阴极电泳涂装线用环保型高温链条油的研制

吴江龙

摘要：分析电泳涂装生产线车身漆膜缩孔缺陷之原因，建立了与工况相近的缩孔试验方法，研制出阴极电泳涂装线专用高温链条油，通过试验评定及在生产线上应用，结果表明所研制链条油完全满足电泳涂装生产线链条润滑要求，且不会导致电泳漆膜缩孔。此外，所研制的链条油可生物降解、使用寿命长，当属环保节能型润滑油。

关键词：链条油;漆膜缩孔;相容性

引言

世界汽车生产中80%左右是采用阴极电泳涂装，缩孔是阴极电泳涂装中最为常见的弊病之一，缩孔会严重降低电泳漆膜的防锈保护性能。一但出现缩孔现象，必须进行打磨、抛光、补涂处理，否则就会影响中涂和面涂效果，进而影响装饰效果和产品质量。

本文对某客车电泳涂装生产线电泳漆膜产生缩孔的缺陷进行分析，经过试验验证发现电泳漆膜缩孔是由于现用高温链条油与电泳漆不相容所导致，为解决这一问题，专门建立了与工况相近的缩孔试验方法，研制出阴极电泳涂装线高温链条油，通过试验评定和在生产线上试用，结果表明所研制链条油完全满足电泳涂装生产线链条润滑要求，且不会导致电泳漆膜缩孔。

1 缩孔原因分析

某客车电泳涂装生产线，经电泳涂装、高温烘烤后的车身产生很多凹坑，有时非常严重，需要进行打磨、抛光、补涂底漆处理，很是费时费力，严重影响生产效率。该企业排除其它影响因素，怀疑是涂装线输送链系统现用的链条油导致漆膜缩孔，换用我公司的全合成高温链条油后，仍然出现上述缩孔现象。通过实验室漆膜缩孔实验验证，发现该企业现用链条油和我公司的全合成高温链条油都出现了缩孔现象，生产线实践和实验室检验均证明漆膜缩孔是由现用的高温链条油导致的。

从现场考察结果发现，高空传送链条通过电泳池上方时，链条上的润滑油会跌落到电泳池内，混入到电泳漆中。因使用链条油和电泳漆不相容，即所用链条油表面张力低于电泳漆的表面张力，导致电泳漆不能浸润被链条油沾染的区域，致使漆膜局部收缩，从而引起缩孔。另外，车身进入高温烘箱烘烤时，烘箱链条油在高温时会有一定量的挥发，也会导致缩孔。

2 阴极电泳涂装线用环保型高温链条油的制备

2.1 缩孔试验

目前因国内外没有电泳漆膜缩孔实验标准和评定方法，为研制出满足使用要求，且不会导致电泳漆膜缩孔的高温链条油，本文作者结合现场生产工艺，模拟现场工况，建立了缩孔实验方法和评定方法。

2.1.1试验仪器

主要试验仪器有电泳实验仪、标准磷化板、阳极板、烘箱和锡箔碗等，如下列示意图所示。

2.1.2试验及评定方法

方法1：将阳极板、标准磷化板插入电泳槽中，分别与电泳电源阳极和阴极接通进行电泳，电泳完成后，取出电泳过的标准磷化板，用水冲去表面残留的电泳漆，沥干表面冲洗水。在锡箔碗中滴入2～3滴蒸馏水（或纯净水），再滴入2～3滴要检测的链条油试样，然后将锡箔碗放到磷化板表面电泳膜正中间，放入烘箱中，在规定的温度和时间下进行烘烤。烘烤时间到后，取出标准磷化板观察表面电泳漆膜是否有凹坑（缩孔），如果没有或有但不超过3个凹坑，说明试样油不会导致电泳漆膜缩孔（如图1所示）;反之，则说明试样油会导致电泳漆膜缩孔（如图2所示）。

方法2：在电泳槽中注入4L电泳漆及4g要检测的链条油试样，搅拌均匀。将阳极板、标准磷化板插入电泳槽中，分别与电泳电源阳极和阴极接通进行电泳，电泳完成后，取出电泳过的标准磷化板，用水冲去表面残留的电泳漆，沥干表面冲洗水份，放入烘箱中在规定的温度和时间下进行烘烤。烘烤时间到后，取出标准磷化板观察表面电泳漆是否有凹坑（缩孔），如果没有或有但不超过3个凹坑，说明试样油不会导致电泳漆膜缩孔（如图1所示）;反之，则说明试样油会导致电泳漆膜缩孔（如图2所示）。

注：如果方法1试验没有通过，则无需进行方法2试验;否则需要进行方法2试验，进一步判断试样油是否会导致电泳漆膜缩孔。

2.2原料的选择

由于有机硅表面张力极低，极易引起漆膜缩孔，一般润滑油中都含有有机硅型的消泡剂，因此，最先考虑的是润滑油中是否含有机硅。而我公司生产的全合成高温链条油中含有有机硅。为了检验是否只是有机硅导致漆膜缩孔，本文作者对全合成高温链条油的配方进行了调整，即取消了含有有机硅的消泡剂，然后按照上述方法1进行缩孔试验，结果发现漆膜缩孔现象没有任何改观，说明不完全是有机硅导致漆膜缩孔，基础油或＼和添加剂也会导漆膜缩孔。

2.2.1 基础油的选择

基础油为润滑油的主要成分，基础油含量约占润滑油总量的95%～98%，按照上述方法1对常用的5种类型基础油进行缩孔试验，结果见表1。

从上表的试验结果可以看出，PAG油只有微量缩孔，其它类基础油均发生严重缩孔。另外，在实验过程中发现，只有PAG油与电泳漆相容性好，而其它基础油均与电泳漆不相容，由此说明PAG油应为所选用的基础油。PAG油由不同比例的环氧乙烷与环氧丙烷聚合而构成，只所以还会产生微缩孔，可能与两种环氧基团所占比例不同有关，为此，又对两种环氧基团所占不同比例的PAG油按照上述方法1进行缩孔试验，结果见表2。

从上表的試验结果可以看出，环氧乙烷与环氧丙烷所占比例为3：1的PAG油完全不会导致漆膜缩孔，之后又用前述方法2对这一比例的PAG油进行试验，进一步判断用这一比例的PAG油是否会导致电泳漆膜缩孔，结果发现漆膜未出现缩孔。因此，选用两种环氧基团所占比例为3：1的PAG油作为所要研制链条油的基础油。

2.2 添加剂的选择

添加剂分为复合剂和单剂，将复合剂或多种单剂按一定比例添加到基础油中即可配制成润滑油，添加剂主要起极压抗磨、防锈、抗泡、抗氧化和抗乳化等作用。因各种单剂之间存在配伍性，配制润滑油比较复杂，所以此次研究先不选用各种单剂，而选用复合添加剂，即选用全合成高温链条油所用的复合添加剂与PAG油配制成链条油，用前述方法1进行缩孔试验，结果发现有微量缩孔，所选用的复合添加剂不含硅，但漆膜仍有微缩孔现象，说明是复合添加剂与电泳漆不相容造成的，因此考虑选用单剂。

由于PAG合成油本身具有很低的摩擦系数和抗极压能力，即使不加入极压添加剂，也能表现出卓越的极压性能，在各种润滑状态下均能形成稳定的厚油膜，抗腐蚀性亦非常好。PAG油最大缺陷就是高温蒸发损失严重（见下表3数据），但PAG油对添加剂感受性好，加入酚类及芳胺类高温抗氧剂后可以提高其分解温度到250℃。因此考虑在PAG油中不添加其它添加剂，只添加抗氧剂，这样亦能满足润滑要求。于是选择了不同种类的抗氧剂在同等添加量下进行高温蒸发试验，结果见表3。

*复合抗氧剂为氨类和酚类抗氧剂按比例复配而成。

**在同一规格的烧杯中分别加入同样重量的试样油，放在烘箱中恒温一定时间后测量蒸发损失量，后面试验均同此。

从上表的试验结果可以看出，添加复合抗氧剂D的PAG油蒸发损失最低，复合抗氧剂B次之，说明复合抗氧剂B与所选的PAG油复配后，可以极大提高PAG油抗氧化能力。但用复合抗氧剂B、D分别添加到PAG油中做漆膜缩孔试验时，添加复合抗氧剂D的PAG油有缩孔，而添加复合抗氧剂B的PAG油没有缩孔，因此选用复合抗氧剂B作为所要研制链条油的基础油。

2.3 原料配比

选定复合抗氧剂B后，进一步通过试验确定复合抗氧剂B在PAG油中的最佳添加量，结果见表4。

从上表的试验结果可以看出，随着复合抗氧剂B添加量的增加，PAG油的蒸发损失逐渐减少，当添加量增加到3.0%时，PAG油的蒸发损失最低;当添加量超过3%以后，PAG油的蒸发损失反而增大，说明复合抗氧剂B的最佳添加量为3%，超过这一添加量后反而起到相反的效果。

2.4阴极电泳涂装线用高温链条油性能评定

采用上述配比经过多次试验验证和车间放大试生产验证，产品各项性能具佳，质量稳定，典型数据见表5。

从上表数据可看出所研制的高温链条油具有优秀的耐高温性、极压抗磨性和低挥发性，在客户长期使用过程中车身从未产生漆膜缩孔现象，而且加油周期延长为原来的3倍，极大地降低了用量，节约了能源。另外，PAG油是为数不多的可生物降解基础油中的一种，所以所研制的高温链条油属环保节能型产品。

PAG油最大特点是在高温有氧的存在下容易断链生成低分子氧化产物，能溶解在油中或迅速挥发掉，所以PAG油在高温下使用不会生成沉积物和胶状物，因而所研制的高温链条油亦适用于各种高温链条的润滑。

3 结论

（1）链条油导致电泳漆膜缩孔与链条油含有有机硅与否关系不大，主要取决于链条油与电泳漆是否具有相容性，相容则不会产生缩孔，反之则会引发缩孔。

（2）结合现场生产工艺，模拟现场工况，自建的缩孔试验方法和评定方法，能夠评价油品是否会导致电泳漆膜缩孔。

（3）所研制的链条油在仅添加剂抗氧剂的情况下具有优秀的耐高温性、极压抗磨性和低挥发性，不会产生结焦、积碳，防锈、抗腐蚀能力强。超高粘度指数，在高温下粘度变化小，确保有效润滑。不含有机硅，与阴极电泳漆相容性好，无缩孔现象。易生物降解，使用寿命长，属节能环保型产品。

（4）产品性能稳定、质量优异，极适合汽车制造、金属涂装业等电泳涂装生产线输送链条以及喷涂线、烤漆、烤箱、烘房等高温链条的润滑与防护。

参考文献

[1]Leslie R.Rudnick[美].润滑剂添加剂化学与应用.李华峰等译.北京：中国石化出版社，2006.

[2]颜志光，杨正宇.合成润滑剂【M】.北京：中国石化出版社，1996.

[3]汪德涛.润滑技术手册. 北京：机械工业出版社.2002.

[4]王锡春.漆膜缩孔缺陷及其防治.汽车工艺与材料.2001（06）.

[5]古国光.汽车漆膜缩孔故障分析及预防措施.涂料与添加剂.2015（04）.

[6]伍仪锐等.浅谈阴极电泳漆涂装线缩孔缺陷.上海涂料.2015（03）.

[7]廖水容 .大客车电泳涂装研究.北京汽车.2009（03）.

（作者单位：艾志（南京）环保管接技术股份有限公司）