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磷化膜與陰極電泳涂膜的配套性研究

1195 人參與  2012年11月22日 18:57  分類 : 前處理工藝 前處理設備  評論

漆前進行磷化處理的目的是為提高涂膜的附著力和耐腐蝕性能,采用一般涂裝法(噴涂、浸涂、刷涂等)涂布的底涂層,因磷化膜與涂膜是機械結合,干燥清潔(即不存在水溶性鹽或酸堿等)、均勻致密的薄膜型磷化膜與涂膜結合,一般都能達到上述目的??墒窃陔娪就垦b過程中伴隨著電化學反應,往往產生磷化膜的溶解以及與電泳涂膜配套不良,并影響涂膜的附著力和耐腐蝕性。
我廠第一條陰極電泳涂裝線于1986年投產時,采用低溫高鋅磷化液進行磷化,未進行鈍化處理,有時發現陰極電泳涂層與底材的附著力極差;在實驗室檢測中,也發現泳涂在經磷化處理鋼板上的涂膜附著力反而比未磷化處理白鋼板上的涂膜附著力差;車身碰傷處(尤其在嚴寒的冬季),涂層呈片狀脫落,露出底金屬;有些車身在實際使用中產生嚴重的疤形腐蝕。這是原設計未想到的反?,F象,磷化膜的外觀、膜厚等都較好,為什么與陰極電泳涂膜配套后得到反常結果呢?

在電泳過程中,產生陽極溶解、陰極水解,在陰極電泳涂裝場合,被涂物(陰極)表面產生過量的OH- ,呈堿性,PH值可達12,因此作為陰極電泳涂裝前的磷化膜,必須具有較好的耐堿性。
磷化膜的耐堿性與其組成有關。磷化膜的磷酸鋅耐堿性差;鐵、鎳、錳、鈣與鋅的復合磷酸鹽耐堿性較好。當PH值超過11后,H 組成的溶解度直線上升;而P 組成的溶解度仍很小,變化不大。磷化膜的H和P 兩種組成變化用P比來表示,即磷
化膜中復合磷酸鹽的含量越多,P比越高,耐堿性就好,在陰極電泳涂裝中產生的溶解度就越小。
作為陰極電泳涂裝前的磷化膜不僅要外觀好,均勻致密,無發藍或銹痕,還應控制磷化膜的以下特性:膜質量2-3g/立方米,P 比85%以上(表示處理過的鋼板,如鍍鋅板除外),晶粒度10um 以下,鎳含量20mg/平方米以上。

在陰極電泳過程中,在被涂物表面確定形成強堿性的介面層,對磷化膜有溶解侵蝕作用,尤其P比較低的磷化膜的失重和與底材結合力下降十分嚴重,這可能是P比較低磷化膜與陰極電泳涂膜配套不佳的主要原因之一。

P比不同的磷化膜,在同一種陰極電泳漆配套后的性能有明顯的區別。

磷化后一般進行鈍化或脫水等磷化膜后處理工序,以提高磷化膜的耐腐蝕性與涂層的結合力。用六價鉻鈍化液對磷化膜進行鈍化處理是最常用的磷化后處理工序,因環保等原因,日本汽車工業在改進磷化液的基礎上已幾乎取消了鈍化工序,而歐美汽車工業還堅持采用鈍化處理,尤其在鍍鋅鋼板磷化后必須進行鈍化處理,為了環境保護,而開發采用了無鉻鈍化處理液。當初,在采用有機溶劑型涂料場合,磷化后僅吹干或在100-110度下烘干,現今為了節能,設計的涂裝線一般都取消了水分烘干工序。

,磷化膜經高溫烘烤后,膜失重很大(超過失去6 個結晶水的質量,在烘烤中是產生何反應,還是烘干過的磷化膜在鉻酸中溶解度變化造成,待進一步探索),膜結晶細化且更致密,磷化膜與底材的結合力都有較大幅度增大。

,在陰極電泳過程中被涂物表面形成強堿性介面層,對磷化膜有溶解侵蝕作用,耐堿性較差的磷化膜,不適宜于用作陰極電泳涂裝的前處理。測定磷化膜的耐堿性優劣,可作為評價磷化膜與陰極電泳涂膜配套性的方法之一。
p比高結晶致密的磷化膜耐堿性好,在陰極電泳過程中受溶解侵蝕破壞程度小,與陰極電泳涂膜的配套性也好。陰極電泳涂裝前應選用p比高于85%的磷化膜,在無法測定預處理鋼板(如鍍鋅鋼板)上磷化膜的p比場合,可參照用該磷化液處理普遍鋼板的p比。藉助于測定磷化膜與陰極電泳涂膜的配套涂層的附著力、力學強度(沖擊強度、錐形彎曲、杯突等)和耐腐蝕性的優劣,是評價磷化膜與陰極電泳涂膜配套性的最有效的方法。
p比較低的磷化膜經鈍化處理后能顯著地改善其與陰極電泳涂膜的配套性,但對p
比高的磷化膜鈍化就顯得沒有必要。另外,試驗中還發現兩者的配套性與陰極電泳涂料
的品種有關。

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