浅析汽车用板的现代电泳涂装工艺

电泳漆是最早开发的水性涂料，它的主要特点是涂装效率高、经济安全、污染少，可完全实现自动化管理。经过20多年的发展，目前第5代阴极电泳漆已在世界各地汽车厂的生产线生获得广泛应用。

    电泳涂装的工艺特点

    一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：预清理—上线—除油—水洗—除锈—水洗—中和—水洗—磷化—水洗—钝化—电泳涂装—槽上清洗—超滤水洗—烘干—下线。

    被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清楚工件表面的浮尘，用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。刚表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1~2um，要求磷化膜结晶细而均匀。

    在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25~75um。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50um的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。

    随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。

    超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺，电泳槽液的更新周期应在3个月内。

    对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准，一般每个批次都需检测。

    电泳涂装与其他涂装方法相比较，具有下述特点：

    1 采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患;

    2 涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%~95%。

    3 涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;

    4 生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高劳动效率;

    5 设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化要求的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水处理;只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料储存过久稳定性不易控制。

    影响电泳涂装的主要工艺参数

    (1)电压

    电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简单，易于控制。

    电压对漆膜的影响很大：电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力，缩短施工时间;但电压过高，会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生橘皮现象;电压过低，电解反应慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定，一般情况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两级间距成正比，钢表面为40~70V，铝和铝合金表面可采用60~100V，镀锌件采用70~85V。

    (2)电泳时间

    漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达到一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反应;反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在保证涂层质量的条件下，越短越好。一般工件电泳时间为1~3min，大型工件为3~4min，如果被涂物件表面几何形状复杂，可适当提高电压和延长时间。

    (3)涂料温度

    涂料温度越高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引起涂料变质;温度低、电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密，施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将导致涂料温度上升，一般漆液温度控制在15~30度。

    (4)涂料的固体分和颜基比

    市售的电泳涂料固体分一般为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%~15%，固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，

    涂料稳定性差;固体分过高，黏度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。一般颜基比为1：2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1：4.由于实际操作中，涂料的颜料量会逐渐下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。

    (5)涂料的PH值

    电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。Ph值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜;PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力降低。一般要求施工过程中，PH值控制在7.5~8.5之间。在施工工程中，由于连续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄、导致PH值上升。可采用补加低PH值的原液、更换阳极罩蒸馏水、用离子交换树脂除去铵离子、采用阳极罩等方法降低PH值等方法来解决，若PH值过低时，可加入乙醇胺来调节。

    (6)涂料电阻

    被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值下降，从而导致漆膜出现粗糙不匀和针孔等弊病。在涂装施工中，需对涂料进行净化处理，为了得到高质量涂膜。可采用阴极罩设备，以除去铵及钙、镁等杂质离子。

    (7)工件与阴极间距离

    距离近、沉积率高;但距离过近，会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件，当出现外部已沉积很厚涂膜，而内部涂膜仍较薄时，应在距离阴极较远的部位，增加辅助阴极。

    电泳涂装的发展状况

    (1)新一代阴极电泳漆的主要特点。