高光底面合一陰極電泳涂料在車架上的應(yīng)用

1、張殿平1，王子健1，李玉寧1，于安軍1，萬濤21.中國重汽集團(tuán)技術(shù)發(fā)展中心，250002 2.武漢雙虎汽車涂料有限公司，430035摘 要：主要介紹了高光底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品在車架上的應(yīng)用。該產(chǎn)品提高了漆膜外觀質(zhì)量，降低了施工電壓，同時提高槽液穩(wěn)定性，真正達(dá)到既具有優(yōu)良的裝飾性能，又具有優(yōu)良的耐候性能。關(guān)鍵詞：高光底面合一陰極電泳涂料 施工電壓槽液穩(wěn)定性0引言陰極電泳涂料是七十年代中期發(fā)展起來并得到工業(yè)化應(yīng)用的一種新型防腐水性涂料。由于其具有以水為溶劑、無火災(zāi)危險(xiǎn)、環(huán)境友好性強(qiáng)、涂裝可實(shí)現(xiàn)自動化程度高、涂層致密、防腐性能優(yōu)異等特點(diǎn)，使其在世界范圍內(nèi)，特別是在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家作為底涂層而得到

2、廣泛應(yīng)用。隨著時代進(jìn)步，電泳涂料在汽車領(lǐng)域正發(fā)揮著越來越大的作用，電泳涂料不斷完善和提高，電泳涂料不斷在汽車底漆方面，而且還發(fā)展到底漆面漆合一的程度，汽車的涂裝將進(jìn)入一個節(jié)能與環(huán)保全新時代?，F(xiàn)在的汽車主機(jī)廠在車架、車輪、底盤等汽車零部件制造工藝過程中大多采用傳統(tǒng)環(huán)氧型陰極電泳漆作為保護(hù)底涂層1，但是傳統(tǒng)的陰極電泳底漆都是環(huán)氧樹脂為主骨的體系，雖然具有良好的防腐性能，但耐候性能差，在戶外存放容易失光、變色、粉化，必須再噴涂一道面漆才能存放2。在能源及資源日趨緊張的今天，主機(jī)廠為了節(jié)約成本，同時增強(qiáng)其市場競爭力，迫切需要只泳涂一道電泳漆，既有傳統(tǒng)的防腐性能又具有良好的耐候性能，所以底面合一電泳涂料

3、的成功應(yīng)用正是為了滿足汽車工業(yè)不斷發(fā)展的需求。中國重汽集團(tuán)卡車公司車架廠130噸電泳線2006年2月率先在國內(nèi)使用FT25-7650底面合一陰極電泳涂料，徹底解決了公司長期困繞的因車架電泳漆變色、粉化而導(dǎo)致用戶抱怨不斷的問題。該線使用FT25-7650底面合一陰極電泳涂料以來，現(xiàn)場施工應(yīng)用效果好，車架戶外放置一年以上無變色、失光等現(xiàn)象，耐候性能及耐腐蝕性具佳。為了進(jìn)一步提高車架外觀裝飾性能，我們與武漢雙虎汽車涂料公司一起開發(fā)了外觀、光澤更優(yōu)的高光底面合一陰極電泳涂料，并于2007年12月份成功在中國重汽商用車有限公司車架電泳線順利投槽成功。1高光底面合一陰極電泳涂料的特點(diǎn)高光底面合一陰極電泳涂

4、料是在原來的底面合一陰極電泳涂料3的基礎(chǔ)上改進(jìn)過來的，主要從主體樹脂的分子架構(gòu)，分子量分布及生產(chǎn)工藝方面進(jìn)行了優(yōu)化，使其漆膜流平性、光澤得到大幅提高，并且其它槽液性能及漆膜性能也得到相應(yīng)提高。高光底面合一陰極電泳涂料的性能指標(biāo)見表1、表2、表3。表1：原漆性能項(xiàng)目指標(biāo)色漿乳液原漆外觀無明顯分層，稠狀液體，攪拌無障礙白色乳狀液細(xì)度，m 15/不揮發(fā)物含量，%(165±2),30min (105±2),30min±/±PH值 /表2：槽液性能項(xiàng)目指標(biāo)不揮發(fā)物含量(105±2/2h)，%±2PH值顏基比電導(dǎo)率(20)，ms/cm擊穿電壓，V

5、 320L板效果水平面與垂直面涂膜外觀及厚度無明顯差別泳透力(Ford盒)，cm 18加熱減量，% 10表3：漆膜性能項(xiàng)目指標(biāo)漆膜外觀平整光滑光澤（60º） 80鉛筆硬度 2H劃格試驗(yàn)，級 1杯突試驗(yàn)，mm 6彎曲試驗(yàn)(錐形軸)，mm0耐沖擊，cm 50耐酸性（24h）無起泡、脫落、生銹現(xiàn)象，漆膜性能無變化耐堿性（4h）無起泡、脫落、生銹現(xiàn)象，漆膜性能無變化耐水性（240h）無起泡、脫落、生銹現(xiàn)象，漆膜性能無變化耐鹽霧（500h）不起泡、不脫落，單邊擴(kuò)蝕2mm耐候性（氙燈人工老化）500h， 無龜裂、起泡現(xiàn)象，色差E 3，失光率30%從上述可看出，高光底面合一陰極電泳涂料不但具有優(yōu)良

6、的耐腐蝕性能，同時具有優(yōu)良的耐候性能和較好的裝飾性能。2高光底面合一陰極電泳涂料在車架上的涂裝工藝2.1 工藝流程：預(yù)脫脂（噴） 脫脂（浸） 水洗1（噴） 水洗2（浸） 表調(diào)（浸） 磷化（浸） 水洗3（噴） 水洗4（浸） DI水洗（浸+出槽噴） 電泳（槽上UF1噴淋） UF1（噴） UF2（浸+新鮮UF噴） DI水（浸+出槽新鮮DI水噴） 烘干 強(qiáng)冷2.2 與傳統(tǒng)的車架涂裝線對比前處理理底面合一電泳涂裝工藝烘烤電泳前處理傳統(tǒng)車架涂裝工藝烘烤電泳烘烤面漆圖1 與傳統(tǒng)的車架涂裝工藝對比圖從上圖1我們可以很直觀地看到由于高光底面合一陰極電泳涂料涂裝工藝去掉面漆噴涂與烘烤，不僅減掉了大量廢水及廢漆的處

7、理，同時減少有機(jī)溶劑排放污染，真正達(dá)到環(huán)保節(jié)能。3高光底面合一陰極電泳涂料工藝參數(shù)生產(chǎn)工藝管理項(xiàng)目及控制參數(shù)見表表4體系參數(shù)控制指標(biāo)電泳漆槽液固體份18±2%電泳漆槽液PH值電泳漆槽液電導(dǎo)率700-1400µs/cm電泳漆槽液顏基比陽極液PH±陽極液電導(dǎo)率800±400µs/cm超濾1噴淋固體份2%超濾2噴淋固體份1%超濾液PH值±超濾液電導(dǎo)率400-1000µs/cm循環(huán)去離子水電導(dǎo)率50µs/cm新鮮去離子水電導(dǎo)率10µs/cm新鮮去離子水PH值±漆膜顏色（與標(biāo)準(zhǔn)比對）符合標(biāo)準(zhǔn)板，在允許色差

8、范圍內(nèi)4高光底面合一陰極電泳涂料應(yīng)用性能與原底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品相比，高光底面合一陰極電泳涂料在樹脂的分子量分布及架構(gòu)、生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，使得高光底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品的漆膜外觀得到了根本的改善。下圖就是兩種電泳漆產(chǎn)品的漆膜光澤（60º）的對比圖。 0102030405060708090100光澤（60°）原底面合一高光底面合一圖2 兩種電泳漆產(chǎn)品的漆膜光澤的對比圖（有改動）從上圖2可以看出，高光底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品的漆膜光澤比原底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品提高了50%以上。4.2 提高了產(chǎn)品穩(wěn)定性由于高光底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品在分子量分布及生產(chǎn)工藝方面

9、進(jìn)行優(yōu)化，使得底面合一陰極電泳涂料的穩(wěn)定性得到了很大的提高。表5為與原底面合一陰極電泳涂料的敞口攪拌穩(wěn)定性的對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表5 敞口攪拌穩(wěn)定性的對比結(jié)果檢驗(yàn)項(xiàng)目高光底面合一陰極電泳涂料原底面合一陰極電泳涂料固含，%PH值電導(dǎo)率，s/cm1100710電壓-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漆膜外觀平整光滑平整光滑L板平面有少量顆粒平面有較多顆粒從上表可看出，高光底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品的槽液穩(wěn)定性

10、優(yōu)于原底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品。4.3 降低施工電壓為了獲得優(yōu)良的漆膜外觀及較高的泳透力，在電泳過程中一般起始電壓低一些，以減輕電泳反應(yīng)，然后電壓高一些，以提高內(nèi)腔的泳涂質(zhì)量3。但是在車架電泳線設(shè)計(jì)過程中，通常設(shè)計(jì)為一段電壓，如果施工電壓較高，不但使電泳反應(yīng)劇烈，減少陽極使用壽命，同時影響漆膜外觀。降低施工電壓，不僅能減少陽極損耗，同時也使漆膜外觀得到提高。下圖3為高光底面合一陰極電泳涂料與原底面合一陰極電泳涂料的電壓膜厚關(guān)系對比。圖3 兩種電泳漆產(chǎn)品的電壓膜厚關(guān)系對比從圖3可以明顯看出獲得同樣的漆膜厚度，高光底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品的施工電壓要比原底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品的施工電壓低30-40V。 4.4 降低了漆膜的粗糙度。下圖4就是高光底面合一陰極電泳涂料與原底面合一陰極電泳涂料的漆膜粗糙度對比。原底面合一高光底面合一圖4 兩種電泳漆產(chǎn)品的漆膜粗糙度對比從圖4可看出，高光底面合一陰極電泳涂料產(chǎn)品漆膜流平性得到了根本的改善，真正達(dá)到較高的裝飾性能。5結(jié) 語高光底面合一陰極電泳涂料的應(yīng)用有效地提升了漆膜的外觀裝飾性，降低了施工電壓，提高了槽液穩(wěn)定性。另外它優(yōu)化了車架涂裝工藝，省掉面漆材料、施工設(shè)備、場地、烘烤能源及施工管理人員，同時減少有機(jī)溶