薄膜超高泳透力电泳涂料综述
宋华1，张智2，赵冉1（1.中国汽车股份有限公司技术中心，长春130011；2.长春安特涂装技术工程有限公司，长春130012）
通过实际检测，普通电泳涂料湿漆膜电阻为600 ～700 kΩ/m3，经过配方改进后的薄膜超高泳透力电泳涂料湿漆膜电阻为1 000 ～ 1 200 kΩ/m3，湿漆膜电阻大幅度提高。
0 引言
随着国内外节能、环保要求的不断提高，及新型前处理材料具有环保、节能、低成本等诸多优点和日益成熟的技术，涂装技术人员对采用新型前处理工艺（氧化锆技术、硅烷技术、氧化锆/硅烷技术）替代传统的三元磷化工艺产生了浓厚的兴趣，新型前处理工艺发展趋势愈见明显。但众所周知，新型前处理工艺的应用也给后序的涂装带来了一定的问题。新型前处理材料转化膜薄（100 ～ 500 nm）导致汽车内腔的泳透力严重降低，且易产生漆膜弊病，这是限制其在整车涂装线上应用的一个主要原因。
尽管前处理材料供应商目前已做了大量的改进工作来解决上述问题，但效果不明显，所以必须从电泳涂料技术方面进行改进。针对新型前处理材料的特点，开发新的电泳涂料替代目前应用的电泳涂料，以适应新型前处理工艺。
本文针对与新型前处理材料配套的薄膜超高泳透力电泳涂料的发展现状进行了概述，并介绍了薄膜超高泳透力涂料目前达到的性能，以及下一步应开展的工作。
1 薄膜超高泳透力电泳涂料开发历程
2008 年以前，汽车涂装生产线应用的基本是通用型无铅电泳涂料，为了达到汽车内腔泳透力的要求，外表面膜厚要控制在25 μm 左右，四枚盒泳透力为0.40左右；2008-2011 年开发了与磷化前处理配套的代高泳透力电泳涂料，外表面膜厚降低到22 μm 左右，四枚盒泳透力提高到0.45 以上，目前国内已开始在生产线上应用，约降低涂料消耗10%；自2011 年以来，随着环保和降低成本的呼声越来越高，与新型前处理材料及磷化材料配套的第二代薄膜超高泳透力电泳涂料的开发取得了显著的成果，其开发思路就是在保持汽车内腔膜厚不变的前提下，降低汽车外表面的膜厚（15 ～ 18 μm），降低汽车内外表面膜厚差；四枚盒泳透力提高到0.55 以上，更降低了涂料消耗量约20%，达到了降低成本的目的；同时加快了新型前处理材料在生产线上的应用步伐。
第二代薄膜超高泳透力电泳涂料与目前应用的电泳涂料主要参数的不同点见表1。
2 新型前处理材料的应用
众所周知，汽车金属件在涂装前现普遍采用磷化处理工艺以提高涂层的附着力和耐腐蚀性。近几年随着涂装技术的进步，为适应阴极电泳涂装、多种底材（冷轧钢板、镀锌钢板、铝合金板等）前处理和节省资源的需要，前处理材料及工艺取得了革命性的突破，开发研制了“绿色表面处理工艺”，包括：氧化锆转化膜处理、硅烷膜处理和氧化锆/硅烷处理工艺。所形成的转化膜均为纳米级，常温处理、节能、环保，目前在某些工业涂装领域已开始应用，但国内还没有与阴极电泳涂装配套的整车涂装线。尽管前处理材料供应商已做了大量的改进工作来改进转化膜的状态，以提高后序电泳涂料的泳透力（见表2），但与目前应用的电泳涂料配套使用，泳透力没有明显的提高（见表3）。
3 薄膜超高泳透力电泳涂料的开发关键点
各材料供应商经过大量的试验研究，确定其开发思路为：改变树脂体系、提高湿漆膜电阻、降低外板的膜厚，从而提高电泳涂料的泳透性；从漆膜外观的流动性控制、施工性能参数控制来解决漆膜外观产生的弊病。
3.1 改进树脂体系
为了提高电泳涂料的泳透性，从树脂体系上进行了改进，添加了聚多元醇，与普通电泳涂料的对比见表4。
3.2 调整树脂种类和结构
通过树脂种类和结构的调整，提高了湿漆膜的电阻。图1 左侧为一般熔融型乳液的结构图，右侧是交联型乳液的结构图。从图示的结构比较可以看出，涂膜的致密程度有大幅度提高，因而涂膜的电阻也相应提高，从而达到了提高泳透力的目的。
3.3 降低外表面的膜厚
通过降低外表面的膜厚，降低内外表面膜厚差，提高泳透力，但漆膜性能不降低（见表5）。
3.4 解决漆膜外观产生的漆膜弊病
为了解决薄膜超高泳透力电泳涂料与新型前处理材料配套后漆膜易产生针孔和缩孔、遮盖砂纸纹能力差等漆膜弊病，薄膜超高泳透力电泳涂料的施工性能参数控制见表6。
4 薄膜超高泳透力电泳涂料的性能
4.1 四枚盒泳透力
2 种第二代薄膜超高泳透力电泳涂料（5#CED、6#CED）与2 种新型前处理材料（硅烷A、硅烷B）配套，四枚盒泳透力结果见表7。
从表7 看出，5#CED 和6#CED 的A 面膜厚在15 ~18 μm 之间，B 面膜厚＞10 μm，A 面和B 面膜厚相差小，四枚盒泳透力＞0.55，降低了涂料消耗量。
4.2 电泳涂料施工性能
2 种第二代薄膜超高泳透力电泳涂料（5#CED、6#CED）与2 种新型前处理材料（硅烷A、硅烷B）配套，施工性能见表8。
4.3 电泳涂料漆膜主要性能
2 种第二代薄膜超高泳透力电泳涂料（5#CED、6#CED）与2 种新型前处理材料（硅烷A、硅烷B）配套，漆膜主要性能见表9。
从表9 数据看出，第二代薄膜超高泳透力电泳涂料（5#CED、6#CED）与新型前处理材料（硅烷A、硅烷B）配套后除表面粗糙度略高外，其他性能均达到汽车涂装标准要求。
5 结语
与新型前处理材料配套的第二代薄膜超高泳透力电泳涂料：四枚盒泳透力＞0.55，优于目前应用的“磷化+普通电泳涂料”传统工艺，可以满足汽车涂装的标准要求；漆膜性能达到目前使用的“磷化+普通电泳涂料”传统工艺的性能，可以满足汽车涂装的标准要求。
第二代薄膜超高泳透力电泳涂料内外膜厚分布均匀，外表面膜厚降低，涂料消耗降低，可以显著降低涂装成本。
第二代薄膜超高泳透力电泳涂料内外膜厚分布均匀，外表面膜厚降低，涂料消耗降低，可以显著降低涂装成本。
第二代薄膜超高泳透力电泳涂料下一步应开展的工作：
第二代薄膜超高泳透力电泳涂料与新型前处理材料配套佳施工工艺的选择；降低第二代薄膜超高泳透力电泳涂料与新型前处理材料配套后漆膜表面的粗糙度；将新型前处理工艺技术与第二代薄膜超高泳透力电泳涂料配套，应用在整车涂装线上。
