刘万青：新型无磷转化膜与阴极电泳涂装配套性能研究

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1、新型无磷转化膜与阴极电泳涂装配套性能研究［摘要］介绍了一种环保型无磷转化膜处理技术在阴极电泳涂装前处理的应用。与传统三元，系磷化相比，该技术节能环保，工艺简单，成膜性能优异。简述了无磷转化前处理的工艺，并通过试验得出配套阴极电泳工艺参数，检测了电泳漆膜的附着力、耐蚀性和耐水性等性能指标。［关键词］无磷；转化膜；阴极电泳；配套性能1概述目前在各种金属预处理方法中，磷化处理是最为广泛采用的方法。在家用电器、自行车、摩托车和汽车等行业中，为了保证涂层优良的耐久性和防腐蚀性能，都采用磷化处理作为涂装的前处理。阴极电泳涂装前处理过程，普遍采用辞锺锦兰元（简称兰元系）磷化液对工件进行转化膜预处理，以提高电

2、泳漆膜的耐蚀性和附着力。磷化含挥、辑、镇等重金属离子并含有大量的磷，不能适应国家对涂装行业的环保要求。锦是磷化过程和成膜的重要元素，但锦属于第一类污染物，根据GB8978-1996《污水综合排放标准》规定含镇的污水，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能，一律在车间或车间处理设施排出口取样检测。随着人们对环境的日益关注和政府相关管理部门监管越来越严格，电泳涂装企业将面临严格监督，或者在涂装车间建造废水处理设备进行就地处理，或者寻求新技术替代现有的兰元系磷化工艺，或者对现有磷化工艺进行改进，以满足环保要求。另外，磷化处理过程中会产生大量磷化渣，需要设置除渣装置，并且磷化使用温度为38～55

3、℃，还需要辅助加热设备及热源对磷化槽进行加热，同时磷化后还需要大量溢流水对工件进行漂洗，其生产成本较高。随着环保和节能呼声的日渐增高，预处理技术正朝着保护环境、降低成本、提高质量和操作简便等方向发展。2HQ2008/C无磷转化膜处理技术目前硅烧处理以及错系处理技术在家电、五金、机械等行业中开始逐步取代铁系和铮系磷化，但是其工艺还不够成熟，对于电泳涂装的适应性不够强，还处于推广应用阶段。HQ2008/C元磷转化膜处理技术是一种新型改性硅烧处理技术，作为涂装预处理的最新发展方向，它具有环保、节能、工艺简便、成本低等磷化技术元可替代的优点。具体表现为：元有害重金属离子，不含磷，无需加温。处理过程不产

4、生沉渣，处理时间短，控制简便；处理步骤少，可省去表调工序，槽液可重复使用；减少磷化的沉渣对金属表面的影响，并有效提高油漆对基材的附着力；可共线处理铁板、镀铮板、铝板等多种基材。由于各种磷化及无磷转化的成膜机理大不相同，因此，金属表面的膜层状态及形貌也各不相同。HQ2008/C元磷转化膜和传统挥系磷化膜的显微结构如图1、图2所示。从SEM照片可以看出，HQ2008/C元磷转化膜的结晶均匀细致，晶粒尺寸大小比较一致。兰元系磷化膜厚度大，磷化温度高，处理时间长，膜的孔隙较多，磷化品粒呈颗粒状。无磷转化膜晶粒尺寸较磷化膜小，厚度较兰元系磷化膜薄。3HQ2008/C电泳涂装王艺3.1表面前处理3.1.1

5、要求在阴极电泳涂装工艺中，通过表面前处理在工件基体上获得满足工艺要求的元磷转化膜，是提高漆膜附着力和耐蚀性的重要环节。因此，工件经过表面前处理后，要求工件表面具有以下性能：（1）无磷转化膜外观必须是晶粒精细，结晶致密，膜薄且均匀；（2）工件在前处理出口处的滴水电导率小于25µS/cm;（3）无磷转化膜耐pH=12的氢氧化钠溶液浸泡10min无损伤；（4）为节能，可取消前处理后电泳前的烘干工序，采用湿膜入槽电泳。但应在工件入槽前，设置一个洁净压缩空气吹水工序，以防过多的水带人电泳槽。3.1.2工艺HQ2008/C元磷转化膜处理技术在操作工艺上比现有磷化处理更加简易，现有磷化处理线元须改造即可投入

6、生产。传统磷化工艺和稀士改性硅屁处理工艺比较如下：（1）传统磷化工艺：热水洗一预脱脂一脱脂一水洗一水洗一表调一磷化一水洗一水洗一纯水洗一电泳。（2）HQ2008/C无磷转化处理工艺：热水洗预脱脂脱脂水洗水洗水洗HQ2008/C处理一水洗一水洗一纯水洗一电泳。（3）处理条件上：传统磷化工艺磷化需要40～55℃下3～4min,HQ2008/C无磷转化处理在常温下30～180秒。HQ2008/C工艺与传统磷化工艺比较见表1。3.1.3工艺参数无磷转化槽液的pH值日常控制范围在3.8～4.5之间［1］，呈弱酸性。当槽液pH值低于3.8时，工件表面即会出现发黄，积水处产生锈蚀现象；当pH值高于4.5时，

7、工件表面也会出现发黄现象，并且槽液会出现浑浊。正常生产中的组分消超，会使pH值上升，因此，通过日常补加HQ2008/C元磷转化处理剂控制pH值在3.8～4.5范围内，以保证生产正常进行。另外，脱脂槽串槽带入的碱性物质也会使无磷转化槽的pH升高，因此，要确保脱脂后的水洗为逆流水洗，保持水洗槽的碱性物质含量处于较低水平。在使用温度方面，由于HQ2008/C元磷转化膜成膜过程为常温化学反应，因此在日常使