0 引言

随着汽车用面漆的演变和技术进步，以及汽车生产速度的提高，电泳涂装工艺也发生了多次变革。1977年阴极电泳涂装逐渐替代了阳极电泳涂装[1]。阴极电泳涂装工艺经过30 多年的不断完善，已成为成熟的汽车车身、车轮和车架涂装底漆（或底面合一涂层）的先进技术之一，对汽车车身而言，至今尚无替代它的更先进的底漆涂装方法。
 

1 电泳涂装工艺的现状

电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极（或阴极），在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电一定时间，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。为适应环境保护的需要，许多整车厂逐渐采用环保型阴极电泳涂料：高泳透率、更薄膜型或低密度的阴极电泳涂料，供汽车车身的三涂层涂装体系使用[2]，使车身的底漆膜厚更均一化，当车身内腔达到一定要求时，车身外表膜厚可减少3 ~ 4 μm，可使涂料的使用量减少12.8%左右。

电泳涂装工艺由电泳、电泳后清洗、吹干和烘干（涂膜固化）等工序组成，常见的涂装工艺流程为：前处理→电泳→UF 水洗1→ UF 水洗2→UF 水洗3→纯水洗1→纯水洗2→新鲜纯水洗→品质确认→烘烤→电泳打磨。

电泳的品质问题与电泳设备、涂料及工艺参数的管理息息相关。电泳漆膜粗糙，有明显的针孔是常见的电泳涂装漆膜外观品质问题。电泳漆膜的粗糙度是间接影响整车面漆外观平滑性的主要原因，面漆平滑性是评价汽车涂装质量的一个重要指标，对人们的视觉效果有显著影响。面漆平滑性，即长短波的影响因素众多（为了模拟人眼的分辨率，我们将结构尺寸＞0.6 mm的测量数据定为长波，将结构尺寸＜0.6 mm 的测量数据定为短波[3）] ，图1 是电泳粗糙度与中涂平滑性对面漆漆膜平滑性影响大小的对比，可以看出电泳层的粗糙度对面漆平滑性的影响比中涂平滑性的影响大，为解决涂层的平滑度首先要改善电泳的粗糙度。为确保生产的正常进行和获得稳定的涂装质量，电泳涂装生产现场必须对设备、槽液和生产环境进行严格的科学管理并做好记录。本文将重点从电泳设备和工艺参数等方面进行分析和探讨。

2 电泳漆膜的现场分析及调整

2.1 电泳工艺参数分析及调整

阴极电泳槽液管理是阴极电泳涂装工艺现场管理中的重要项目，电泳工艺参数的日常管理是电泳漆膜品质的重要保证，其中槽液的固体分、pH、颜基比、电导率及助溶剂都会影响电泳漆膜粗糙度，具体影响见表1。由表1 可知，槽液固体偏低、pH 偏高、电导率偏高、颜基比偏高及助溶剂偏低都会导致电泳漆膜粗糙度高。

2.1.1 槽液固体分与pH的分析及调整

电泳槽液的固体分是电泳涂装的重要工艺参数之一，直接影响涂层质量，随着工件上沉积量的增加而减小。为了保证固体分在控制范围内，必须根据每日检测的数据适当添加一定比例的颜料和树脂，把固体分调整至控制范围（18%~ 23%）。调整的方法主要是按颜基比添加颜料和树脂，好在当天生产结束时添加至电泳槽里，可以通过非生产时间把新添加的颜料和树脂与原来槽体的电泳槽液混合均匀，避免出现因槽液不均匀造成车体膜厚不均一的品质问题。电泳槽液的pH 相对固体分稳定，可以通过添加氨基磺酸或者乳酸调整槽液的pH。

2.1.2 槽液颜基比的分析及调整

颜基比是指电泳涂料、槽液干涂膜中颜料与基料（如树脂） 含量的比值。电泳槽液中由于固体分只占18% ~ 23%，大部分都是水和助溶剂，长时间循环搅拌就易挥发一部分。原来的槽液颜基比是按短期电泳时所得佳漆膜外观和性能设计的，槽液使用时间长，涂料置换率低，颜基比就容易偏高，并出现槽液老化现象，从而导致漆膜变粗，光泽差。颜基比的控制范围是10% ~ 16%，在生产前必须确认槽液的颜基比是否在控制范围内，好是在范围的中值，这样才能保证电泳漆膜的佳状态。
2.1.3 槽液电导率的分析及调整

槽液电导率是车体电泳成膜的关键参数，而影响槽液电导率发生变化的则是杂质离子。在电泳过程中，杂质离子的积累既增加了电量的消耗又改变了电泳槽液的特性，使泳透力降低，颜料分散性变差，光泽降低。因此监控槽液中的杂质离子是槽液参数管理的重点。杂质离子的来源主要是由前处理磷化液或者是磷化渣通过车体带进电泳槽体，磷化液或者磷化渣含有大量的锌离子和磷酸根离子，这些都会造成漆膜粗糙、外观有颗粒等缺陷。解决的方法有2 种，一是用超滤技术将杂质离子除去，使槽液净化；二是用酸将树脂从水中析出，用水洗去杂质离子，但是此方法工作量大，一般不采用。为了防止磷化液或者磷化渣污染电泳槽，好是在车体进入电泳槽体前清洗干净。如何确认车体在进入电泳槽体前是被清洗干净的呢？这就需要通过检测磷化后的水洗液及车体滴落的水洗液的pH 和电导率。当水洗液的电导率超出管理范围值时必须及时更换新的水洗液。

2.1.4 槽液助溶剂的分析及调整

槽液有机溶剂含量现今还是电泳涂装的主要工艺参数之一，一般控制在2.5% ~ 4.0%范围，根据对电泳漆面粗糙度的影响因素的分析，通过试验确定往电泳槽液中添加溶剂BC 和溶剂PM 改善电泳漆面的流平性，其比例分别为0.45% 和0.47%，见表2。经过对添加溶剂及其比例的验证，电泳漆膜粗糙度数据见表3，电泳漆膜的粗糙度数据改善了12%，目视电泳粗糙度也有很大的改善。

2.2 电泳涂装设备分析及对策

电泳涂装设备以电泳槽为中心还配备多种附带装置，它们都对生产、质量、环境和成本有影响，因此要求电泳涂装设备应具很高的功能。其中电泳槽体的超滤装置、电泳涂装设备磨损引起的环境清洁度都对电泳漆膜的粗糙度有影响。

2.2.1 电泳槽体超滤装置的分析及对策

超滤装置的主要作用是将电泳槽液中的水等小分子物质与电泳漆等大分子物质分离，为电泳后冲洗提供冲洗液，并和ED-RO 联合使用，达到清洗零排放，同时还可以通过排放超滤液来降低电泳液中的杂质离子浓度。当检查到总流量不在工艺范围时，将导致电泳涂装后被涂物出槽清洗不及时，湿涂膜产生再溶解从而会引起电泳漆膜粗糙度高。对策为对流量较小的超滤膜进行清洗，清洗应该配制专门的药剂（一般由一些有机溶剂和杀菌剂混合配成），如果清洗后，总的流量还达不到要求，则应该用新膜替换掉透过量较小的膜。
2.2.2 电泳涂装环境清洁度的分析及对策

在电泳过程中，多余的残液会附在吊具上，经过多次的烘干和电泳，在吊具表面留下很厚的残渣，涂料渣会从吊具上剥落，进入槽液和其他区域，再黏附在车体表面形成颗粒。对策为定期清理吊具，防止吊具上存留大量的涂料渣。清理的方法：在吊具的表面涂上防护底漆和防护清漆，使吊具在反复进入电泳槽后不再黏附电泳漆，从而防止颗粒的产生。
 

3 结语

本文从电泳设备和工艺参数等方面进行分析，探讨改善电泳漆膜粗糙度措施。除了以上谈及的方面外，针对在到达涂装前在冲压、焊装产生的打磨痕，在进入前处理电泳前重点进行精打磨；注意槽液的更新周期，以免槽液老化，造成电泳漆膜粗糙。将电泳过滤袋由25 μm 更换成10 μm，以到达减少电泳涂料槽液中的颗粒；排放新鲜UF 液，添加去离子水等方面都有助于改善电泳漆膜的粗糙度。涂装三要素（工艺、材料、管理）中的每一个因素与涂装品质都是密切相关的。随着汽车工业的发展，涂装材料、工艺、设备的技术也在不断更新，涉足涂装领域的人士越来越多，汽车的涂装外观品质会有持续性的进步。