陰極電泳涂裝線用環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，當屬環保節能型潤滑油。

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。一但出現縮孔現象，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，經過試驗驗證發現電泳漆膜縮孔是由于現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。該企業排除其它影響因素，懷疑是涂裝線輸送鏈系統現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，仍然出現上述縮孔現象。通過實驗室漆膜縮孔實驗驗證，發現該企業現用鏈條油和我公司的全合成高溫鏈條油都出現了縮孔現象，生產線實踐和實驗室檢驗均證明漆膜縮孔是由現用的高溫鏈條油導致的。

從現場考察結果發現，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，也會導致縮孔。

2?陰極電泳涂裝線用環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，本文作者結合現場生產工藝，模擬現場工況，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，結果發現漆膜縮孔現象沒有任何改觀，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，其它類基礎油均發生嚴重縮孔。另外，在實驗過程中發現，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油由不同比例的環氧乙烷與環氧丙烷聚合而構成，只所以還會產生微縮孔，可能與兩種環氧基團所占比例不同有關，為此，又對兩種環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，環氧乙烷與環氧丙烷所占比例為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，結果發現漆膜未出現縮孔。因此，選用兩種環氧基團所占比例為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，結果發現有微量縮孔，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，也能表現出卓越的極壓性能，在各種潤滑狀態下均能形成穩定的厚油膜，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油的蒸發損失逐漸減少，當添加量增加到3.0%時，PAG油的蒸發損失最低;當添加量超過3%以后，PAG油的蒸發損失反而增大，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秀的耐高溫性、極壓抗磨性和低揮發性，在客戶長期使用過程中車身從未產生漆膜縮孔現象，而且加油周期延長為原來的3倍，極大地降低了用量，節約了能源。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保節能型產品。

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，反之則會引發縮孔。

（2）結合現場生產工藝，模擬現場工況，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秀的耐高溫性、極壓抗磨性和低揮發性，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，無縮孔現象。易生物降解，使用壽命長，屬節能環保型產品。

（4）產品性能穩定、質量優異，極適合汽車制造、金屬涂裝業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）環保管接技術股份有限公司）