汽车车身用阴极电泳涂料简介

电泳涂装技术在汽车车身上的应用

（一）汽车车身用阴极电泳涂料的性能

20世纪六七十年代到20世纪80年代初期，卡车驾驶室和轿车车身还是采用阳极电泳进行涂装，典型的代表是使用高泳透力的纯酚醛和聚丁二烯阳极电泳涂料，耐腐蚀性能在200h左右。随着国内第一条汽车车身阴极电泳涂装线于1987年7月在中国第一汽车集团公司驾驶室涂装线的投产，汽车车身电泳涂装线逐渐形成阴极电泳取代阳极电泳之势。目前，国内汽车车身电泳涂装几乎100%采用阴极电泳涂装。汽车车身涂装用阴极电泳涂料的主要性能列于表5-3中。

表5-3 汽车车身涂装用阴极电泳涂料的主要性能

	项目	技术要求
		A级^①	B级^②
原漆	固体分	单组分50%~70%，双组分>30%
	细度/μm	≤15
	颜色③	各色
	组分数④	单组分或双组分
	电导率（μs/cm）	由生产企业提供（适用于双组分）
	PH值	由生产企业提供（适用于双组分）
	贮存稳定性	50±2℃条件下，密闭存放30天，乳液无分层，色浆轻微沉淀搅起，各项性能满足标准要求
工作液	固体分	由生产企业提供
	PH值	≥5.9
	电导率（μs/cm）	由生产企业提供
	灰分	由生产企业提供
	筛余分（mg/L）	≤10
	总Pb含量（mg/kg）⑤	≤90
	沉淀性（mg/L）	≤10
	溶剂含量	≤4%
	PEQ值（mmol/100g）	双组分25~35，单组分40~60
施工性能	库仑效率（mg/C）	≥25
	泳透力（cm）	≥18
	L-效果	水平面与垂直面无明显差异
	施工电压（V）	由生产企业提供
	泳涂温度（℃）	28~32
	泳涂时间（min）	2~3
	破裂电压（v）	≥最高施工电压+30
	干燥性能	烘干温度≤180℃、烘干时间≤20min，≥4级
	GEL分率	≥90%
	加热减量	≤6%		≤8%
	再溶解性	≤10%
	使用稳定性与膜厚	6周、≥25μm		6周、≥20μm
	膜厚（μm）	22±2		20±2
漆膜性能	表面粗糙度Ra（μm）	≤0.3		≤0.4
	弹性（mm）	≤1		1
	冲击强度（N。cm）	490		490
	附着力（级）	1		1
	光泽（60℃）（GU）	40~60		40~60
	杯突（mm）	≥5		≥5
	锐边防腐性（级）	1		≤2
	耐碱性	24小时，漆膜表面无变化
	耐酸性	24小时，漆膜表面无变化
	耐湿热（h）	≥500		≥240
	抗石击（级）	≤2
	耐盐雾	≥1008h、划线部位≥2级、锈点或起泡≤1级		≥840h、划线部位≥2级、锈点或起泡≤1级
	交变腐蚀试验（循环）	≥40、划线部位≥2级、锈点或起泡≤1级
	耐汽油（93#）	8小时，漆膜表面无变化
	耐机油	48小时，漆膜表面无变化
	耐柴油（0#）	48小时，漆膜表面无变化
	耐制动液	2小时，漆膜表面无变化
	与上涂层配套性	附着力（级）1		抗石击（级）≤4

①A级适用于：乘用汽车（9座以下小型汽车）

②B级适用于：商用汽车（客车、货车）、农用车、工程机械等车辆驾驶室及车厢。

③目前汽车车身用阴极电泳涂料以灰色为主。

④基本采用双组分

⑤无铅阴极电泳涂料已被广泛采用

由于汽车车身一般采用二涂层（电泳+面漆）或三涂层（电泳+面漆）涂装工艺，产品结构复杂，质量要求高。所以对汽车车身用阴极电泳涂料一般要求：

①泳透力高，尤其轿车车身内外腔膜厚差越小越好，一般要求内腔膜厚大于10μm，用伏特盒子法和四枚盒法考核电泳涂料的泳透力。

②工作液稳定性好，一般汽车车身涂装线都是自动化连续式生产，电泳槽小一点的为几十吨，大一点的为几百吨，所以要求电泳涂料的工作液稳定性要好，即工作液在规定的工艺条件下，长期使用不变质，泳涂的样件涂膜性能合格。

对涂层性能要求：

①防腐性能好（耐盐雾性能840h以上、耐湿热240h以上）；

②机械性能好（附着力、冲击强度、杯突、坑石击等性能）；

③表面平整度好（粗糙度低，Ra一般为0.3~0.4μm），因为汽车车身外观装饰性能比较高，底涂层的表面平整度不好，直接影响面漆的装饰性，尤其采用近几年开发的新的中涂、面漆涂装工艺（3C1B和双底色漆涂装工艺），对电泳漆膜的表面粗糙度要求更严（Ra≤0.2μm）；

④与上涂层具有良好的配套性，在电泳涂层上喷涂中涂和面漆时，应满足涂层之间的附着力、抗石击性等要求。

（二）汽车车身应用阴极电泳涂装实例

某汽车厂新建12万轿车车身涂装线，底漆采取阴极电泳涂装。

1、生产纲领（见表5-4）

外型尺寸	单位产品规格			年生产纲领
	件数	质量（kg）	外表面积	件数（台）			质量（T）	面积（m²）
				整车	备品	合计
4000×1600×1700	1	300~450	约13~17	120000		12000

2、年时基数（见表5-5）

部门名称	采用班次	每班工作时间			年时基数		备注
部门名称	采用班次	1	2	3	设备	工人工时	设备开动率	年工作日
生产部门	3	7.5	7	7	6127.5	2150	0.95	300
辅助部门	3	7.5	7	7	6127.5	2150	0.95	300

3、前处理、电泳工艺过程及说明

涂装工艺过程见表5-6

序号	工序名称	处理方式	区域长度	工艺时间/min	工艺温度℃	链速m/min	备注
1	装载	人工	6	3	RT
2	前处理	步进	68			V前进=4~16 V降=4
2.1	入口		2
2.2	预清洗	喷-半浸-喷	6.5	4	40~50
2.3	预脱脂	喷-半浸-喷	7.5	2	40~50
2.4	沥液			0.5
2.5	脱脂	全浸	13	3	55~65		包括槽间隔段
2.6	沥液			0.5
2.7	自来水洗	喷-半浸-喷	6.5	2	RT		包括槽间隔段
2.8	表调	全浸	6.5	0.75	RT		包括槽间隔段
2.9	沥液			0.5
2.10	磷化	全浸	13	3	40~50		包括槽间隔段
2.11	沥液			0.5
2.12	自来水洗	喷-半浸-喷	6.5	2	RT		包括槽间隔段
2.13	沥水			0.75
2.14	循环去离子水洗		6.5	0.75	RT		包括槽间隔段
2.15	沥液			1
3	沥水		13
4	电泳		33.5
4.1	电泳涂装	全浸	14	3	27~31	V前进16 V升降4	包括槽间隔段
4.2	槽上冲洗	喷	1.5
4.3	循环UF液洗1	喷-半浸-喷	6.5	0.5	RT		包括槽间隔段
4.4	沥水			0.5
4.5	循环UF液洗2	喷-全浸-喷	6.5	0.5	RT		喷射采用洁净UF液
4.6	沥水			0.5
4.7	循环去离子水洗	喷-全浸-喷	6.5	1	RT
4.8	沥水			0.5
4.9	洁净去离子水洗	喷
5	沥水		17
6	卸载	人工	6
7	电泳前封闭间	人工	10
8	电泳烘干	辐射/对流	68.5	30	170~190
9	冷却	强制	5	3.7
10	电泳检查	人工	10

4、简要说明

①焊接白车身经由积放式输送链送至转载工位,经升降机及滑橇转载到电动自动自行葫芦线.

②前处理、电泳采用步进式生产（局部连续），电动自行葫芦运输。

③电泳烘干、PVC、中涂及面漆采用地面积放输送机运输。

5、设备及有关说明

（1）机械化运输设备

①间歇式自行葫芦线生产节拍计算

T=FK×60/A

式中：T——自行葫芦的计算节拍，m/min

F——设备年时基数，h

A—年纲领通过挂具数；

K——设备利用率，取0.9

则T=21.5×300×0.95×60/120000≈3(min/挂)

②连续式地面链运输速度计算

V=At/60FK

式中：V——地面链计算速度，m/min；

F——设备年时基数，h

A——年纲领

K——设备利用率，0.9

t——工件节距，m/车

③电泳烘干链速

V=120000×4.6/（300×21.5×0.95×60）=1.5014m/min

取V=1.52m/min

(2)前处理、电泳各处理工序程序

①预清理车身到位停止，下降200~300mm，尾部下倾15º后，继续下降，到位停止，处理100s后，上升至距正常停止位置200~300mm处，沥液30S后，上升至正常位置，进入下道工序。

②预脱脂车身到位停止，下降200~300mm，尾部下倾15º后，继续下降，到位停止，处理100s后，上升至距正常停止位置200~300mm处，沥液30S后，上升至正常位置，进入下道工序。

③脱脂车身到位停止，下降200~300mm，尾部下倾15º后，继续下降，到位停止，处理45s后，车身变至水平位置，并沿输送方向运行90S后，车身头部下倾30º，处理45S后出槽，下升至距正常停止位置200~300mm处，沥液20S，上升至正常位置，进入下道工序。

④水洗同预脱脂工序

⑤表调处理时间1min，其余同预脱脂工序

⑥磷化同脱脂工序

⑦水洗处理时间2min，其余同预脱脂工序

⑧钝化同表调工序，沥液45s

⑨去离子水洗（浸）同表调工序

⑩电泳同脱脂工序

⑪2次UF液清洗同去离子水洗工序

⑫2次UF液清洗同去离子水洗工序

⑬循环去离子水洗同去离子水洗工序

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