1 问题出现的背景
某电泳涂装生产线在更换阴极电泳漆后与多种面漆配套出现问题，工件经电泳、喷涂面漆后，多处出现大面积铺展不开、“发花”现象（见图1）。
为此，对电泳涂装生产线的工作状况进行了分析，认为可能导致上述问题的原因如下。
a.电泳漆固化不充分中国机械网okmao.com。
b.电泳漆膜被外界污物污染。
c.电泳漆本身的某种成分在烘干过程中释放出来，附着在电泳漆膜表面形成污染。
2 试验分析
通过试验，对上述原因进行确认。
2.1 电泳漆膜固化程度的影响
（1）制备电泳样板
按电泳工艺参数制得电泳板，将制得的电泳板分成5组，分别在120、130、140、150和160 ℃下烘干30 min。从冷却后的5组电泳板中各取出3块，用蘸有丙酮的脱脂棉在电泳漆膜上用力（约9.8 N的力）反复擦拭10次后，观察涂层表面状态、纱布上是否粘有涂膜以及粘有涂膜的多少。结果为，擦拭经120、130和140 ℃烘干的电泳漆膜的纱布上都有电泳漆膜，表明上述电泳漆膜都没有完全固化。其中，擦拭120 ℃烘干的电泳漆膜的纱布上残留的电泳漆最多，其次是130 ℃烘干的，140 ℃烘干的要少一些，擦拭150 ℃和160 ℃烘干的电泳漆膜的纱布上没有电泳漆膜，表明电泳漆膜已经完全固化。
（2）面漆喷涂效果
取上述电泳样板，按面漆喷涂工艺参数一起喷涂白色面漆，面漆铺展状况见图2。
从图2可见，喷涂面漆后，120 ℃烘干的电泳漆膜上没有出现面漆铺展不开、“发花”现象，130 ℃开始出现面漆铺展不开、“发花”现象，140 ℃左右最为严重，到150 ℃以上此现象又消失。电泳漆膜固化程度的优劣顺序为：160 ℃烘干、150 ℃烘干、140 ℃烘干、130 ℃烘干、120 ℃烘干。由此可见，电泳漆膜固化不完全不是造成面漆铺展不开、“发花”的主要原因。另外，为排除外界污染物的影响，专门对烘箱进行了彻底的清扫，确保在烘烤过程中没有污物粘附到电泳漆膜上。但喷涂面漆后，经130 ℃和140 ℃烘干的样板表面仍然有铺展不开、“发花”的现象，而经150 ℃和160 ℃烘干的样板却没有出现问题，由此可以排除样板被外来污染物污染的因素。
基于上述分析，可以初步判断电泳漆膜在烘干过程中表面产生了一种物质，这种物质在130 ℃左右开始出现，在140 ℃左右生成量达到最大，该物质附着在电泳漆膜表面，改变了电泳漆膜表面张力，造成面漆出现大面积铺展不开、“发花”现象。
2.2 导致面漆铺展不开、“发花”的物质的分析
取3块在140 ℃/30 min条件下烘干的电泳样板，喷涂不同厚度的白色面漆，其中1块在喷涂面漆前用乙醇轻轻擦拭（擦拭后充分晾置，保证在喷涂面漆时样板表面没有残留乙醇）。喷涂后面漆效果见图3。
从图3看出，用乙醇擦拭过的电泳样板喷涂面漆后没有出现铺展不开、“发花”的现象，漆膜非常平整。分析认为，可能是乙醇溶解了改变漆膜表面极性的物质。根据相似相溶原理判断，该物质可能含有极性基团。
为进一步确认上面的分析结论，取两块于140℃/30 min条件下烘干的电泳板，1块放置在试验室桌面上（流动空气中），使其能够比较充分地接触空气中的水分；另1块放置在抽屉中（非流动空气中）。放置5天后喷涂面漆，结果见图4（右边试板横线下部在喷涂面漆前用二甲苯溶剂擦拭，上部没有擦拭）。
从以上试验可以得出以下结论。
a.在流动空气中曝露5天后喷白色面漆，依然存在面漆铺展不开、“发花”的现象，但比同时放置在非流动空气中的程度要轻。这是因为，曝露在流动空气中的电泳漆板能更多地接触到空气中的水分，“发花”现象却反而越轻，说明这种物质与水相溶，根据相似相容原理，这种物质极可能是极性物质。
b.用二甲苯擦拭电泳漆膜表面不能根除面漆铺展不开、“发花”现象，而同样条件下用乙醇擦拭却能根除这种现象，因此可以确定该物质为极性物质。
3 红外光谱分析
为进一步分析、确定使面漆铺展不开、“发花”的物质的成分，采用PE公司的SPETRUM1傅立叶红外光谱仪（FIR）对电泳漆膜表面物质进行分析。对在120 ℃/30 min、130 ℃/30min、140 ℃/30min、160 ℃/30 min条件下烘干的电泳漆膜进行红外光谱扫描，测定漆膜表面的红外吸收状况，得到的红外光谱图见图5。图中箭头指向ν =2 065 cm-1左右的位置如果有吸收峰，且为宽峰时，对应的是－N=C=O的振动峰。
从图5可见，在130 ℃和140 ℃的红外光谱中，ν =2 065 cm-1波峰较明显，与面漆出现铺展不开、“发花”的电泳烘干温度相吻合。根据R.M.西尔弗斯坦等著《有机化合物光谱鉴定》,此波峰位置对应-N=C=O基团。据此推断应该是含有这种基团的固化剂在130 ℃开始解封、至140 ℃解封最为强烈，释放出的物质附着在电泳漆表面，改变了电泳漆膜的表面张力，使面漆喷涂后出现铺展不开、“发花”的现象。
4 分析及讨论
阴极电泳涂料由环氧-聚酰胺树脂、封闭型异氰酸脂固化剂、催化剂和助溶剂等组成。固化原理是：固化剂中的封闭异氰酸酯在烘干热能及催化剂的作用下，解封还原出异氰酸基团（－N=C=O）与树脂中活泼氢起交联反应，形成网状结构的大分子而固化。但因-N=C=O易于和活泼氢反应生成极性物质，当这种物质游离出现在电泳漆膜表面时，改变了电泳漆膜的表面张力，导致喷涂面漆后出现铺展不开、“发花”的现象。
5 结束语
为适应节能减排的要求，电泳漆固化的发展趋势是无铅/锡辅助的低温固化。为保证电泳漆固化充分，固化剂的用量有所增加。因此，必须严格执行电泳漆膜烘干工艺，如果烘干温度或烘干时间达不到最低要求，就会造成含异氰酸脂基团的固化剂解封后反应不完全而存留在电泳漆膜表面，导致因电泳漆膜表面性质发生变化而出现与面漆配套性不佳的问题。