电泳漆液成分及工艺条件对膜层的影响

1、佛山市瀚邦涂料科技有限公司 6/16/2021电泳漆液成分及工艺条件对膜层的影响一、 固体分含量固体分含量过低时，电解作剧烈，漆膜薄，气泡多，易产生针孔；过高时则膜层比较粗糙，易起桔皮。因此稳定固体分含量是保证电泳质量的一个关键，对于EC-3000金色电泳漆来说，每电泳15一20M2的零件需补充1L浓缩液。二、溶剂 电泳漆液刚配制时，其溶剂含量稍高。但随着漆液使用时间的延长和超滤的使用，溶剂不断挥发和滤出，其含量会逐渐下降，影响漆膜质量。严重时，漆膜会在烘烤前脱落。因此，应及时添加调整，一般每滤出100L超滤渗透液，应补充1.2L溶剂。三、电压极间电压升高，电场作用加强，漆液中带电粒子泳动，沉

2、积速度加快，使泳透力提高，膜层增厚。电泳操作时，应根据零件形状与大小，槽液温度高低，所需膜的厚薄，选择最佳电压。当电泳漆槽刚配制时，其溶剂含量及导电度均高，则电压应适当降低。四、PH值 由于阳极采用隔膜控制，电泳漆液的PH值较为稳定，当超滤液排出太多或隔膜液漏出进入电泳漆液时，使电泳漆液PH值发生变化，可用有机酸调整。PH值过低时，漆膜再溶解增加，膜层变薄，且对设备腐蚀严重。五、电导率 电导率是控制电泳漆膜层质量的关键指标之一。新配溶液时电导率可能较高，因此需要通地超滤排出渗液以降低电导率。电导率过高，则膜厚易产生桔皮和表面粗糙等现象。电导率过低，则容易产生针孔和麻点。因此当电导率的高低不同时

3、需要采用不同的电压和槽液温度，以便获得良好的膜层。电导率较高时，可采用较低的电压和温度；反之则要相应提高电压和温度。六、温度 电泳漆液的温度一般控制在26度左右。温度过低，必需使用较高的电压以达到电泳的目的；温度过高，则加剧溶剂的挥发，不利于电导率的稳定和控制。七、电泳时间 电泳时间的长短会影响漆膜外观及膜层的厚薄。当电泳时间过长时，膜厚色深，透明性变差。电泳时间过短，则膜层不完整。因此需要根据漆液的电导率，固体分含量等因素的变化，在确定溶液温度和电压的前提下，选择最佳的电泳时间，以确保膜层的质量。 在电泳过程中，主要以电压的大小来控制膜层厚度。时间如超过一定数值，厚度不会显著增加，这是因为电

4、泳漆是不导电的，当零件给膜层完全覆盖后，成为绝缘体，时间再长也不会增加漆膜的厚度。因此如需要较厚漆膜时，尤其在镀凹位较深零件时，应用较高电压和较短时间。电泳施工中常见漆膜缺陷及防止办法电泳涂装是大量操作变量的动态平衡，操作人员不时地对电泳涂装工艺的控制参数进行监控和调整，就可以获得良好的外观、膜厚和物理特性。因此，当检测出漆膜缺陷时，就应对它进行一系列准确、可靠的分析，然后及时提出解决办法。电泳施工中最常见的漆膜缺陷有涂膜粗糙、缩孔、针孔、花斑、涂膜过薄、涂膜过厚、水痕、工件内表面涂膜过薄等，造成这些缺陷的原因不是单一的因素，下面简单介绍一下漆膜缺陷的原因及防止办法。（一）漆膜粗糙（肉眼可见小

5、颗粒）1.产生原因槽液颜基比过高。进入电泳槽的被涂工件及挂具不干净。电泳槽由于过滤不良，使槽液杂质离子过多，电导率偏高。槽液中助溶剂含量偏低。2.防治方法与供应商协商，提供低颜基比涂料，以便调整槽液。加强前处理液的过滤，降低磷化液的残渣含量，严格控制磷化后冲洗的水质，以及浮在工件表面上的磷化残渣；定时清洗挂具疏松污垢等。加强电泳槽液的过滤。定期清洗、更换过滤装置，严格控制槽液的PH值和碱性物质的带入，防止树脂析出。定期检测槽液溶剂的含量，若偏低应及时补加溶剂。以确保槽液的稳定。（二）缩孔、陷穴1.产生原因槽液颜基比失调，颜料含量低。被涂工件前处理不良或清洗后磷化膜上面落上油污、尘埃等。槽液中混

6、入油污、尘埃、油飘浮在槽液面或乳化在槽液中。电泳后冲洗液混入油污。外来油污污染电泳涂膜。烘干室内不干净、循环风内含油。2.防止方法调整槽液的颜基比，补加色浆提高颜料含量。加强被涂工件脱脂工序的管理，确保磷化膜不被二次污染。在槽液循环系统安装除油过滤装置，同时检查油污染来源，以便彻底清除油污。加强后冲洗液水质的检测，定期清洗更换过滤袋，以确保后冲洗水过滤质量。保持涂装环境洁净，清除对涂装有害的物质，尤其是含有机硅物质源（如电缆、拉延油、防锈油、防焊渣粘结剂、密封胶等），涂装车间及相关车间的设备及工艺介质所使用的原材料和辅助材料都不能含有酯酮。按工艺规定，定期清扫烘干室，保持烘干室和循环热风的清洁

7、。（三）针孔1.产生的原因槽液中杂质离子含量过高，施工电压偏高，电解反应加剧，被涂工件表面产生气体等。槽液温度偏低，或搅拌不充分，助溶剂含量偏低。电泳涂装后被涂工件出槽清洗不及时，湿涂膜产生再溶解现象。工件带电入槽、槽液液面流速低、有气泡堆积，泡沫随着被涂工件表面上形成针孔。2.防止方法加强控制槽液中的杂质离子的浓度，定期检测槽液各种离子浓度，若超过工艺规定值，应排放UF液、补加纯水，降低杂质离子含量，根据槽液的工艺参数调整涂装电压。控制槽液温度在工艺规定范围，加强槽液搅拌。被涂工件离开槽液应立即用UF液或纯水进行冲洗。时间最好不超过1min。为消除带电入槽易产生针孔，一定要控制好槽液表面流速

8、介于0.20.25m/s，以防止泡沫堆积，控制好运输链速度不应低于工艺要求。（四）花斑1.产生原因工件表面处理不好，磷化膜不均匀。磷化后的水质不好，水洗不充分。前处理后被涂工件二次污染。2.防治方法查找原因，提高表面预处理质量。加强磷化后冲洗设备的检查，开线前检查喷嘴是否堵塞，以确保喷嘴压力在工艺规定范围内。保持涂装环境清洁，以防止前处理后的工件二次污染。（五）涂膜过薄1.产生原因槽液固体分偏低。槽液助溶剂含量偏低。槽液温度低于工艺规定的范围。槽液的PH值太低。槽液更新时间过长，槽液电导率偏低。泳涂电压偏低，泳涂时间不足。2.防治方法按照工艺要求，保证固体分在工艺规定范围内，补加原漆提高固体分

9、。定期检测槽液溶剂含量，尤其是在夏季，适当补加剂，使溶剂含量在工艺规定范围内。定期检修热交换装置，温控系统，以确保槽液温度控制在工艺范围内。补加低中和度涂料或利用极液的排放，调整PH值，使槽液的PH值在工艺规定值范围内。加速槽液更新，减少UF液的损失。适当提高泳涂电压，延长泳涂时间。（六）涂膜过厚1.产生原因槽液固体分偏高。槽液助溶剂含量偏高。槽液的温度偏高。槽液的电导率高。工件泳涂时间过长。（由于停电造成等）。泳涂电压偏高。2.防治方法为了提高涂膜质量，降低成本，严格控制固体分在工艺规定范围内。定期检测溶剂含量，用添加纯水，排放UF液的方法控制槽液的溶剂含量。严格控制槽液温度，定期检修制冷设

10、备，以确保槽液温度在工艺规定值内。补加纯水、排放UF液。严格按工艺要求控制链速，尽可能避免停线。控制电压在工艺要求范围内。（七）水痕1.产生原因湿电泳涂膜表面强力过大，电渗性差。电泳后冲洗后，被涂工件有积液存在。最终手工去离子水冲洗不彻底。烘干前，被涂工件有水洗液积存。预烘干时间较短。2.防治方法改善电泳漆涂膜表面张力，来提高湿膜的抗水滴性。为解决工件后冲洗积水，采用开工艺孔和吹积水方法较好。采用足够量的去离子水冲洗，尤其对复杂工件缝隙手工冲洗要彻底，以避免烘干后流痕严重。烘干前采用压缩空气吹掉水滴。在工艺设计时，要充分考虑到预烘时间、温度，以确保工件进烘干室有充分预烘过程。（八）工件内表面涂

11、覆过薄（泳透率低）1.产生原因电泳涂料泳透力低。槽液的固体分偏低。槽液中的杂质离子含量过多，助溶剂含量偏高。电泳涂装电压偏低。2.防治方法选用高泳透率电泳漆，严格控制电泳漆和槽液的泳透力，以确保工件内表面的泳涂漆膜厚度。按工艺要求，根据检测结果及时补加涂料，以确保固体分在工艺规定的范围。采用超滤设备、补加纯水、排放超滤液除去槽液中的杂质离子，减少助溶剂的含量。在槽液工艺参数允许的情况下，适当提高泳涂电压。影响阴极电泳涂装的因素1、 基材的表面性质 阴极电泳涂装过程中，作为阴极的基材，如低锌、普锌或含锌镍的磷化钢板由于电解作用，沉积的涂层会有缺陷，影响电沉积涂层的防腐性能。此外，电泳时阴极表面碱

12、性增强（开始电沉积时阴极附近的pH值约12），会使部分磷化膜溶解、基材表面微观结构发生变化，影响整体涂层的性能。目前，解决的措施是改进磷化工艺，使基材表面覆盖Zn与Mn、Ca、Fe等金属的复合磷酸盐Zn2M(PO4)2H2O(式中M为Fe、Ni、Mn和Ca)，以提高磷化膜的耐碱性。 值得注意的是，在不同基材表面上电沉积的涂层其热性能也有差异。如在氧气气氛下，未经过磷化处理的钢板上电沉积的环氧涂层在450即开始热降解，热降解残余量约25；表面镀锌-镍合金的钢板在520开始热降解直至完全。这是因为不同基材表面对阴极放氢反应的催化活性不同，导致环氧主链的吸氢反应程度及涂层的多孔性呈现差异，从而影响了

13、热降解速率。此外，基材对于树脂的固化温度也有影响，比如镀镍表面环氧树脂的固化温度可降低2030。2、 电泳前处理(1) 脱脂 脱脂的目的是除去金属表面的油污。目前脱脂普遍采用水溶性碱性脱脂剂，关键在于控制好脱脂温度和脱脂时间。脱脂温度过高，水解速度加快，工件表面易泛黄；温度过低，不利于脱脂液中表面活性剂的润湿、乳化、增溶等作用，脱脂不干净。脱脂液除油能力随pH值的提高而提高，但pH值过高可能使铝及铝合金等金属工件被腐蚀。一般控制脱脂温度6080、脱脂时间1015min效果较好。此外，脱脂后应立即清洗干净。否则金属表面覆盖一层碱性物质，会影响后续除锈和磷化工序，最终使电泳涂层的抗腐蚀性下降。(2

14、) 磷化 对于阴极电泳涂装，磷化膜必须是轻量极的（膜厚为26m）过厚的磷化膜导致电阻增大，使电沉积的效率降低。此外，电泳涂装还要求磷化膜致密而均匀，只有在工件的导电能力、电场强度一致的前提下，才能得到均匀的电沉积膜。我国广泛采用锌系或锌钙系中低温、低渣快速磷化工艺。低锌磷化与阴极电泳配套性好，可充分发挥阴极电泳涂装的优势，发达国家高档汽车的电泳涂装均采用低锌磷化。磷化工序的控制重点是磷化液的游离酸和总酸度、促进剂含量，以及磷化温度和时间。一般低锌磷化采用NO3-促进剂体系（含量15g/L），处理温度5060，浸入时间35min，总酸度2027点（滴定10mL磷化液至酚酞终点时所消耗的氢氧化钠溶

15、液的毫升数），游离酸0.71.3点（滴定10mL磷化液至甲基橙终点时所消耗的氢氧化钠溶液的毫升数）。若在锌系或锌钙系磷化液中加入一定量的Ni2+或Mn2+（25g/L），可形成颗粒状晶粒致密的磷化膜，增强磷化膜的耐碱性。从而提高电泳涂层的耐腐蚀性。此外，磷化后必须彻底洗净磷化膜上残留的可溶性盐，因为在湿热条件下这种可溶性盐容易引起涂层的脱落，且它带入电泳槽会严重污染电泳涂料。(3) 固体分 阴极电泳槽液的固体分通常控制在1825%（质量分数），固体分的高低对涂料电沉积量的影响较大。涂料的固体分高，槽液导电性好，电沉积量也随之增加，但固体分过高（ 30），电沉积量增加过多，涂膜变得过厚，烘烤时因

16、流平性不佳而在表面形成桔皮等弊病；固体分过低（10）时，涂料的泳透力低，涂膜的遮盖力差，还会引起电解反应加剧，涂膜易产生针孔，槽液稳定性变差。实际涂装过程中，由于涂料固体分的下降，需要定期检测固体分的下降值，通过计算向槽液中补加新鲜电泳涂料。(4) 颜基比 对以颜料为着色物质的阴极电泳漆，颜基比失调会导致涂膜的外观和抗腐蚀能力变差。颜基比过高，涂膜粗糙无光泽，甚至颜料发生沉淀；颜基比过低，涂膜易产生针孔，抗腐蚀能力降低。阴极电泳过程中，一般通过向槽液中补加高颜基比的颜料浆的方法，以维持颜基比恒定在0.240.3。(5) 助溶剂 助溶剂是阴极电泳涂料的重要组成部分，一方面有利于保持涂料的稳定，另

17、一方面影响涂膜的质量。助溶剂含量太低，降低了树脂的水溶性，导致电沉积量和泳透力降低；助溶剂含量太高，涂膜变厚，与此同时，泳透力和涂膜的击穿电压下降，槽液不易控制。通常，阴极电泳涂料中助溶剂含量为2040%；在中和及用水稀释之后，槽液中有机溶剂一般控制在2%5%。若选择的助溶剂是低沸点的醇类溶剂，生产中还需注意定期补加其损失量。(6) 槽液的pH值 电泳过程中，槽液的pH值是控制电泳涂料稳定性的重要因素。通常情况下，阴极电泳涂装需严格控制pH在5.906.15。槽液的pH值太高，电泳涂料变得不稳定，严重时导致沉淀析出；槽液的pH值也不应过低，虽然pH值降低时电泳电流增大，电沉积量增加，有利于涂膜

18、形成，但漆膜的再溶解程度也随之加大。 连续电泳时，由于树脂不断沉积，中和剂不断积累，使得槽液pH值渐渐降低、电导率增大，导致泳透力降低。更为严重的是已沉积在工件上的漆膜重新溶解的趋势加大，使沉积膜变薄，失光甚至露底。一般通过极罩法、补加低中和度涂料和更换超滤液的方法来调整pH值，使之稳定在规定的范围之内。(7) 槽液电导率 阴极电泳涂料槽液的电导率通常在12001600S/cm，维持槽液一定的导电能力，保证涂层的质量。在电泳过程中，由于杂质离子的混入，以及游离出的中和剂的浓度增加的缘故，电导率会逐渐增大。电导率过高既增加耗电量，降低了泳透力，又使槽液升温过快，涂膜光泽降低，颜料颗粒析出、漆膜抗

19、腐蚀能力下降。(8) 槽液温度 槽液温度对阴极电泳涂装及涂膜性能的影响是非常显著的。在其他工艺条件不变的情况下，升高温度，槽液粘度降低，电极反应加快，同时涂膜的电阻值也下降，有利于电沉积，使膜厚增加。但槽液温度过高（35），涂膜变得粗糙，烘干后产生波浪状的堆积，且槽液中的助溶剂易挥发，导致槽液变质，稳定性变差。温度过低（15 ），沉积量很小，涂膜很薄，光泽度和遮盖力都差，且槽液粘度大，电沉积过程中产生的气泡难以消除，漆膜易出现针孔。一般阴极电泳槽液温度控制在 2834，实际操作中需采取恒温措施。以防止槽液温度超出此范围。(9) 电泳电压 阴极电泳涂装的电压主要取决于涂料的品种，操作时还应该综合

20、考虑极间距、极比、槽液温度等因素，以确定最佳电压范围。电压的高低对电泳涂膜的质量影响很大。通常电泳时间是固定的，通过提高或降低电压来调节涂膜厚度。极间电压越高，电场强度越强，电沉积量亦随之增加，工件内表面及半封闭面的涂膜厚度增大。但电压过高，工件入槽瞬间的冲击电流太大，涂膜沉积速度过快，易造成涂膜外观和性能变差。电压高到超过电泳膜的击穿电压时，沉积涂膜被击穿，电解反应加剧，电极表面产生大量气体，涂膜表面产生大量气泡。电泳电压过低，涂料泳透力差，沉积速度慢，效率低，涂膜变薄。一般在保证涂膜外观质量前提下，尽可能采用较高的电压进行阴极电泳涂装。电压控制在150340V为宜。 据文献报道，阴极电泳涂

21、装时采用不同的供电方式对涂膜的外观影响较大。线性升高电压既可获得较高的泳透力，又可限制峰值电流，防止涂膜弊病的产生。(10) 电泳时间 一般情况下，电泳时间长，膜厚及泳透力会增加，涂膜电阻值也随之增大，约23min后，涂膜达到一定厚度，厚度就几乎不再增加。电泳时间过长，会导致涂膜缺陷产生，外观变差。因此，在保证涂层质量前提下，应尽量缩短电泳时间，电泳结束后，被涂物应尽快从槽中取出，以免涂膜发生再溶解而变薄。(11) 极间距与极比 阴极电泳时阳极与阴极（被涂物）之间的距离（极间距）和面积比值（极比)对电沉积效率有一定影响。极间距过远，极间电阻增大，电沉积效率降低，沉积量减小，涂膜不均匀，局部甚至

22、电泳不上；反之则会产生局部电流大和过量电沉积，影响膜厚均匀度。一般合适的极间距为50400mm。对于较大的工件，必要时可设置辅助阳极，以达到合理的极间距范围。阳极面积过大，被涂物表面易产生异常电沉积，沉积出的涂膜厚且粗糙，附着力也降低；阳极面积过小，电沉积效率降低，涂膜变薄，泳透力也低。一般合适的极比（阳极面积阴极面积）为1/41/6。(12) 烘烤温度和时间 烘烤温度和时间对涂膜的耐腐蚀性、耐冲击性均有很大的影响。高温长时间烘烤可能导致涂膜泛黄、变脆等；烘烤温度太低，树脂没有充分交联，耐腐蚀性变差。一般烘烤温度为165180，烘烤时间2030min。槽液的分析与控制电泳涂装是电泳涂料在电泳槽

23、中不断更新的过程，槽液的分析与控制是对这种过程的必要监控手段之一，常见技术指标的日常检测是维持槽液日常使用的前提，下表列出了常见指标的检验方法：槽液管理项目 检测频率固体份（） 一班一次pH值 一班一次槽液电导(S/cm) 一班一次膜厚（m） 一班一次颜基比（PB） 一周一次溶剂含量 一周一次电泳前处理洗液滴水电 导率（S/cm）一班一次或 一班多次1、关于电导率 电导率是电泳槽液的基本指标之一，主要用于衡量槽液的导电性，具有较高电导率的电泳涂料可得到足够高的泳透率，因此，电导率越高，泳透率越高，但高的电导率必须是由于电泳涂料本身的电导率而得到的，在另一种情况下，由于电泳施工过程中的槽液污染而

24、导致槽液中的金属盐类杂离子的浓度过高，从而引起槽液的电导率升高，此时会造成涂料的泳透率下降，我们常见到电泳槽液在运行一段时间以后泳透率相对下降就有这一类的原因，这种情况，可通过加强前处理清洗和超滤等方法进行槽液的维护。2、关于更新周期更新周期是电泳槽液的重要指标之一，它表明的是槽液中添加的涂料固含达到槽液中原有固含量时，所需要的时间，阴极电泳涂料常常推荐槽液的更新时间为2-8周，在此时间内，按正常的施工工艺使用，涂料工作正常，即使需要调整，也仅须较小的调整即可，而达到8周以上，则需要对槽液进行较大的调整方可确保槽液正常的使用，这主要是由于槽液更新太慢，涂料长期在低固含下循环，有机物的老化，助溶

25、剂的大量挥发而引起，因此，在涂装线设计和涂装作业中，应尽可能的缩短更新周期。3、关于溶剂含量 电泳涂料槽液中含有少量的助溶剂，它有助于电泳涂膜在沉积时聚结，从而形成均一的涂膜，因此，助溶剂的含量必须维持在一个正常的范围之内，过低的溶剂含量会造成沉积涂膜的黏度过大，不易聚结，易造成成膜过薄，流平差等现象，过高的溶剂含量，会大大降低涂膜的黏度，湿膜发粘，电导率增大，从而引起泳透率大大下降，漆膜疏松，性能下降。喷涂与电泳的区别：一、喷油工艺:1环境污染较严重，油漆损耗大；2因为是人为操作，难免出现喷油不均匀，造成色差，尤其在大面积镀件上更为明显；3由于镀件种类多样，且为不规则，喷油就比较困难，经常出

26、现露喷油和流挂现象，从而导致生锈、变色；4喷油后涂层硬度不高，耐磨性差，等等。二、早期电泳工艺:由于电泳原料使用的不合理，即便使用电泳涂装，也会出现以下问题；1稳定性能差，透明度低，耐磨性不高,硬度低；2仅适用于小面积镀件，而在大面积镀件上电泳会出现周边厚中间薄；3涂层在较高温下烘烤易变黄,等等。三、最新电泳涂装原料DL-1900(阴极)、ETC-2002/3(阴极)、OST-2002(阳极):1操作稳定，无环境污染，原料利用率98%以上；2涂层均匀，透明度高，硬度可高达4-5H，较高温烘烤(如镀银)不变色；3可适合于不规则镀件涂装，无露涂、流挂现象；4可以配合相对应色浆，泳出K金等颜色，从而

27、大幅度降低成本；5. 除电镀产品可进行电泳外,不锈钢、铜、铝等材料产品,经抛光除油、除蜡等前处理后,可直接进行电泳涂装；6. 电泳工艺应用的范围:首饰、笔、眼镜、灯饰、标牌、锁具、卫浴、箱包扣、皮带扣、门把手、打火机、钟表等金属行业的装饰涂装。四、阴极电泳工艺:1透明电泳：高透明度、高硬度、耐变色性佳、流平性优；2彩色电泳：如底层镀青铜或镀银，经过金色电泳，可以获得很稳定的K金颜色电泳漆配合不同的色浆，结合不同的镀层，还可以泳出古铜色、咖啡色、天蓝色、紫色、桃红色等等；3亚光电泳：在任何镀层上可进行亚光电泳，获得消光面层的效果，即使在镀青铜、镀银表面层上也不会变色，这是其它阳极亚光电泳漆所不能

28、做到的。磷化前的预处理一般情况下，磷化处理要求工件表面应是洁净的金属表面（二合一、三合一、四合一例外）。工件在磷化前必须进行除油脂、锈蚀物、氧化皮以及表面调整等预处理。特别是涂漆前打底用磷化还要求作表面调整，使金属表面具备一定的“活性”，才能获得均匀、细致、密实的磷化膜，达到提高漆膜附着力和耐腐蚀性的要求。因此，磷化前处理是获得高质量磷化膜的基础。1 除油脂除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。包括机械法、化学法两类。机械法主要是：手工擦刷、喷砂抛丸、火焰灼烧等。化学法主要：溶剂清洗、酸性清洗剂清洗、强碱液清洗，低碱性清洗剂清洗。以下介绍化学法除油脂工艺。1.1 溶剂清洗溶剂法除油脂，一

29、般是用非易燃的卤代烃蒸气法或乳化法。最常见的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。蒸汽脱脂速度快，效率高，脱脂干净彻底，对各类油及脂的去除效果都非常好。在氯代烃中加入一定的乳化液，不管是浸泡还是喷淋效果都很好。由于氯代卤都有一定的毒性，汽化温度也较高，再者由于新型水基低碱性清洗剂的出现，溶剂蒸汽和乳液除油脂方法现在已经很少使用了。1.2 酸性清洗剂清洗酸性清洗剂除油脂是一种应用非常广泛的方法。它利用表面活性剂的乳化、润湿、渗透原理，并借助于酸腐蚀金属产生氢气的机械剥离作用，达到除油脂的目的。酸性清洗剂可在低温和中温下使用。低温一般只能除掉液态油，中温就可除掉油和脂，一般只适合于浸泡处理

30、方式。酸性清洗剂主要由表面活性剂（如OP类非离子型活性剂、阴离子磺酸钠型）、普通无机酸、缓蚀剂三大部分组成。由于它兼备有除锈与除油脂双重功能，人们习惯称之为“二合一”处理液。常见的酸性清洗剂配方及工艺参数见下表。工艺低温型中温型磷酸酸基型工业盐酸（31%）20%50%00工业硫酸（98%）0%15%15%30%0工业磷酸（85%）0010%40%表面活性剂(OP类，磺酸类)0.4%1.0%0.4%1.0%0.4%1.0%缓蚀剂适量适量适量使用温度常量455080常温80处理时间适当510min适当80处理时间 520min处理方式 浸泡、喷淋均可强碱液除油脂需要较高温度，能耗大，对设备腐蚀性也

31、大，并且材料成本并不算低，因此这种方法的应用正逐步减少。1.4低碱性清洗液清洗低碱性清洗液是当前应用最为广泛的一类除油脂剂。它的碱性低，一般pH值为912。对设备腐蚀较小，对工件表面状态破坏小，可在低温和中温下使用，除油脂效率较高。特别在喷淋方式使用时，除油脂效果特别好。低碱性清洗剂主要由无机低碱性助剂、表面活性剂、消泡剂等组成。无机型助剂主要是硅酸钠、三聚磷酸钠、磷酸钠、碳酸钠等。其作用是提供一定的碱度，有分散悬浮作用。可防止脱下来的油脂重新吸附在工件表面。表面活性剂主要采用非离子型与阴离子型，一般是聚氯乙烯OP类和磺酸盐型，它在除油脂过程中起主要的作用。在有特殊要求时还需要加入一些其它添加

32、物，如喷淋时需要加入消泡剂，有时还加入表面调整剂，起到脱脂、表调双重功能。低碱性清洗剂已有很多商业化产品，如PA30-IM、PA30-SM、FC-C4328、Pyroclean442等。一般常用的低碱性清洗液配方和工艺如下：浸泡型 喷淋型三聚磷酸钠 410g/l 410g/l硅 酸 钠 010g/l 010g/l碳 酸 钠 410g/l 410g/l消 泡 剂 0 0.53.0g/l表面调整剂 03 g/l 03 g/l游 离 碱 度 520点 515点处 理 温 度 常温80 4070处 理 时 间 520min 1.53.0min浸泡型清洗剂主要应注意的是表面活性剂的浊点问题，当处理温度高

33、于浊点时，表面活性剂析出上浮，使之失去脱脂能力，一般加入阴离子型活性剂即可解决。喷淋型清洗剂应加入足够的消泡剂，在喷淋时不产生泡沫尤为重要。铝件、锌件清洗时，必须考虑到它们在碱性条件下的腐蚀问题，一般宜用接近中性的清洗剂。2 酸洗酸洗除锈、除氧化皮的方法是工业领域应用最为广泛的方法。利用酸对氧化物溶解以及腐蚀产生氢气的机械剥离作用达到除锈和除氧化皮的目的。酸洗中使用最为常见的是盐酸、硫酸、磷酸。硝酸由于在酸洗时产生有毒的二氧化氮气体，一般很少应用。盐酸酸洗适合在低温下使用，不宜超过45，使用浓度10%45%，还应加入适量的酸雾抑制剂为宜。硫酸在低温下的酸洗速度很慢，宜在中温使用，温度5080，

34、使用浓度10%25%。磷酸酸洗的优点是不会产生腐蚀性残留物（盐酸、硫酸酸洗后或多或少会有少会有Cl-、SO42-残留），比较安全，但磷酸的缺点是成本较高，酸洗速度较慢，一般使用浓度10%40%，处理温度可常温到80。在酸洗工艺中，采用混合酸也是非常有效的方法，如盐酸-硫酸混合酸，磷酸-柠檬酸混合酸。在酸洗除锈除氧化皮槽液中，必须加入适量的缓蚀剂。缓蚀剂的种类很多，选用也比较容易，它的作用是抑制金属腐蚀和防止“氢脆”。但酸洗“氢脆”敏感的工件时，缓蚀剂的选择应特别小心，因为某些缓蚀剂抑制二个氢原子变为氢分子的反应，即：2HH2，使金属表面氢原子的浓度提高，增强了“氢脆”倾向。因此必须查阅有关腐蚀

35、数据手册，或做“氢脆”试验，避免选用危险的缓蚀剂。3 表面调整表面调整的目的，是促使磷化形成晶粒细致密实的磷化膜，以及提高磷化速度。表面调整剂主要有两类，一种是酸性表调剂，如草酸。另一种是胶体钛。两者的应用都非常普及，前者还兼备有除轻锈（工件运行过程中形成的“水锈”及“风锈”）的作用。在磷化前处理工艺中，是否选用表面调整工序和选用那一种表调剂都是由工艺与磷化膜的要求来决定的。一般原则是：涂漆前打底磷化、快速低温磷化需要表调。如果工件在进入磷化槽时，已经二次生锈，最好采用酸性表调，但酸性表调只适合于50的中温磷化。一般中温锌钙系磷化不表调也行。磷化前预处理工艺是：除油脂水洗酸洗水洗中和表调磷化除

36、油除锈“二合一”水洗中和表调磷化除油脂水洗表调磷化中和一般就是0.2%1.0%纯碱水溶液。在有些工艺中对重油脂工件，还增加预除油脂工序。表面处理前处理入门级基础知识问答1、影响酸洗除锈的各种因素是什么？ 答：工业上常用硫酸、盐酸酸洗除锈，除锈的效果与钢材种类、锈蚀程度以及酸的种类、浓度、温度和时间有关。钢铁及氧化物在盐酸和硫酸中的溶解度不同。20时，每100g试件在10%的盐酸溶液中可溶解7.5g三氧化二铁，而在10%的硫酸溶液中只能溶解 0.98g三氧化二铁。在相同温度、浓度下，盐酸对铁件的溶解度大于硫酸7倍以上。所以在钢铁表面除锈多用盐酸。盐酸除锈速度快、效率高、不产生氢脆、表面状态好，在

37、配制洗液时又比硫酸安全、经济。 不过用酸洗的办法危害工人身体健康，排放废液会造成工业污染，需要三废治理，酸洗后还很容易产生氧化皮锈层，如果钢铁设备长期暴露在空气中，会很快被腐蚀，人们正在寻求能替代此种方法的新工艺。 2、通常用的防锈水是用什么合成的？ 答：百公斤水里加入2-3%亚硝酸钠，搅拌均匀即可。不过，该工艺已相继被各国禁用，因其反应生成的亚硝酸是一种致癌物质。 3、常用钝化剂及钝化条件？ 答：化学清洗过程中，为了保证清洗表面被清洗液很好地润滑，提高清洗效率，通常在清洗液中加入表面活性剂，如OP类非离子型表面活化剂等。同时，为了保护设备不被腐蚀或减少腐蚀，必须加入适当的缓蚀剂。清洗完毕后，

38、为了防止余液对设备的进一步腐蚀，应当用碱中和，然后再水洗，最后进行钝化处理。阴极电泳涂料的现状及发展趋势这类涂料国外发展很快，并取得了许多新的成就。其中最有代表性的是开发了厚膜型阴极电泳涂料、低温固化型和彩色阴极电泳涂料。厚膜阴极电泳涂料是美国 PPG公司研制成功的一种新型阴极电泳涂料，各项性能均优良；低温固化型阴离子电泳涂料是八十年代末日本神东涂料公司和日本油脂公司共同开发的新品种，该涂料的标准固化条件为：130/20min或160/5min；彩色阴极电泳涂料是日本关西涂料公司开发的，它以环氧树脂为基础，采用特殊异氰酸酯交联，并配以第三成份丙烯酸树脂，可在电泳中均匀沉积形成复合层涂膜。这种技

39、术可使环氧树脂系阴极电泳涂料彩色化，也提高了涂层的耐候性。阴极电泳涂料的发展方向是：厚膜型阴极电泳涂料，将可解决在电泳涂装时沉积的漆膜以及烘烤过程中漆膜的粘弹性控制问题，使一次成膜比较厚，外观平整；低温固化型阴极电泳涂料，开发烘烤温度为130140的低温固化型，并保持耐腐蚀和其它性能不变，以便用于塑料、金属等包装上，节能并减少污染；边棱防锈型阴极电泳涂料，要求减少涂膜溶融时的流动性，提高涂膜的边棱覆盖率，以改善阴极电泳涂料边棱的防腐蚀性。我国应重点开发膜厚3040微米、耐盐雾1000小时的厚膜型阴极电泳漆和耐盐雾720小时以上的普通型阴极电泳漆。 阴极电泳涂装的质量控制和成本控制在电泳涂装中，

40、涂装质量和生产成本不仅与固有的条件有密切的关系，而且与生产、技术管理者的管理水平和管理质量有着更重要的关系。在已有的条件下，在涂装生产的管理中，我们应抓住哪些环节，如何设置控制点及应采取什么措施？莫京辉先生从阴极电泳涂装的典型工艺流程、质量控制、成本控制、处理好质量控制和成本控制之间的凭证关系等方面作了论述。 一、前言 产品涂装质量和涂装成本不仅是涂装厂家十分关注的重要问题，而且也是影响涂装产品用户切身利益的重要问题。因此，涂装质量和成本控制便是我们要探讨的一个重要问题。在电泳涂装中，涂装质量和生产成本不仅与固有的条件如涂装线的技术设计、安装以及工艺设备的完善等有密切的关系，而且与生产、技术管

41、理者的管理水平和管理质量有着更重要的关系。在已有的条件下，在涂装生产的管理中，我们应抓住哪些环节，如何设置控制点及应采取什么措施？本文提出作者的看法和意见，与读者共同商榷。二、阴极电泳涂装典型工艺流程： 产品涂装质量和涂装成本的影响因素各不相同，因此其管理方法和控制点亦不相同，现分别加以叙述。三、质量控制 从电泳涂装的工艺流程可以看出，影响涂装质量主要是如下几道工序：清除焊渣、毛刺；除油除锈；磷化(含表调)；水洗；电沉积后洗；干燥固化。1.清除焊渣、毛刺 该工序往往是在预涂件上线之前进行的。处理质量是否达到要求，不仅关系着预涂件有关部位涂膜的附着力，而且亦影响涂装产品的外观质量。这是因为焊渣和

42、毛刺的凸出部、焊渣中被烧焦的碳素成份等物质不清除，不仅降低预涂件表面的平整度，而且将降低该部位的导电性能。该工序多采用手工处理，为了保证处理质量，关键是质检措施的到位。质检要求：毛刺打平，焊渣除净。2.除油除锈 该工序是表面处理最为重要的工序，其处理质量的好坏是保证涂膜质量之关键所在。该工序的处理方法较为常见的是酸洗法(或“二合一”法)、“超声波”法，影响处理质量的因素虽略有不同，但亦有共同点，如：预涂件材质及其表面状态；工作液的种类，性能及其pH值、操作温度、Fe2+离子含量以及工作液的使用周期等。质量控制应关注工作液的pH值、浴温和工作周期。当处理效果明显下降、采用提高工作液pH值(或温度

43、)均无起色时，主要是工作液使用周期过长所致。此时，为了保证处理质量应采取果断措施：更换新液。质检要求：预涂件表面无油污、锈蚀和氧化皮；表面平整。3.磷化(表调) 电泳涂装要求涂件有较高的磷化质量，如磷化膜要均匀、细致等。为了保证磷化质量，磷化前预涂件表面预先经过“表调”必不可少。影响磷化质量的因素除与磷化产品质量密切相关外，最主要的是工作液的温度、总酸度、游离酸度、促进剂浓度等。这些工艺参数因磷化产品的不同而异。管理者及其检测人员应定期、不定期地做好监控工作，切实控制好这些参数。质检要求：a.磷化膜细致、均匀；b.膜厚13 m。4.水洗 磷化后水洗的目的不仅是清除预涂件表面残存磷化液和药剂，以

44、避免降低电泳涂膜的附着力，而且在于避免将这些残存的磷化液和药剂带进下道工序工作液电泳漆液，从而避免引起两个不良后果：A.污染电泳漆液、降低其稳定性和电泳特性，从而降低电泳涂膜的质量；B.由于电泳漆液受到了污染，其稳定性受到了干扰和破坏，严重时还会出现凝聚沉淀、甚至变质报废，这不仅直接地影响涂装生产的正常进行，而且将严重地降低涂料利用率从而导致涂装成本大幅度增加。因此，对该工序质量把关其重要性仅次于对电沉积质量的把关。质检要求：a.预涂件表面不得返锈(发黄)；b.预涂件洗水滴液：电导率50s/cm；PH6.5。应指出，该工序对洗水水质要求较高，这是保证水洗质量的重要环节，生产及其管理者应做好纯水

45、生产水质的监控工作，把好质量关。5.电沉积 该工序是整个电泳涂装的中心环节，涂装线的成功与否皆赖于此，因此，管理的重点、难点亦集中于此。前面所有工序即前处理质量如何亦将在此得到“反馈”。除了前处理质量应获得足够的保证外，要获得较好的涂膜质量，此道工序至少还应提供如下条件：各工艺参数均处于正常范围、乳化效果、电泳特性均佳的电泳漆液；足够的阳极电能、稳定的电压(经整流)和阳极液循环系统；继系电泳槽液长期稳定的循环搅拌系统、恒温装置、超滤装置和纯水装置。当然，电泳槽液及其相关工作液运行状态必须控制在正常范围内，配备、配全相关检测设施和操作人员亦是必不可少的。电泳涂装生产的管理人员其职责是通过自己的辛

46、勤、智慧和一切技术手段，使上述装置和系统运行正常、完好，以保证电泳槽液始终处于良好状态，以利于电沉积的正常进行，从而获得我们所期待的涂膜质量。质检要求：电泳漆液均匀、细腻，呈均相状态；漆液固含量、颜基比、电导率、pH值(助剂含量)、浴温及施工电压(电流)均处于正常范围。6.电沉积后洗 此道工序的目的是：1).洗净涂件表面电沉积后夹带的多余涂料，回收重复利用，以提高涂料利用率。此项任务由超滤液在槽上冲洗和循环液冲洗箱内完成；2).用纯水(或自来水)洗净经超滤液洗后仍洗不净的少许涂料残迹，为获得外观质量好的涂膜创造条件。质检要求：洗液流量，压力均正常；手触湿膜：干净；指压湿膜：压印明显涂膜厚度可望

47、获得保证。7.干燥固化 此道工序关键是烘烤时间和温度要得到足够的保证。质检要求：a.对刚出烘炉涂件的检测：涂膜不发黄、发脆，如出现上述情况，说明烘烤温度过高；趁热触摸涂件不粘手，如粘手，说明温度偏低，涂膜内在质量将降低；涂膜色泽正常。b.仪器检测涂膜厚各项指标均符合质量技术要求。8.其他保持整洁的操作环境，防止污物或悬链轨道上的锈迹、尘埃或润滑油掉落入各工作液(特别电泳漆液)和涂件上，造成“二次污染”，这也是一个不可忽视的重要环节。四、成本控制 降低涂装成本可以从如下几方面入手：1.随时了解和掌握该领域内技术发展状况，结合涂装线运行使用情况，不失时机地引进一些新技术、新工艺、新设备、新材料，不

48、断地进行技术更新或改造，在提高产品涂装质量的同时，提高工效和降低材料、能源消耗，努力降低生产成本、提高经济效益。a.引用高新技术国内目前在电泳涂装中已得到实际应用的主要有两项：第一项是超声波除油除锈技术。由于超声波的“空化”作用和配套工作液的“剥离”作用，对预涂件表面的油污和锈迹具有较强的清洗效果，特别对一些表面状态主要是油污带有轻微锈迹材质为A3的冷轧板件，效果更好，其综合效益(表面处理质量、处理成本、环保、操作安全性、自动化程度等)则更为显著。但对热轧板件宜慎重。第二项为远红外涂膜烘烤技术。由于远红外烘箱具有启动快、占地少、设备投资费用相对减少等特点，也日益受到人们的推崇；与远红外相比，“

49、高红外”涂膜烘烤技术则更胜一筹。例如，它启动的时间仅几秒(远红外则需30min左右)，占地仅为远红外烘箱的1/31/2，烘烤时间缩短至十多分钟，可以更大地提高生产效率等。该项技术在一些单位也得到了比较成功的应用。当然，在应用该项技术时，应具备一定的技术力量，如能胜任其设备的保养、维修等，但在自动温控系统、易耗件的供应等问题所导致的后续问题上，应有“打提前量”的思想准备。b.复合阳极材质的选择在阴极电泳涂装中，复合阳极是个关键的装置。由于阳极处于酸性溶液中工作，除具有良好的导电性外，“耐腐蚀”又是对其另一严格要求。因为耐腐蚀，不仅可以延长阳极的使用寿命，降低其更换频率从而降低材料消耗，而且可以提

50、高工效和生产率，这对降低涂装成本具有十分重要的意义。阳极材质的选择视涂料中和剂的不同而不同；极罩则宜选择阻值小、化学稳定性好又具有柔韧性和强度的材料。c.完善配套设施在电泳涂装的设计中，有些配套装置因资金问题往往得不到用户的重视而放弃。其实不然，有些配套设施投入时虽然增加了一笔购置费用，但由于在生产中充分发挥了它的作用而收到了预想不到的效果和经济效益。最典型的是与电泳槽配套的超滤装置。它具有如下作用：利用其超滤液闭路冲洗泳后涂件，可以提高涂料利用率(据测算，利用率可以从7580%提高至95%以上)；调整电泳槽液，使其保持长期稳定，为生产的正常进行创造条件；降低冲洗水耗；减少环境污染等等。可谓利

51、国、利厂、利民，综观全局这笔投资是值得的。d.改进水洗流程，降低水耗经分析，在电泳涂装的各水洗工序中，一些后道水洗工序的洗水排水可返回作前道工序洗水之用，如磷化后水洗。电沉积后纯水洗的排水，至少可返回作除油除锈、预洗等工序后洗水之用，从而不仅可以减少污水的排放量，而且可以节约洗水水耗1/3以上。2.选购品质优、经济性好的涂料产品在电泳涂装中，涂料消耗约占整个涂装成本的1/41/3。涂料种类和品质不仅是影响涂膜质量的重要因素，而且也是影响涂装成本的重要因素。因此，涂料的选购就是个十分重要的问题。在选购时，不仅要考核其质量技术指标，而且在保证产品质量的前提下，还应考核其经济技术指标，例如固体份含量

52、，因为在同等质量技术指标(或同单价)的涂料中，固含量越高，其利用率就越高，其经济性就越好。3.提高工艺管理水平，既要防止和避免电泳槽液的化学、物理沉淀，又要做好涂料的回收利用工作，措施是：采取一切措施，把好各重要关口，隔绝一切杂质离子的可能来源，防止杂质离子对电泳槽液的污染、破坏，以避免或最大限度地减少电泳槽液的化学沉淀，其中包括控制好电泳槽液的pH值，防止pH值过高或碱性物质进入阴离子电泳槽，从而造成电泳漆液的中心沉淀。请注意：上述的沉淀是“不可挽回的”损失。密切关注电泳槽液的检查过滤、超滤、热交换等循环系统有无异常，非特殊情况，不允许停止搅拌；根据季节、温度、生产节奏的不同，随时掌握槽液溶

53、剂的消耗、挥发和含量的变化情况，定时不定时地补加适量相关溶剂。其目的都是为了保持电泳槽液的良好分散性和稳定性，以避免和防止电泳槽液的物理沉淀。控制好相关参数，如电泳槽液的固含量、电泳时间、浴温、施工电压、溶剂含量等，在保证涂膜厚度，满足质量技术要求的前提下，上述参数不宜过大，否则，涂膜过厚将增加涂料单耗。槽液固含量不宜过大或过小：过大，泳后涂件涂料夹带流失增加；过小，槽漆液粘性下降，沉淀增加。提高超滤效果、不轻易排放超滤液等。上述措施都是为了降低涂料消耗，从而提高其利用率。严禁涂料“跑、冒、漏”，做好点滴回收，如遇涂料物理沉淀，可采取相应措施，使其“起死回生”，把涂料损失减少到最低程度。抓好其它化工材料的选购、生产消耗管理工作，如磷化液选购时宜选常温或低温型、稀释比大的产品，在同等单价的情况下，无疑上述产品将具有更好的经济性。当然，用户如有技术条件，有些化学工作液如能自己配制，总比购买成品合算，如除锈液、脱脂液、磷化液等。有时操作技巧也可以减少化材消耗，如电泳槽液在夏、秋高温季节，如停产，可利用