前處理設備電泳底漆重涂配套性不良的事故分析

　　為確保整車(chē)尤其是底盤(pán)部件在海運中的防銹質(zhì)量，目前各大汽車(chē)廠(chǎng)在對出口商用車(chē)整車(chē)采取噴蠟防護的同時(shí)，對底盤(pán)件的涂層也制定了嚴格的標準，以不斷提升涂層質(zhì)量。本公司根據多年出口車(chē)的防銹經(jīng)驗和海外市場(chǎng)需求，對出口車(chē)底盤(pán)件要求涂層總厚度不小于40μm，涂層綜合性能滿(mǎn)足出口車(chē)質(zhì)量標準。為滿(mǎn)足該出口車(chē)標準要求，本廠(chǎng)對出口車(chē)部分底盤(pán)件采用“電泳底漆+高壓靜電粉末噴涂”的方式，其工藝流程如下：電泳前處理（脫脂→水洗→表調→磷化→水洗→水分烘干）→電泳及后沖洗→電泳漆烘干（180℃，30min）→轉掛→高壓靜電粉末噴涂→粉末固化（180℃，25min）采用該生產(chǎn)工藝，漆膜總厚度為70～100μm，附著(zhù)力為0級，中性鹽霧試驗超過(guò)800h，涂層綜合性能優(yōu)異，并且涂層質(zhì)量一直穩定。但在2009年10月中旬，粉末重涂后零件出現大面積嚴重縮孔，且主要集中在零件的拐角處，漆膜附著(zhù)力很差。漆膜缺陷如圖1所示。針對問(wèn)題出現的時(shí)間和狀況，通過(guò)對生產(chǎn)線(xiàn)的工況進(jìn)行逐一分析，并結合相關(guān)文獻資料[1]，可能有如下幾個(gè)原因造成粉末重涂時(shí)涂層出現縮孔現象：①壓縮空氣不干凈，含油、水過(guò)多；②電泳底漆固化不充分；③電泳底漆漆膜接觸外界污物，被污染；④電泳漆中的某種成分在烘干過(guò)程中釋放出來(lái)附著(zhù)在電泳漆膜表面，改變了漆膜表面性質(zhì)。
　　2事故試驗分析與驗證
　　針對上述可能造成粉末涂層出現縮孔的因素，通過(guò)試驗逐步進(jìn)行分析研究。
　　2.1壓縮空氣不干凈，含油、水過(guò)多
　　本廠(chǎng)采用WZG-6/8型無(wú)熱再生空氣干燥器，壓縮空氣經(jīng)除油、干燥氣處理后，各項參數均能滿(mǎn)足粉末噴涂的要求，其具體指標如下：壓力為0.6～0.8MPa，露點(diǎn)溫度不大于-40℃，油、水等雜物滿(mǎn)足標準要求。同時(shí)，進(jìn)行如下試驗：采用同型號的零件，一部分電泳后再?lài)娡糠勰?，其余零件?jīng)過(guò)前處理后直接噴涂粉末。試驗結果為：電泳后再?lài)娡糠勰┑牧慵?，漆膜表面出現大面積縮孔、附著(zhù)力很差；而直接進(jìn)行粉末噴涂的零件，漆膜外觀(guān)良好、附著(zhù)力優(yōu)異。據此可排除壓縮空氣不干凈，含油、水過(guò)多造成的縮孔。
　　2.2電泳底漆固化不充分
　　電泳涂裝過(guò)程中，若烘干工藝控制不嚴格，如烘干溫度或時(shí)間達不到要求，就可能造成解封后含異氰酸酯基團的固化劑反應不完全而存留在電泳漆膜表面，造成電泳漆膜表面性質(zhì)發(fā)生變化而導致與面漆配套不佳[1]。為驗證此因素，對電泳后漆膜質(zhì)量進(jìn)行檢查，其硬度為2H，附著(zhù)力為0級，漆膜質(zhì)量完全滿(mǎn)足原漆技術(shù)指標；同時(shí)，用蘸有丙酮的脫脂棉在電泳漆膜上用力（約9.8N）反復擦拭10次后，涂層表面狀態(tài)良好、紗布上無(wú)任何漆膜；再將電泳漆后的底盤(pán)件在粉末噴涂線(xiàn)油漆固化爐中進(jìn)行180℃、25min的二次固化，再進(jìn)行粉末重涂，發(fā)現漆膜依然存在大面積縮孔、附著(zhù)力很差。據此可排除電泳底漆固化不充分造成的縮孔。
　　2.3電泳底漆漆膜接觸外界污物被污染
　　為驗證電泳底漆漆膜接觸外界污物被污染，采取了如下驗證方案：①對電泳底漆漆膜用二甲苯擦拭，晾干后再進(jìn)行粉末噴涂；②取電泳槽槽液在實(shí)驗室制電泳樣板，然后再進(jìn)行粉末重涂。二甲苯擦拭后的零件，重涂漆膜外觀(guān)質(zhì)量有所改善，但依然存在嚴重縮孔，附著(zhù)力基本無(wú)改善；在實(shí)驗室制作的電泳樣板，粉末重涂后其效果與電泳線(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)的情況完全一樣：大面積縮孔，附著(zhù)力很差。據此可排除電泳底漆漆膜接觸外界污物被污染造成的縮孔。
　　2.4電泳漆中的某種成分在烘干過(guò)程中釋放出來(lái)附
　　著(zhù)在漆膜表面，改變了漆膜表面性質(zhì)在多方查找原因未果的情況下，與電泳漆生產(chǎn)廠(chǎng)家溝通得知：電泳線(xiàn)最近使用的是10月20批次原漆，廠(chǎng)家在檢驗發(fā)現外觀(guān)質(zhì)量不佳的情況下加入了臺灣公司的435流平劑，于是懷疑有可能是該流平劑導致的縮孔及附著(zhù)不良。為驗證該因素，進(jìn)行如下試驗：分別取10月20批次原漆和9月10批次原漆（不含435流平劑），重新制作電泳漆樣板，再進(jìn)行粉末重涂，10月20批次原漆存在大量縮孔，并且附著(zhù)力很差，與現場(chǎng)反映的情況一致；而9月10批次原漆正常，據此基本可判斷是435流平劑造成電泳后重涂性不良。
　　3結果分析與討論
　　流平劑是涂料助劑之一，它能賦予涂料在干燥成膜過(guò)程中形成一個(gè)平整、光滑、均勻的涂膜。435流平劑的主要成分為改性聚硅氧烷，屬于有機硅樹(shù)脂類(lèi)助劑，該助劑具有較低的表面張力，通過(guò)在主鏈的側基接入帶有反應性的官能團羥基進(jìn)行的改性[2]。
　　該流平劑可用于解決金屬、聚合物及木質(zhì)底材由于脫膜劑和潤滑油等污染引起的涂料表面縮孔問(wèn)題，加入涂料中，可顯著(zhù)降低涂料的表面張力，減少涂膜表面張力梯度，促進(jìn)涂膜流平性能，防止發(fā)花、橘皮，提高對底材的潤濕性，增加附著(zhù)力，減少縮孔、針孔等涂膜表面弊病。但由于采用反應性官能團進(jìn)行改性，其在成膜過(guò)程中與樹(shù)脂或固化劑發(fā)生交聯(lián)反應，在漆膜表面富集大量的甲基基團，漆膜表面張力變得很低。根據液體展布理論：當重涂涂料的表面張力大于底漆漆膜的表面張力時(shí)，會(huì )造成濕膜潤濕展布困難，漆膜產(chǎn)生弊病，嚴重影響重涂涂層的外觀(guān)和層間附著(zhù)力[3]。為了系統了解435流平劑添加量對粉末噴涂重涂性的影響，做了不同添加量（從無(wú)到0.3‰）的電泳板，再進(jìn)行粉末噴涂觀(guān)察重涂性情況。