阳极电泳漆槽液稳定性控制

摘　要　通过一系列的工艺试验，找出影响电泳漆槽液稳定性的主要原因，采取相应措施，达到控制槽液稳定性的目的。  
关键词　电泳漆　稳定性　槽液　控制（对阴极电泳来说有一定借鉴）
1　前言  
　　我厂使用北京红狮造漆厂生产的H11-95阳极电泳漆20多年，改装车罐体内表面的阳极电泳涂装质量一直很好。但自1995年以来，受新型漆不断涌入我厂和改装车市场疲软导致生产量不稳定等因素的影响，我厂的阳极电泳漆槽液经常出现问题，导致产品合格率急剧下降，1997年下半年以来情况更为严重：电导率直线上升，pH值下降，虽经调整，但效果甚微，导致整槽漆报废乃至停产。经过各项分析、试验，最终找到了影响电泳漆稳定性的因素，及时采取相应的措施，取得了良好的效果。
2　原因分析  
　　首先复查漆液原材料的各项指标，根据近两年来槽液出现的一些问题，向漆液生产厂家提出配方调整的要求。由于该厂家合资以后将原材料中的耐电压指标调整到普通指标，使得该漆在我厂的使用寿命下降，针对我厂漆槽大、工件形状复杂、耐电压指标需增加的实际情况，厂家及时调整了配方，我们又进行了反复试验比较，发现原材料的质量问题是直接影响槽液稳定性的首要因素。   
3　试验内容
　　我们对新旧H11-95阳极电泳原漆和新旧槽液做了一系列对比小试：( 1) 旧原桶漆数据复查以及小槽试验；(2) 旧漆与旧槽液对比试块试验；(3) 旧漆投槽、槽液数据跟踪分析测试；(4) 比例调整后的新漆与旧漆的电泳漆性能指标；(5) 新旧电泳漆耐电压比较试验；(6) 不同电压下泳透力测试；(7) 去离子水、蒸馏水的pH值、电导率及其对电泳漆的pH值的影响试验。
　　经过半年多的试验与跟踪分析，我们初步找到了影响槽液稳定性的四大主要因素：原材料质量因素、合理的工艺布局因素、人员因素、设备因素。   
4　结果与分析   
4.1　旧漆槽液跟踪试验分析  
　　我们跟踪测试了槽液各项性能指标。测试数据表明，槽液电导率在10月份以后上升很快并有突变趋势，pH值下降很快，加乙醇胺和正丁醇调整后，虽有所上升，但电导率上升太快，工件泳不上，说明槽液树脂已被破坏，旧的原漆有明显不足，原漆的颜料粒度较粗，分散不好，最终成为絮凝状，表明该槽漆已无法挽救，应重新更换。
4.2　新旧漆液主要性能指标试验及耐电压试验  
　　取新、旧H11-95电泳漆各50 ml，加去离子水200 ml(漆∶水=1∶4)边搅拌边测温，控温25 ±1 ℃。用HG2-1017-77法测定电泳漆电导率，按HG1048-77测定电泳漆泳透力,按GB1725测定电泳漆固体含量，用重量法测定电泳漆颜基比，用酸度计测pH值，分别测出新旧两种漆液的各项数据见表1。   
表1   
性能数据             固体分(%)             颜基比              pH值                 电导率 (μS/cm)×10³              泳透力
旧漆液                    45.34                   0.57                   8.40                   1.80～1.90                               8 cm以下  
新漆液                    49.89                    0.55                  8.26                    0.85～1.10                              15 cm 
工艺范围要求          －                    0.30～ 0.60          8.00～8.80              ≤1.90                                60 V8 cm以上  
　　参照HG2-1046-77标准制板，经酸洗、磷化后干燥，分别取新旧电泳漆各250 ml，配制固体含量为12%的漆液，倒入3 000 ml玻璃槽，极板两块接阴极，试块接阳极，通电分别做电压不同，时间不同的试板多块，冲净后160 ℃干燥，测厚度并观察外观，其对照情况见表2。  
表2新(旧) 漆液                                漆膜厚度                   外观   
40 V 2 min              9.5 μm(8 μm)             细致均匀(均匀)   
40 V 3 min              9 μm                          细致均匀  
50 V 2 min             －(12 μm)                   细致均匀(均匀，有桔纹)   
60 V 2 min             17 μm(20 μm)             细致均匀(较均匀但有桔纹)   
60 V 4 min             18 μm                         细致均匀  
80 V 2 min             22 μm(－)                   细致均匀(很粗)  
80 V 4 min             32 μm                         细致均匀   
100 V 30 s             23 μm                         细致均匀  
100 V 2 min           37 μm                          细致均匀  
120 V 2 min           42 μm                          轻微结纹   
　　由表1，2可知，新电泳漆的各项性能指标均高于旧电泳漆，尤其是耐电压指标、pH值、电导率。从试板外观看，新漆的100 V试板比旧漆60 V试板要平整、均匀，这是因为供漆厂方在新漆配方上已根据我厂的实际情况进行了改进，采取了4项改进措施：  
　　(1) 严格控制树脂反应终点配价、粘度，旧漆酸价偏高，粘度合格，新漆将粘度适当放宽，酸价降至中限60 mg(KOH)(配方要求为50～70)；　　(2) 减少一乙醇胺中和量，使电导率降低；  
　　(3) 增加助溶剂量，有利于树脂过滤和研磨颜料，并对降低电导率、改善漆膜外观有帮助； 
　　(4) 在制漆方面将原来用的颜料、填料都换成超细级，提高了一个细度等级，并适当调整了颜基比，增加了树脂量，在研磨分散工艺上提高了细度，由原来的40 μm调整到了30 μm。   
　　正因为在原材料方面进行了控制和改进，使得这次漆膜质量有明显提高，如旧电泳漆电压仅能做到80 V，且漆膜已开始粗糙，而新电泳漆在100 V都无明显桔纹，这给今后大槽生产创造了很有利的条件，因大槽生产工件多，形状复杂，电压必须提高，方可将零件都泳上，现在提高了树脂的耐电压性能，使得大槽生产在较高的电压下也能得到一层较好的漆膜，提高了产品质量，并相应延长了电泳漆的使用寿命。  
4.3　不同电压下的泳透力测试  
　　参照电泳漆泳透力测定法HG1048-77进行新漆液泳透力测定，取250 ml新槽液配制固体含量为12%的漆液，倒入玻璃筒内，将漆液搅拌均匀并调整温度到25 ℃左右，倾入泳透力测定器的玻璃管中，使液面至刻度线，将马口铁条5根用脱脂棉蘸乙醇擦净，晾干编号，接电极，选定不同电压，电泳2 min，冲洗干燥(160 ℃,1 h)后测得数据见表3。
表3
电压(V)                 40        60          80         100             120
泳漆高度(cm)       8.1       11.8       12.0      12.8             14.1   
　　由表3可知，新漆的泳透力数据均高于合格指标，而旧漆未作该项要求。电压越高，泳透力越好；而电泳漆的泳透力越好，漆的质量越好。 
4.4　蒸馏水、去离子水对电泳漆pH值和电导率的影响   
　　取去离子水和蒸馏水各50 ml，在25 ℃条件下，测定其pH值和电导率。结果表明，二者的pH值和电导率均在合格值范围内。  
　　取新漆的电泳槽液100 ml，分两烧杯装，分别用蒸馏水、去离子水稀释至固体分12%，控制 在25 ℃对其测定pH值、电导率，结果见表4。再将上述漆液分别加去离子水、蒸馏水稀释，测得其pH值、电导率见表5。  
表4
稀释用水            pH值               电导率(μS/cm)
蒸馏水                8.17                1.56×10³   
去离子水            8.23                1.55×10³  
　　由上述可见，三级去离子水的指标均符合配电泳漆用，不论是用去离子水还是蒸馏水配漆均符合工艺要求(工艺要求调漆水为三级去离子水即可)。严禁用自来水调漆，因自来水的pH值虽在6.5～8.5范围，但电导率太高(达270 μS/cm)。从试验还可看出，电泳漆调槽的固体分不宜太高，一般在12%较为适宜，且发现漆的固体分越低，则pH值越高，而电导率则下降。 
表5
漆水比例 　　　   1∶4                 1∶5               1∶6           再加水10 ml         加20 ml           加40 ml
去离子水稀释               pH值         7.91                  7.96                8.17                8.23                    8.40                  8.47   
               电导率      1.55×10³        1.1×10³         1.0×10³         0.99×10³          0.85×10³         0.82 ×10³  
蒸馏水稀释                pH值         7.90                  8.02                8.19                8.26                     8.42                  8.47  
               电导率      1.63×10³        1.2×10³         0.98×10³      0.99×10³            0.83×10³         0.83 ×10³  
  
5　结语
由以上几个试验，我们探索出了一些规律，为大槽生产做了技术准备，同时结合工房整改，合理调整了工艺布局，在生产线上增加了中和槽、去离子水槽及清洗槽，以防止酸的带入导致槽液的电导率上升、pH值下降，严格新的工艺操作规程以及槽液维护制度。在新的工艺规定中增加了清洗与中和要求，规定了溶液的调整与分析周期，严格控制电压上限与装篮量，槽液有专人维护调整。我们还对各项设备都做了检查与更新：更换了超滤设备、烘房和抽风机，修理了搅拌机和行车，以保证投槽后合格率的提高，各项性能指标达到最佳水平。