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阴极电泳漆混槽的生产应用

1 前言
随着汽车工业的飞速发展，阴极电泳漆以其优异的耐腐蚀性能在汽车涂装中的应用日益广泛。在汽车生产过程中，涂料更新换型时废弃的旧电泳漆造成了浪费和成本增加，同时又增大了废水处理的负担。因此，采用新型电泳漆与原有漆混槽，逐步更新换型，可为涂料的充分应用提供发展空间和减少环境污染。

2 混槽方式
根据阴极电泳涂料的发展方向，而选用节能和低溶剂含量的电泳漆HS-98替代现有的HS-88-3。这两种电泳漆属同一体系，具有相似的树脂结构。经验表明，HS-98与HS-88-3混槽是可行的，只是在混槽过程中容易出现异常情况。因此，研究混槽中的工艺参数变化有利于指导生产。混槽采用两种方式：
（1）静态模拟混槽 根据理论计算值，选取几个混合比例点，将HS-88-3槽液与HS-98混合熟化，进行工艺及性能考察。
（2）动态模拟混槽 完全模拟现场的工艺进行。模拟现场生产情况，大量泳板，同时采用阳极膜进行阳极排酸，经检测固体分后，不断补加 HS-98与原漆混槽，以保持槽液固体分，考察更新过程中的工艺参数及性能的变化情况。

3 混槽结果及分析
3.1 槽液及工艺参数
HS-88-3与HS-98阴极电泳漆的主要性能见表1。
表1 两种漆主要性能比较
项 目
乳液外观
色浆固
体分(％)
槽液
稳定性
加热减量(％)
固化
条件
重溶性
对缩孔的
隐蔽性
耐击穿电压(V)
耐水滴痕性
L效果
耐盐雾性
HS-88-3
乳白
48±2
◇
＜15
180℃,
20min
◇
◇
＞250
△
◇
◇
HS-98
乳白
58±2
○
＜15
165℃,
20min
○
○
＞300
○
○
○
注：○——很好；◇——好；△——一般

表2为混槽中的槽液参数的变化。从此可以看到，整个混槽中，槽液参数控制在工艺范围内能满足工艺要求。其中，溶剂含量由高降低，接近HS-98的要求。
泳透力在混槽中由低逐渐升高，达到HS-98要求。混槽中各槽的 10min重溶性及加热减量研究表明：重溶性小，湿漆膜抵抗再次被溶解的能力好；加热减量低，车身在烘炉中受二次污染的可
表2 槽液参数
质量比
(HS-88-3/ HS-98)
100/0
75/25
65/35
50/50
35/65
30/70
20/80
10/90
0/100
固体份（%）
静态混槽
19.26
20.38
19.99
19.27
19.24
20.98
19.88
19.24
19.95
动态混槽
19.86
20.07
19.80
19.70
20.30
1930
20.30
19.50
20.10
PH值
静态混槽
6.18
6.21
6.26
6.32
6.48
6.53
6.42
6.60
6.60
动态混槽
6.28
6.42
6.30
6.31
6.49
6.50
6.35
6.40
6.46
电导率
(μS/cm）
静态混槽
1005
1100
1100
1190
1015
1080
1200
1200
1360
动态混槽
1084
1051
1074
1122
1345
1310
1399
1448
1480
MEQ值
静态混槽
26.5
25.8
25.0
24.7
24.8
24.2
24.6
23.6
25.1
动态混槽
28.4
28.6
25.9
26.9
24.9
26.2
26.3
24.1
27.3
溶剂（%）
静态混槽
3.33
2.04
1.96
1.98
1.96
1.99
1.65
1.68
1.91
动态混槽
3.30
2.51
2.04
2.27
2.22
1.46
1.60
2.00
1.24

能性小，其发展趋势为零。图l～3为泳透力，重溶性，加热减量与HS-98置换率的关系。

3.2 涂膜性能
混槽不是单纯的混合，必须了解混槽过程中的涂膜性能变化以及涂膜性能是否能满足技术要求。整个混槽过程中的膜厚、附着力、硬度、冲击强度，耐水性、耐酸性、耐碱性、抗石击性结果见表3。
表3 涂膜性能
HS-98
置换率(%)
0
25
35
50
65
70
80
90
100
外观
深灰色,表面较细密→浅灰色,表面细密
150V
静态混槽
膜

厚

18～20

18～21
动态混槽

200V
静态混槽

23～28

25～28
动态混槽

250V
静态混槽

25～32

25～32
动态混槽

抗石击性
静态混槽

3～4
3
2～3

2

附着力用划格法测定均为0级，铅笔硬度为1H，500 N·cm，冲击强度合格，耐水、耐酸碱性合格。
阴极电泳漆以其优异的耐腐蚀性在汽车涂装中广泛应用，其耐盐雾性大于1000 h，单侧蚀宽小于2 mm。混槽过程中 180℃和165℃固化试板耐盐雾性的测试结果见图4和图5。

从图可看到，静态混槽和动态混槽具有相似的结果。在180℃固化，整个混槽过程的耐盐雾性均小于2mm，符合技术要求。165℃固化，HS-98置换率分别为25％，35％，80％时，其耐盐雾性大于2mm，不符合技术要求。因此，在混槽过程中，固化温度的调整必须在HS-98置换率大于80％之后进行。
3.3 施工性能
（1）与前处理的适应性 当HS-98的置换率为0，25％，35％，50％，65％，70％，80％，90％和100％时，静动混槽耐前处理污染性的结果为：前处理斑痕对整个混槽过程的漆膜无明显影响；水滴痕仅对原有电泳漆有影响，加入HS-98后，水滴痕的影响消除；磷化液的影响则与其浓度有关，当磷化液稀释倍数为1500和 1000时，对混槽过程无影响，而当稀释倍数为 500时，HS-98置换率达到80％以上，对漆膜有影响，此时应加强磷化后的冲洗。
（2）与面漆的适应性 主要考察单色漆和金属漆在混槽过程中的漆膜性能。选取面漆，在不同置换率的电泳漆膜上喷面漆，测定的性能为：HS-98置换率同上述几种时色漆的光泽是90％～92％；金属漆则为90％～96％；300 N·cm冲击，两种漆均合格；1mm划格法测定的附着力均为0；两种漆的耐水、耐酸、耐碱性全部合格。

4 应用结果
根据换型方案，从1999年4月开始，在原有槽液HS-88-3中，逐步补加 HS-98至 10月止，HS-98置换率达到 99.9%，换型完成。
换型后的性能：（1）涂膜外观改善，缩孔及颗粒基本消除，表面平整度提高；（2）泳透力提高，提高了内腔膜厚，增强了涂膜的耐腐蚀性能（内腔膜厚提高约3μm）；（3）溶剂含量降低（≤2.5％），符合环保要求，与汽车阴极电泳徐料的发展方向一致；（4）涂膜性能均满足技术标准要求；（5）HS-88-3的固化条件：180±5℃，20min；HS-98固化温度为：165±5℃，20 min，固化温度降低，达到节能效果。

5 结束语
（1）通过HS-88-3和HS-98的混槽试验证明，相似体系的阴极电泳漆混槽是完全可行的。
（2）在混槽过程中，应注意前处理磷化干斑对漆膜的影响以及磷化后的清洗状况。
（3）混槽过程不影响与现有面漆的配套性，其各项性能指标均能达到技术要求。
（4）混槽中，漆膜在180℃固化时，均能达到耐盐雾性技术标准；而165℃固化，当HS-98的置换率为25％，35％和80％时，耐盐雾时间为1000h，单侧蚀宽大于2mm，超过技术要求。因此在混槽中调整固化温度是关键。
（5）混槽试验及混槽实施的情况说明，混槽换型是一种新型的更新换代方式。此种方式的成功应用，拓宽了涂料的应用和推广途径。