浅谈阴极电泳涂装中涂膜形成针孔的原因及解决措施

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1、浅谈阴极电泳涂装中涂膜形成针孔的原因及解决措施摘要分析了阴极电泳涂装中形成针孔的原因，提出了在实际施工过程中解决此类问题的方法以及各项工艺参数的控制。关键词阴极电泳涂装针孔槽液参数   1引言   阴极电泳涂装以其低污染、耐蚀性好、泳透力高和库仑效率高等特点而在汽车工业、机械、金属构件、家电及军工等领域得到了广泛的应用，但由于其严格的工艺控制条件，使得其在施工过程中漆膜表面常常出现花斑、水痕、涂膜粗糙以及针孔等疵病。本文力图从涂装工艺和槽液参数的控制角度对涂料出现的针孔现象做一分析。   2阴极电泳涂装产生针孔的因素和解决措施   2．1电泳电压   无论是阴极电

2、泳还是阳极电泳，其电泳电压是由电泳树脂本身的结构所决定的，一般有适当的电压范围。电泳涂装时，湿膜的沉积量和溶解量相等时的电压称为临界电压。工件在临界电压以上才能沉积上漆膜。但电压升高到某一值时，湿膜被击穿，漆膜产生粗糙、针孔、臃肿等缺陷，此为破坏电压。因此，工件电泳涂装的工作电压是在临界电压和破坏电压之间(见表1)。电泳电压除了和树脂本身的结构有关外，还和槽液的溶剂含量、固体含量、温度、电导率等有关。因此必须在特定的体系中经常调整电泳电压至最佳范围。   2．2电泳时间   随着电泳的进行，工件表面湿膜的厚度在逐渐增厚，一般在2min左右，漆膜即已趋于饱和而不再增

3、厚，此时随着电泳时间的延长，泳透力增加，便于漆液在工件表面微小缝隙和工件内膜沉积，从而可以有效避免电泳时因底材表面微小缝隙而形成的针孔(见表2)。因此，电泳时间一般都控制在3min左右。    表1电泳电压与漆膜厚度和漆膜外观的关系项 目指 标电压/V50120180250漆膜厚度/μm10222934漆膜外观漆膜过薄，遮盖力太差漆膜丰满，遮盖力太差漆膜略显臃肿，无其他疵病漆膜粗糙，多孔臃肿注：阴极电泳30℃，3min。   表2电泳时间与漆膜厚度和漆膜外观的关系项目指  标电流时间/min1235漆膜厚度/μm11212222漆膜外观漆膜过薄，外观差外观良好，有

4、个别微小针孔外观优，无针孔外观有粗糙倾向   注：电压120V，温度30℃。   采用全浸式通电方式时，要注意尽量缩短断电出槽时间，以免电泳涂层再溶解而影响涂层质量。   2．3槽液固体含量   槽液固体含量对槽液稳定性、泳透力及涂膜厚度和外观都有很大的影响。阴极电泳漆槽液固体含量过低，则导致槽液稳定性差、泳透力低、颜料沉降严重，最终导致漆膜表面粗糙，产生针孔(见表3)。因此阴极电泳漆槽液的固体含量都严格控制在(20±0．5)％。   2．4电导   电导跟槽pH、固体含量以及槽液杂质离子含量有关。电导增加使得在电泳时电解反应剧烈，电压和泳透力下降，涂膜表面粗糙多

5、孔，形成针孔。因此要严格控制阴极电泳槽液的电导率在1000～1300μS／cm范围内，同时为减少杂质离子进入槽液，冲洗水和配槽用水的电导率都应控制在25μS／cm以下。由pH引起的槽液电导过高通过排放阳极液来降低，由杂质离子引起的槽液电导过高通过排放超滤液来降低。   表3槽液固体含量与漆障外艰和槽液状杰的关系项目指标槽液固体含量%152030漆膜外观针孔密集无针孔粗糙橘皮槽液外态颜料沉降严重槽液稳定超滤系统无法正常工作2．5颜基比   颜基比太低将导致涂膜遮盖力过低、涂膜表面多孔；颜基比太高将导致槽液颜料沉降、涂膜表面粗糙。因此阴极电泳合适的颜基比应为0．20～

6、0．30(见表4)。 表4颜基比与漆膜外观的关系项目指标颜基比0.20.30.40.6漆膜外观橘皮且有少量针孔漆膜丰厚无针孔漆膜略显粗糙漆膜粗糙   2．6助溶剂含量   助溶剂的种类以及它在槽液中的含量对涂膜的影响很大。应选择沸点在150-200℃的溶剂作为阴极电泳漆的助溶剂。助溶剂在阴极电泳漆中的含量增加，则泳透力和流平性都变好，从而有效地消除针孔和气泡，当助溶剂含量太高时，电泳漆膜过厚，电渗作用变差，破坏电压下降，导致泳透力下降。过量的助溶剂也使湿膜再溶解性增强(见表5)。一般阴极电泳漆槽液中的助溶剂含量应控制在2％～4％。   表5助溶剂含量与漆膜外观的关

7、系项目指标助溶剂含量%12346漆膜外观大量气泡、针孔少量气泡、针孔无气泡、针孔无气泡、针孔漆膜过厚、外观有流痕   2．7槽液温度   在同样的电泳条件下，即电泳电压、固体含量、pH等参数不变的情况下，槽液温度升高，则电泳树脂离子的运动速度加快，电沉积速率提高，涂层厚度增加，泳透力降低。温度过高，水的电解过程亦加剧，气泡释放量增加，从而导致针孔甚至流挂。因此适宜的阴极电泳槽液温度应控制在28～30℃之间。   2．8烘烤温度   电泳漆膜的烘干应经30～40℃闪干、80℃预烘干10min左右，然后进入170℃工艺温度彻底固化，以免产生爆孔(见表6)。   表6烘

8、烤工艺和漆