SciAps手持式XRF分析仪在汽车涂装前处理行业的应用

当前在涂装行业中，喷漆、喷粉或电泳前处理多采用磷化工艺，传统的磷化使用温度大多为30~50℃，因此需要辅助加热设备及热源对磷化槽进行加热；磷化处理后产生的大量磷化渣也需要一套除渣装置与之配套；并且工艺过程含锌、锰、镍等重金属离子。这些都导致磷化的污染较重且成本较高。

传统的涂装三元磷化前处理材料因含有P,Mn,Ni等元素及磷化后废水处理等问题，一直是汽车制造企业头疼的问题，随着国家对环保及节能减排的重视程度越来越高，涂装行业的环保及能耗问题也越来越突出。

基于国家对涂装行业的环保性要求以及使用成本的方面的考虑，涂装行业也在不断推出新型环保工艺、材料和技术，传统的磷化工艺逐渐被取代。锆化前处理技术和硅烷工艺目前已成为涂装前处理的新选择，这两种技术目前已在汽车、家电、航空、电子机械等行业广泛应用。

1. 锆化前处理技术在环保节能方面有了很大程度的改善，锆化工艺与三元磷化工艺相比：

(1) 焊渣量为磷化的1/10；

(2) 不含磷，锰，镍等元素，无磷可减少富营养物质的排放，无镍可降低排水处理费用，解决了排水难的问题；

(3) 锆化技术省去了定期使用化学品清理磷化渣的问题，减轻了废水处理的压力，废水处理更容易，废水处理设备和占地更少。

冷轧板材是汽车零部件企业使用最多的金属材料，但是冷轧板并没有与镀锌板的镀锌层、热轧板的氧化皮或者铝板的氧化膜相似的膜层保护，因此只能靠涂装的保护去提高冷轧板的耐腐蚀性。经过锆化技术处理后，能提高冷轧板与漆膜间的附着力和防腐性能，提升冷轧板涂装产品的质量，用来取代磷化处理。绝大多数汽车企业在涂装前处理后，都会对不同板材进行耐药性能检测，经过锆化技术处理后的皮膜即使很薄，也仍具有优良的耐酸、碱腐蚀性能。

采用锆化前处理工艺不仅可以减少环境负荷（无磷、无镍、减少氟），降低废水排放还可以减少废渣，降低废弃物处理量，同时减少对生态环境的破坏。锆化前处理技术不仅能给汽车制造厂带来良好的产品品质，更具有环保、节能、经济的显著特点。

2. 硅烷工艺代替磷化工艺已成为主要趋势。虽然理论上硅烷工艺的运行管理和质量难度更大，但硅烷工艺较磷化工艺更加环保、经济，主要表现在以下几点：

(1) 无需加热，常温处理，处理时间短，能耗低；

(2) 处理步骤少，可省去毕表调工序，槽液可重复使用；

(3) 不含锌、锰、镍等重金属离子及磷化沉渣；

(4) 固废少，产渣量约为0.1g/m²；

(5) 有效提高油漆对基材的附着力，可共线处理冷轧板、镀锌板、铝板等多种基材。

膜质量是评价硅烷处理的重要指标，镀锌板膜质量范围70-180mg/m²，在膜质量控制范围内，膜质量越高，防腐性能越强。当膜质量高于上限时，膜层的附着力下降，导致防腐能力变差。当膜质量低于下限时，膜层无法起到防腐作用。

当其他参数不变时，在控制范围内的锆含量和硅含量变化对膜质量基本无影响；铜是硅烷膜质量的主要化学调控参数之一，铜还能加速镀锌板上的硅烷反应。当其他参数不变时，增加铜浓度，会使膜质量增加；反之，降低铜浓度，会使膜质量降低。

由于汽车涂装的特殊性，需要对处理后的车身进行无损检测，并且由于涂层及膜质量非常低，因此对检测仪器的性能具有较高的要求。目前仅有极少数的仪器厂家能够提供该应用的解决方案。

美国赛谱司（SciAps）总部位于美国波士顿，主要从事便携式光谱分析领域的技术研究与开发，其XRF技术已更新至第五代，具有20多年的研发及生产经验，可为汽车涂装行业应用提供成熟的解决方案。SciAps目前拥有手持式激光诱导击穿光谱分析仪（LIBS）、手持式X射线荧光光谱分析仪（XRF）、手持式拉曼光谱分析仪（RAMAN）等成熟产品。其研发的手持式LIBS光谱仪是全球第一台能测碳（C）的手持式光谱分析仪。SciAps的宗旨是为客户提供现场全元素分析解决方案。