增强其市场竞争力，迫切需要只泳涂一道电泳漆，既有传统的防腐性能又具有良好的耐候性能，所以底面合一电泳涂料

3、的成功应用正是为了满足汽车工业不断发展的需求。中国重汽集团卡车公司车架厂130吨电泳线2006年2月率先在国内使用FT25-7650底面合一阴极电泳涂料，彻底解决了公司长期困绕的因车架电泳漆变色、粉化而导致用户抱怨不断的问题。该线使用FT25-7650底面合一阴极电泳涂料以来，现场施工应用效果好，车架户外放置一年以上无变色、失光等现象，耐候性能及耐腐蚀性具佳。为了进一步提高车架外观装饰性能，我们与武汉双虎汽车涂料公司一起开发了外观、光泽更优的高光底面合一阴极电泳涂料，并于2007年12月份成功在中国重汽商用车有限公司车架电泳线顺利投槽成功。1高光底面合一阴极电泳涂料的特点高光底面合一阴极电泳涂

4、料是在原来的底面合一阴极电泳涂料3的基础上改进过来的，主要从主体树脂的分子架构，分子量分布及生产工艺方面进行了优化，使其漆膜流平性、光泽得到大幅提高，并且其它槽液性能及漆膜性能也得到相应提高。高光底面合一阴极电泳涂料的性能指标见表1、表2、表3。表1：原漆性能项目指标色浆乳液原漆外观无明显分层，稠状液体，搅拌无障碍白色乳状液细度，m 15/不挥发物含量，%(165±2),30min (105±2),30min±/±PH值 /表2：槽液性能项目指标不挥发物含量(105±2/2h)，%±2PH值颜基比电导率(20)，ms/cm击穿电压，V

5、 320L板效果水平面与垂直面涂膜外观及厚度无明显差别泳透力(Ford盒)，cm 18加热减量，% 10表3：漆膜性能项目指标漆膜外观平整光滑光泽（60º） 80铅笔硬度 2H划格试验，级 1杯突试验，mm 6弯曲试验(锥形轴)，mm0耐冲击，cm 50耐酸性（24h）无起泡、脱落、生锈现象，漆膜性能无变化耐碱性（4h）无起泡、脱落、生锈现象，漆膜性能无变化耐水性（240h）无起泡、脱落、生锈现象，漆膜性能无变化耐盐雾（500h）不起泡、不脱落，单边扩蚀2mm耐候性（氙灯人工老化）500h， 无龟裂、起泡现象，色差E 3，失光率30%从上述可看出，高光底面合一阴极电泳涂料不但具有优良

6、的耐腐蚀性能，同时具有优良的耐候性能和较好的装饰性能。2高光底面合一阴极电泳涂料在车架上的涂装工艺2.1 工艺流程：预脱脂（喷） 脱脂（浸） 水洗1（喷） 水洗2（浸） 表调（浸） 磷化（浸） 水洗3（喷） 水洗4（浸） DI水洗（浸+出槽喷） 电泳（槽上UF1喷淋） UF1（喷） UF2（浸+新鲜UF喷） DI水（浸+出槽新鲜DI水喷） 烘干 强冷2.2 与传统的车架涂装线对比前处理理底面合一电泳涂装工艺烘烤电泳前处理传统车架涂装工艺烘烤电泳烘烤面漆图1 与传统的车架涂装工艺对比图从上图1我们可以很直观地看到由于高光底面合一阴极电泳涂料涂装工艺去掉面漆喷涂与烘烤，不仅减掉了大量废水及废漆的处

7、理，同时减少有机溶剂排放污染，真正达到环保节能。3高光底面合一阴极电泳涂料工艺参数生产工艺管理项目及控制参数见表表4体系参数控制指标电泳漆槽液固体份18±2%电泳漆槽液PH值电泳漆槽液电导率700-1400µs/cm电泳漆槽液颜基比阳极液PH±阳极液电导率800±400µs/cm超滤1喷淋固体份2%超滤2喷淋固体份1%超滤液PH值±超滤液电导率400-1000µs/cm循环去离子水电导率50µs/cm新鲜去离子水电导率10µs/cm新鲜去离子水PH值±漆膜颜色（与标准比对）符合标准板，在允许色差

8、范围内4高光底面合一阴极电泳涂料应用性能与原底面合一阴极电泳涂料产品相比，高光底面合一阴极电泳涂料在树脂的分子量分布及架构、生产工艺等方面进行了优化改进，使得高光底面合一阴极电泳涂料产品的漆膜外观得到了根本的改善。下图就是两种电泳漆产品的漆膜光泽（60º）的对比图。 0102030405060708090100光泽（60°）原底面合一高光底面合一图2 两种电泳漆产品的漆膜光泽的对比图（有改动）从上图2可以看出，高光底面合一阴极电泳涂料产品的漆膜光泽比原底面合一阴极电泳涂料产品提高了50%以上。4.2 提高了产品稳定性由于高光底面合一阴极电泳涂料产品在分子量分布及生产工艺方面

9、进行优化，使得底面合一阴极电泳涂料的稳定性得到了很大的提高。表5为与原底面合一阴极电泳涂料的敞口搅拌稳定性的对比实验结果。表5 敞口搅拌稳定性的对比结果检验项目高光底面合一阴极电泳涂料原底面合一阴极电泳涂料固含，%PH值电导率，s/cm1100710电压-膜厚（V-m）180V 18-20m210V 16-18m210V 20-22m240V 18-19m240V 24-25m270V 21-22m270V 29-30m300V 26-27m300V 32-33m330V 29-30m漆膜外观平整光滑平整光滑L板平面有少量颗粒平面有较多颗粒从上表可看出，高光底面合一阴极电泳涂料产品的槽液稳定性

10、优于原底面合一阴极电泳涂料产品。4.3 降低施工电压为了获得优良的漆膜外观及较高的泳透力，在电泳过程中一般起始电压低一些，以减轻电泳反应，然后电压高一些，以提高内腔的泳涂质量3。但是在车架电泳线设计过程中，通常设计为一段电压，如果施工电压较高，不但使电泳反应剧烈，减少阳极使用寿命，同时影响漆膜外观。降低施工电压，不仅能减少阳极损耗，同时也使漆膜外观得到提高。下图3为高光底面合一阴极电泳涂料与原底面合一阴极电泳涂料的电压膜厚关系对比。图3 两种电泳漆产品的电压膜厚关系对比从图3可以明显看出获得同样的漆膜厚度，高光底面合一阴极电泳涂料产品的施工电压要比原底面合一阴极电泳涂料产品的施工电压低30-40V。 4.4 降低了漆膜的粗糙度。下图4就是高光底面合一阴极电泳涂料与原底面合一阴极电泳涂料的漆膜粗糙度对比。原底面合一高光底面合一图4 两种电泳漆产品的漆膜粗糙度对比从图4可看出，高光底面合一阴极电泳涂料产品漆膜流平性得到了根本的改善，真正达到较高的装饰性能。5结 语高光底面合一阴极电泳涂料的应用有效地提升了漆膜的外观装饰性，降低了施工电压，提高了槽液稳定性。另外它优化了车架涂装工艺，省掉面漆材料、施工设备、场地、烘烤能源及施工管理人员，同时减少有机溶