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概要： 陰極電泳涂裝過(guò)程中，作為陰極的基材，如低鋅、普鋅或含鋅鎳的磷化鋼板由于電解作用，沉積的涂層會(huì)有缺陷，影響電沉積涂層的防腐性能。此外，電泳時(shí)陰極表面堿性增強(qiáng)（開(kāi)始電沉積時(shí)陰極附近的pH值約12），會(huì)使部分磷化膜溶解、基材表面微觀(guān)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響整體涂層的性能。
第一、 影響陰極電泳涂裝的因素
l 、基出材的表面性質(zhì)
陰極電泳涂裝過(guò)程中，作為陰極的基材，如低鋅、普鋅或含鋅鎳的磷化鋼板由于電解作用，沉積的涂層會(huì)有缺陷，影響電沉積涂層的防腐性能。此外，電泳時(shí)陰極表面堿性增強(qiáng)（開(kāi)始電沉積時(shí)陰極附近的pH值約12），會(huì)使部分磷化膜溶解、基材表面微觀(guān)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響整體涂層的性能。目前，解決的措施是改進(jìn)磷化工藝，使基材表面覆蓋Zn與Mn、Ca、Fe等金屬的復(fù)合磷酸鹽[Zn2M(PO4)2?H2O](式中M為Fe、Ni、Mn和Ca)，以提高磷化膜的耐堿性。值得注意的是，在不同基材表面上電沉積的涂層其熱性能也有差異。如在氧氣氣氛下，未經(jīng)過(guò)磷化處理的鋼板上電沉積的環(huán)氧涂層在450℃即開(kāi)始熱降解，熱降解殘余量約25％；表面鍍鋅-鎳合金的鋼板在520℃開(kāi)始熱降解直至完全。這是因?yàn)椴煌谋砻鎸?duì)陰極放氫反應(yīng)的催化活性不同，導(dǎo)致環(huán)氧主鏈的吸氫反應(yīng)程度及涂層的多孔性呈現(xiàn)差異，從而影響了熱降解速率。此外，基材對(duì)于樹(shù)脂的固化溫度也有影響，比如鍍鎳表面環(huán)氧樹(shù)脂的固化溫度可降低20～30℃。
第二 、電泳前處理
1、 脫脂
脫脂的目的是除去金屬表面的油污。目前脫脂普遍采用水溶性堿性脫脂劑，關(guān)鍵在于控制好脫脂溫度和脫脂時(shí)間。脫脂溫度過(guò)高，水解速度加快，工件表面易泛黃；溫度過(guò)低，不利于脫脂液中表面活性劑的潤(rùn)濕、乳化、增溶等作用，脫脂不干凈。脫脂液除油能力隨pH值的提高而提高，但pH值過(guò)高可能使鋁及鋁合金等金屬工件被腐蝕。一般控制脫脂溫度60～80℃、脫脂時(shí)間10～15min效果較好。此外，脫脂后應(yīng)立即清洗干凈。否則金屬表面覆蓋一層堿性物質(zhì)，會(huì)影響后續(xù)除銹和磷化工序，最終使電泳涂層的抗腐蝕性下降。
2、 磷化
對(duì)于陰極電泳涂裝，磷化膜必須是輕量極的（膜厚為2～6μm）過(guò)厚的磷化膜導(dǎo)致電阻增大，使電沉積的效率降低。此外，電泳涂裝還要求磷化膜致密而均勻，只有在工件的導(dǎo)電能力、電場(chǎng)強(qiáng)度一致的前提下，才能得到均勻的電沉積膜。我國(guó)廣泛采用鋅系或鋅鈣系中低溫、低渣快速磷化工藝。低鋅磷化與陰極電泳配套性好，可充分發(fā)揮陰極電泳涂裝的優(yōu)勢(shì)，發(fā)達(dá)國(guó)家高檔汽車(chē)的電泳涂裝均采用低鋅磷化。磷化工序的控制重點(diǎn)是磷化液的游離酸和總酸度、促進(jìn)劑含量，以及磷化溫度和時(shí)間。一般低鋅磷化采用NO3-促進(jìn)劑體系（含量＞15g/L），處理溫度50～60℃，浸入時(shí)間3～5min，總酸度20～27點(diǎn)（滴定10mL磷化液至酚酞終點(diǎn)時(shí)所消耗的氫氧化鈉溶液的毫升數(shù)），游離酸0.7～1.3點(diǎn)（滴定10mL磷化液至甲基橙終點(diǎn)時(shí)所消耗的氫氧化鈉溶液的毫升數(shù)）。若在鋅系或鋅鈣系磷化液中加入一定量的Ni2+或Mn2+（2～5g/L），可形成顆粒狀晶粒致密的磷化膜，增強(qiáng)磷化膜的耐堿性。從而提高電泳涂層的耐腐蝕性。此外，磷化后必須徹底洗凈磷化膜上殘留的可溶性鹽，因?yàn)樵跐駸釛l件下這種可溶性鹽容易引起涂層的脫落，且它帶入電泳槽會(huì)嚴(yán)重污染電泳涂料。
3、 固體分
陰極電泳槽液的固體分通常控制在18％～25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），固體分的高低對(duì)涂料電沉積量的影響較大。涂料的固體分高，槽液導(dǎo)電性好，電沉積量也隨之增加，但固體分過(guò)高（＞ 30％），電沉積量增加過(guò)多，涂膜變得過(guò)厚，烘烤時(shí)因流平性不佳而在表面形成桔皮等弊病；固體分過(guò)低（＜10％）時(shí)，涂料的泳透力低，涂膜的遮蓋力差，還會(huì)引起電解反應(yīng)加劇，涂膜易產(chǎn)生針孔，槽液穩(wěn)定性變差。實(shí)際涂裝過(guò)程中，由于涂料固體分的下降，需要定期檢測(cè)固體分的下降值，通過(guò)計(jì)算向槽液中補(bǔ)加新鮮電泳涂料。
4、 顏基比
對(duì)以顏料為著色物質(zhì)的陰極電泳漆，顏基比失調(diào)會(huì)導(dǎo)致涂膜的外觀(guān)和抗腐蝕能力變差。顏基比過(guò)高，涂膜粗糙無(wú)光澤，甚至顏料發(fā)生沉淀；顏基比過(guò)低，涂膜易產(chǎn)生針孔，抗腐蝕能力降低。陰極電泳過(guò)程中，一般通過(guò)向槽液中補(bǔ)加高顏基比的顏料漿的方法，以維持顏基比恒定在0.24～0.3。
5 、助溶劑
助溶劑是陰極電泳涂料的重要組成部分，一方面有利于保持涂料的穩(wěn)定，另一方面影響涂膜的質(zhì)量。助溶劑含量太低，降低了樹(shù)脂的水溶性，導(dǎo)致電沉積量和泳透力降低；助溶劑含量太高，涂膜變厚，與此同時(shí)，泳透力和涂膜的擊穿電壓下降，槽液不易控制。通常，陰極電泳涂料中助溶劑含量為20％～40%；在中和及用水稀釋之后，槽液中有機(jī)溶劑一般控制在2%～5%。若選擇的助溶劑是低沸點(diǎn)的醇類(lèi)溶劑，生產(chǎn)中還需注意定期補(bǔ)加其損失量。
6、 槽液的pH值
電泳過(guò)程中，槽液的pH值是控制電泳涂料穩(wěn)定性的重要因素。通常情況下，陰極電泳涂裝需嚴(yán)格控制pH在5.90～6.15。槽液的pH值太高，電泳涂料變得不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致沉淀析出；槽液的pH值也不應(yīng)過(guò)低，雖然pH值降低時(shí)電泳電流增大，電沉積量增加，有利于涂膜形成，但漆膜的再溶解程度也隨之加大。連續(xù)電泳時(shí)，由于樹(shù)脂不斷沉積，中和劑不斷積累，使得槽液pH值漸漸降低、電導(dǎo)率增大，導(dǎo)致泳透力降低。更為嚴(yán)重的是已沉積在工件上的漆膜重新溶解的趨勢(shì)加大，使沉積膜變薄，失光甚至露底。一般通過(guò)極罩法、補(bǔ)加低中和度涂料更換超濾液的方法來(lái)調(diào)整pH值，使之穩(wěn)定在規(guī)定的范圍之內(nèi)。
7、 槽液電導(dǎo)率
陰極電泳涂料槽液的電導(dǎo)率通常在1200～1600μS/cm，維持槽液一定的導(dǎo)電能力，保證涂層的質(zhì)量。在電泳過(guò)程中，由于雜質(zhì)離子的混入，以及游離出的中和劑的濃度增加的緣故，電導(dǎo)率會(huì)逐漸增大。電導(dǎo)率過(guò)高既增加耗電量，降低了泳透力，又使槽液升溫過(guò)快，涂膜光澤降低，顏料顆粒析出、漆膜抗腐蝕能力下降。
