陰極電泳涂裝線用環(huán)保型高溫鏈條油的研制

吳江龍

摘要：分析電泳涂裝生產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方法，研制出陰極電泳涂裝線專用高溫鏈條油，通過試驗評定及在生產線上應用，結果表明所研制鏈條油完全滿足電泳涂裝生產線鏈條潤滑要求，且不會導致電泳漆膜縮孔。此外，所研制的鏈條油可生物降解、使用壽命長，當屬環(huán)保節(jié)能型潤滑油。

關鍵詞：鏈條油;漆膜縮孔;相容性

引言

世界汽車生產中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，縮孔會嚴重降低電泳漆膜的防銹保護性能。一但出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，必須進行打磨、拋光、補涂處理，否則就會影響中涂和面涂效果，進而影響裝飾效果和產品質量。

本文對某客車電泳涂裝生產線電泳漆膜產生縮孔的缺陷進行分析，經過試驗驗證發(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致，為解決這一問題，專門建立了與工況相近的縮孔試驗方法，研制出陰極電泳涂裝線高溫鏈條油，通過試驗評定和在生產線上試用，結果表明所研制鏈條油完全滿足電泳涂裝生產線鏈條潤滑要求，且不會導致電泳漆膜縮孔。

1?縮孔原因分析

某客車電泳涂裝生產線，經電泳涂裝、高溫烘烤后的車身產生很多凹坑，有時非常嚴重，需要進行打磨、拋光、補涂底漆處理，很是費時費力，嚴重影響生產效率。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。通過實驗室漆膜縮孔實驗驗證，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，生產線實踐和實驗室檢驗均證明漆膜縮孔是由現(xiàn)用的高溫鏈條油導致的。

從現(xiàn)場考察結果發(fā)現(xiàn)，高空傳送鏈條通過電泳池上方時，鏈條上的潤滑油會跌落到電泳池內，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，導致電泳漆不能浸潤被鏈條油沾染的區(qū)域，致使漆膜局部收縮，從而引起縮孔。另外，車身進入高溫烘箱烘烤時，烘箱鏈條油在高溫時會有一定量的揮發(fā)，也會導致縮孔。

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

目前因國內外沒有電泳漆膜縮孔實驗標準和評定方法，為研制出滿足使用要求，且不會導致電泳漆膜縮孔的高溫鏈條油，本文作者結合現(xiàn)場生產工藝，模擬現(xiàn)場工況，建立了縮孔實驗方法和評定方法。

2.1.1試驗儀器

主要試驗儀器有電泳實驗儀、標準磷化板、陽極板、烘箱和錫箔碗等，如下列示意圖所示。

2.1.2試驗及評定方法

方法1：將陽極板、標準磷化板插入電泳槽中，分別與電泳電源陽極和陰極接通進行電泳，電泳完成后，取出電泳過的標準磷化板，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)定的溫度和時間下進行烘烤。烘烤時間到后，取出標準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3個凹坑，說明試樣油不會導致電泳漆膜縮孔（如圖1所示）;反之，則說明試樣油會導致電泳漆膜縮孔（如圖2所示）。

方法2：在電泳槽中注入4L電泳漆及4g要檢測的鏈條油試樣，攪拌均勻。將陽極板、標準磷化板插入電泳槽中，分別與電泳電源陽極和陰極接通進行電泳，電泳完成后，取出電泳過的標準磷化板，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)定的溫度和時間下進行烘烤。烘烤時間到后，取出標準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3個凹坑，說明試樣油不會導致電泳漆膜縮孔（如圖1所示）;反之，則說明試樣油會導致電泳漆膜縮孔（如圖2所示）。

注：如果方法1試驗沒有通過，則無需進行方法2試驗;否則需要進行方法2試驗，進一步判斷試樣油是否會導致電泳漆膜縮孔。

2.2原料的選擇

由于有機硅表面張力極低，極易引起漆膜縮孔，一般潤滑油中都含有有機硅型的消泡劑，因此，最先考慮的是潤滑油中是否含有機硅。而我公司生產的全合成高溫鏈條油中含有有機硅。為了檢驗是否只是有機硅導致漆膜縮孔，本文作者對全合成高溫鏈條油的配方進行了調整，即取消了含有有機硅的消泡劑，然后按照上述方法1進行縮孔試驗，結果發(fā)現(xiàn)漆膜縮孔現(xiàn)象沒有任何改觀，說明不完全是有機硅導致漆膜縮孔，基礎油或＼和添加劑也會導漆膜縮孔。

2.2.1 基礎油的選擇

基礎油為潤滑油的主要成分，基礎油含量約占潤滑油總量的95%～98%，按照上述方法1對常用的5種類型基礎油進行縮孔試驗，結果見表1。

從上表的試驗結果可以看出，PAG油只有微量縮孔，其它類基礎油均發(fā)生嚴重縮孔。另外，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，只有PAG油與電泳漆相容性好，而其它基礎油均與電泳漆不相容，由此說明PAG油應為所選用的基礎油。PAG油由不同比例的環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷聚合而構成，只所以還會產生微縮孔，可能與兩種環(huán)氧基團所占比例不同有關，為此，又對兩種環(huán)氧基團所占不同比例的PAG油按照上述方法1進行縮孔試驗，結果見表2。

從上表的試驗結果可以看出，環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷所占比例為3：1的PAG油完全不會導致漆膜縮孔，之后又用前述方法2對這一比例的PAG油進行試驗，進一步判斷用這一比例的PAG油是否會導致電泳漆膜縮孔，結果發(fā)現(xiàn)漆膜未出現(xiàn)縮孔。因此，選用兩種環(huán)氧基團所占比例為3：1的PAG油作為所要研制鏈條油的基礎油。

2.2 添加劑的選擇

添加劑分為復合劑和單劑，將復合劑或多種單劑按一定比例添加到基礎油中即可配制成潤滑油，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，配制潤滑油比較復雜，所以此次研究先不選用各種單劑，而選用復合添加劑，即選用全合成高溫鏈條油所用的復合添加劑與PAG油配制成鏈條油，用前述方法1進行縮孔試驗，結果發(fā)現(xiàn)有微量縮孔，所選用的復合添加劑不含硅，但漆膜仍有微縮孔現(xiàn)象，說明是復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)損失嚴重（見下表3數據），但PAG油對添加劑感受性好，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，這樣亦能滿足潤滑要求。于是選擇了不同種類的抗氧劑在同等添加量下進行高溫蒸發(fā)試驗，結果見表3。

*復合抗氧劑為氨類和酚類抗氧劑按比例復配而成。

**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間后測量蒸發(fā)損失量，后面試驗均同此。

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

2.3 原料配比

選定復合抗氧劑B后，進一步通過試驗確定復合抗氧劑B在PAG油中的最佳添加量，結果見表4。

從上表的試驗結果可以看出，隨著復合抗氧劑B添加量的增加，PAG油的蒸發(fā)損失逐漸減少，當添加量增加到3.0%時，PAG油的蒸發(fā)損失最低;當添加量超過3%以后，PAG油的蒸發(fā)損失反而增大，說明復合抗氧劑B的最佳添加量為3%，超過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定

采用上述配比經過多次試驗驗證和車間放大試生產驗證，產品各項性能具佳，質量穩(wěn)定，典型數據見表5。

從上表數據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，在客戶長期使用過程中車身從未產生漆膜縮孔現(xiàn)象，而且加油周期延長為原來的3倍，極大地降低了用量，節(jié)約了能源。另外，PAG油是為數不多的可生物降解基礎油中的一種，所以所研制的高溫鏈條油屬環(huán)保節(jié)能型產品。

PAG油最大特點是在高溫有氧的存在下容易斷鏈生成低分子氧化產物，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滑。

3 結論

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

（2）結合現(xiàn)場生產工藝，模擬現(xiàn)場工況，自建的縮孔試驗方法和評定方法，能夠評價油品是否會導致電泳漆膜縮孔。

（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，不會產生結焦、積碳，防銹、抗腐蝕能力強。超高粘度指數，在高溫下粘度變化小，確保有效潤滑。不含有機硅，與陰極電泳漆相容性好，無縮孔現(xiàn)象。易生物降解，使用壽命長，屬節(jié)能環(huán)保型產品。

（4）產品性能穩(wěn)定、質量優(yōu)異，極適合汽車制造、金屬涂裝業(yè)等電泳涂裝生產線輸送鏈條以及噴涂線、烤漆、烤箱、烘房等高溫鏈條的潤滑與防護。

參考文獻

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（作者單位：艾志（南京）環(huán)保管接技術股份有限公司）