吳江龍

摘要：分析電泳涂裝生產(chǎn)線車身漆膜縮孔缺陷之原因，建立了與工況相近的縮孔試驗(yàn)方法，研制出陰極電泳涂裝線專用高溫鏈條油，通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定及在生產(chǎn)線上應(yīng)用，結(jié)果表明所研制鏈條油完全滿足電泳涂裝生產(chǎn)線鏈條潤(rùn)滑要求，且不會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔。此外，所研制的鏈條油可生物降解、使用壽命長(zhǎng)，當(dāng)屬環(huán)保節(jié)能型潤(rùn)滑油。

關(guān)鍵詞：鏈條油;漆膜縮孔;相容性

引言

世界汽車生產(chǎn)中80%左右是采用陰極電泳涂裝，縮孔是陰極電泳涂裝中最為常見的弊病之一，縮孔會(huì)嚴(yán)重降低電泳漆膜的防銹保護(hù)性能。一但出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，必須進(jìn)行打磨、拋光、補(bǔ)涂處理，否則就會(huì)影響中涂和面涂效果，進(jìn)而影響裝飾效果和產(chǎn)品質(zhì)量。

本文對(duì)某客車電泳涂裝生產(chǎn)線電泳漆膜產(chǎn)生縮孔的缺陷進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)電泳漆膜縮孔是由于現(xiàn)用高溫鏈條油與電泳漆不相容所導(dǎo)致，為解決這一問(wèn)題，專門建立了與工況相近的縮孔試驗(yàn)方法，研制出陰極電泳涂裝線高溫鏈條油，通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定和在生產(chǎn)線上試用，結(jié)果表明所研制鏈條油完全滿足電泳涂裝生產(chǎn)線鏈條潤(rùn)滑要求，且不會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔。

1?縮孔原因分析

某客車電泳涂裝生產(chǎn)線，經(jīng)電泳涂裝、高溫烘烤后的車身產(chǎn)生很多凹坑，有時(shí)非常嚴(yán)重，需要進(jìn)行打磨、拋光、補(bǔ)涂底漆處理，很是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。該企業(yè)排除其它影響因素，懷疑是涂裝線輸送鏈系統(tǒng)現(xiàn)用的鏈條油導(dǎo)致漆膜縮孔，換用我公司的全合成高溫鏈條油后，仍然出現(xiàn)上述縮孔現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室漆膜縮孔實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)現(xiàn)用鏈條油和我公司的全合成高溫鏈條油都出現(xiàn)了縮孔現(xiàn)象，生產(chǎn)線實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)均證明漆膜縮孔是由現(xiàn)用的高溫鏈條油導(dǎo)致的。

從現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高空傳送鏈條通過(guò)電泳池上方時(shí)，鏈條上的潤(rùn)滑油會(huì)跌落到電泳池內(nèi)，混入到電泳漆中。因使用鏈條油和電泳漆不相容，即所用鏈條油表面張力低于電泳漆的表面張力，導(dǎo)致電泳漆不能浸潤(rùn)被鏈條油沾染的區(qū)域，致使漆膜局部收縮，從而引起縮孔。另外，車身進(jìn)入高溫烘箱烘烤時(shí)，烘箱鏈條油在高溫時(shí)會(huì)有一定量的揮發(fā)，也會(huì)導(dǎo)致縮孔。

2?陰極電泳涂裝線用環(huán)保型高溫鏈條油的制備

2.1 縮孔試驗(yàn)

目前因國(guó)內(nèi)外沒有電泳漆膜縮孔實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)定方法，為研制出滿足使用要求，且不會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔的高溫鏈條油，本文作者結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝，模擬現(xiàn)場(chǎng)工況，建立了縮孔實(shí)驗(yàn)方法和評(píng)定方法。

2.1.1試驗(yàn)儀器

主要試驗(yàn)儀器有電泳實(shí)驗(yàn)儀、標(biāo)準(zhǔn)磷化板、陽(yáng)極板、烘箱和錫箔碗等，如下列示意圖所示。

2.1.2試驗(yàn)及評(píng)定方法

方法1：將陽(yáng)極板、標(biāo)準(zhǔn)磷化板插入電泳槽中，分別與電泳電源陽(yáng)極和陰極接通進(jìn)行電泳，電泳完成后，取出電泳過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)磷化板，用水沖去表面殘留的電泳漆，瀝干表面沖洗水。在錫箔碗中滴入2～3滴蒸餾水（或純凈水），再滴入2～3滴要檢測(cè)的鏈條油試樣，然后將錫箔碗放到磷化板表面電泳膜正中間，放入烘箱中，在規(guī)定的溫度和時(shí)間下進(jìn)行烘烤。烘烤時(shí)間到后，取出標(biāo)準(zhǔn)磷化板觀察表面電泳漆膜是否有凹坑（縮孔），如果沒有或有但不超過(guò)3個(gè)凹坑，說(shuō)明試樣油不會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔（如圖1所示）;反之，則說(shuō)明試樣油會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔（如圖2所示）。

方法2：在電泳槽中注入4L電泳漆及4g要檢測(cè)的鏈條油試樣，攪拌均勻。將陽(yáng)極板、標(biāo)準(zhǔn)磷化板插入電泳槽中，分別與電泳電源陽(yáng)極和陰極接通進(jìn)行電泳，電泳完成后，取出電泳過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)磷化板，用水沖去表面殘留的電泳漆，瀝干表面沖洗水份，放入烘箱中在規(guī)定的溫度和時(shí)間下進(jìn)行烘烤。烘烤時(shí)間到后，取出標(biāo)準(zhǔn)磷化板觀察表面電泳漆是否有凹坑（縮孔），如果沒有或有但不超過(guò)3個(gè)凹坑，說(shuō)明試樣油不會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔（如圖1所示）;反之，則說(shuō)明試樣油會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔（如圖2所示）。

注：如果方法1試驗(yàn)沒有通過(guò)，則無(wú)需進(jìn)行方法2試驗(yàn);否則需要進(jìn)行方法2試驗(yàn)，進(jìn)一步判斷試樣油是否會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔。

2.2原料的選擇

由于有機(jī)硅表面張力極低，極易引起漆膜縮孔，一般潤(rùn)滑油中都含有有機(jī)硅型的消泡劑，因此，最先考慮的是潤(rùn)滑油中是否含有機(jī)硅。而我公司生產(chǎn)的全合成高溫鏈條油中含有有機(jī)硅。為了檢驗(yàn)是否只是有機(jī)硅導(dǎo)致漆膜縮孔，本文作者對(duì)全合成高溫鏈條油的配方進(jìn)行了調(diào)整，即取消了含有有機(jī)硅的消泡劑，然后按照上述方法1進(jìn)行縮孔試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)漆膜縮孔現(xiàn)象沒有任何改觀，說(shuō)明不完全是有機(jī)硅導(dǎo)致漆膜縮孔，基礎(chǔ)油或＼和添加劑也會(huì)導(dǎo)漆膜縮孔。

2.2.1 基礎(chǔ)油的選擇

基礎(chǔ)油為潤(rùn)滑油的主要成分，基礎(chǔ)油含量約占潤(rùn)滑油總量的95%～98%，按照上述方法1對(duì)常用的5種類型基礎(chǔ)油進(jìn)行縮孔試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

從上表的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，PAG油只有微量縮孔，其它類基礎(chǔ)油均發(fā)生嚴(yán)重縮孔。另外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，只有PAG油與電泳漆相容性好，而其它基礎(chǔ)油均與電泳漆不相容，由此說(shuō)明PAG油應(yīng)為所選用的基礎(chǔ)油。PAG油由不同比例的環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷聚合而構(gòu)成，只所以還會(huì)產(chǎn)生微縮孔，可能與兩種環(huán)氧基團(tuán)所占比例不同有關(guān)，為此，又對(duì)兩種環(huán)氧基團(tuán)所占不同比例的PAG油按照上述方法1進(jìn)行縮孔試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

從上表的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷所占比例為3：1的PAG油完全不會(huì)導(dǎo)致漆膜縮孔，之后又用前述方法2對(duì)這一比例的PAG油進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)一步判斷用這一比例的PAG油是否會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)漆膜未出現(xiàn)縮孔。因此，選用兩種環(huán)氧基團(tuán)所占比例為3：1的PAG油作為所要研制鏈條油的基礎(chǔ)油。

2.2 添加劑的選擇

添加劑分為復(fù)合劑和單劑，將復(fù)合劑或多種單劑按一定比例添加到基礎(chǔ)油中即可配制成潤(rùn)滑油，添加劑主要起極壓抗磨、防銹、抗泡、抗氧化和抗乳化等作用。因各種單劑之間存在配伍性，配制潤(rùn)滑油比較復(fù)雜，所以此次研究先不選用各種單劑，而選用復(fù)合添加劑，即選用全合成高溫鏈條油所用的復(fù)合添加劑與PAG油配制成鏈條油，用前述方法1進(jìn)行縮孔試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有微量縮孔，所選用的復(fù)合添加劑不含硅，但漆膜仍有微縮孔現(xiàn)象，說(shuō)明是復(fù)合添加劑與電泳漆不相容造成的，因此考慮選用單劑。

由于PAG合成油本身具有很低的摩擦系數(shù)和抗極壓能力，即使不加入極壓添加劑，也能表現(xiàn)出卓越的極壓性能，在各種潤(rùn)滑狀態(tài)下均能形成穩(wěn)定的厚油膜，抗腐蝕性亦非常好。PAG油最大缺陷就是高溫蒸發(fā)損失嚴(yán)重（見下表3數(shù)據(jù)），但PAG油對(duì)添加劑感受性好，加入酚類及芳胺類高溫抗氧劑后可以提高其分解溫度到250℃。因此考慮在PAG油中不添加其它添加劑，只添加抗氧劑，這樣亦能滿足潤(rùn)滑要求。于是選擇了不同種類的抗氧劑在同等添加量下進(jìn)行高溫蒸發(fā)試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

*復(fù)合抗氧劑為氨類和酚類抗氧劑按比例復(fù)配而成。

**在同一規(guī)格的燒杯中分別加入同樣重量的試樣油，放在烘箱中恒溫一定時(shí)間后測(cè)量蒸發(fā)損失量，后面試驗(yàn)均同此。

從上表的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，添加復(fù)合抗氧劑D的PAG油蒸發(fā)損失最低，復(fù)合抗氧劑B次之，說(shuō)明復(fù)合抗氧劑B與所選的PAG油復(fù)配后，可以極大提高PAG油抗氧化能力。但用復(fù)合抗氧劑B、D分別添加到PAG油中做漆膜縮孔試驗(yàn)時(shí)，添加復(fù)合抗氧劑D的PAG油有縮孔，而添加復(fù)合抗氧劑B的PAG油沒有縮孔，因此選用復(fù)合抗氧劑B作為所要研制鏈條油的基礎(chǔ)油。

2.3 原料配比

選定復(fù)合抗氧劑B后，進(jìn)一步通過(guò)試驗(yàn)確定復(fù)合抗氧劑B在PAG油中的最佳添加量，結(jié)果見表4。

從上表的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著復(fù)合抗氧劑B添加量的增加，PAG油的蒸發(fā)損失逐漸減少，當(dāng)添加量增加到3.0%時(shí)，PAG油的蒸發(fā)損失最低;當(dāng)添加量超過(guò)3%以后，PAG油的蒸發(fā)損失反而增大，說(shuō)明復(fù)合抗氧劑B的最佳添加量為3%，超過(guò)這一添加量后反而起到相反的效果。

2.4陰極電泳涂裝線用高溫鏈條油性能評(píng)定

采用上述配比經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)驗(yàn)證和車間放大試生產(chǎn)驗(yàn)證，產(chǎn)品各項(xiàng)性能具佳，質(zhì)量穩(wěn)定，典型數(shù)據(jù)見表5。

從上表數(shù)據(jù)可看出所研制的高溫鏈條油具有優(yōu)秀的耐高溫性、極壓抗磨性和低揮發(fā)性，在客戶長(zhǎng)期使用過(guò)程中車身從未產(chǎn)生漆膜縮孔現(xiàn)象，而且加油周期延長(zhǎng)為原來(lái)的3倍，極大地降低了用量，節(jié)約了能源。另外，PAG油是為數(shù)不多的可生物降解基礎(chǔ)油中的一種，所以所研制的高溫鏈條油屬環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品。

PAG油最大特點(diǎn)是在高溫有氧的存在下容易斷鏈生成低分子氧化產(chǎn)物，能溶解在油中或迅速揮發(fā)掉，所以PAG油在高溫下使用不會(huì)生成沉積物和膠狀物，因而所研制的高溫鏈條油亦適用于各種高溫鏈條的潤(rùn)滑。

3 結(jié)論

（1）鏈條油導(dǎo)致電泳漆膜縮孔與鏈條油含有有機(jī)硅與否關(guān)系不大，主要取決于鏈條油與電泳漆是否具有相容性，相容則不會(huì)產(chǎn)生縮孔，反之則會(huì)引發(fā)縮孔。

（2）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝，模擬現(xiàn)場(chǎng)工況，自建的縮孔試驗(yàn)方法和評(píng)定方法，能夠評(píng)價(jià)油品是否會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜縮孔。

（3）所研制的鏈條油在僅添加劑抗氧劑的情況下具有優(yōu)秀的耐高溫性、極壓抗磨性和低揮發(fā)性，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦、積碳，防銹、抗腐蝕能力強(qiáng)。超高粘度指數(shù)，在高溫下粘度變化小，確保有效潤(rùn)滑。不含有機(jī)硅，與陰極電泳漆相容性好，無(wú)縮孔現(xiàn)象。易生物降解，使用壽命長(zhǎng)，屬節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品。

（4）產(chǎn)品性能穩(wěn)定、質(zhì)量?jī)?yōu)異，極適合汽車制造、金屬涂裝業(yè)等電泳涂裝生產(chǎn)線輸送鏈條以及噴涂線、烤漆、烤箱、烘房等高溫鏈條的潤(rùn)滑與防護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]Leslie R.Rudnick[美].潤(rùn)滑劑添加劑化學(xué)與應(yīng)用.李華峰等譯.北京：中國(guó)石化出版社，2006.

[2]顏志光，楊正宇.合成潤(rùn)滑劑【M】.北京：中國(guó)石化出版社，1996.

[3]汪德濤.潤(rùn)滑技術(shù)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.

[4]王錫春.漆膜縮孔缺陷及其防治.汽車工藝與材料.2001（06）.

[5]古國(guó)光.汽車漆膜縮孔故障分析及預(yù)防措施.涂料與添加劑.2015（04）.

[6]伍儀銳等.淺談陰極電泳漆涂裝線縮孔缺陷.上海涂料.2015（03）.

[7]廖水容 .大客車電泳涂裝研究.北京汽車.2009（03）.

（作者單位：艾志（南京）環(huán)保管接技術(shù)股份有限公司）