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最實用的現代汽車涂料與涂裝技術
- 評論:0 瀏覽:6523 發布時間:2012/3/23
隨著中國汽車產量的迅猛增加,相對應的汽車漆市場也飛速發展。為適應新一市場的需要,對應用戶不同的質量、價格需求,各汽車涂料供應廠家也采用不同的新技術、新工藝、新材料來應對汽車主機廠的不同質量、性能、價格的要求。本文根據目前汽車漆市場的動態,結合實際,介紹一些最新實用的汽車用涂料產品及涂裝技術。
1、第6代陰極電泳漆
現代化的汽車生產線,幾乎都采用了高環保、高涂裝效率的水性陰極電泳底漆來進行車體的防腐底漆涂裝。而我國的陰極電泳底漆從1986年3月開始在一汽解放車身線上采用沈陽油漆廠引進日本關西涂料株式會社的“ED-8603陰極電泳底漆”產品以來,經過近18年的發展,從第1代產品陸續更新到第5代產品。目前,各大汽車廠使用的均為從第3代的產品到第5代的產品,其有代表性的產品為日本關西的HB-2000系列、美國PPG的ED-5系列產品,其主要特征為均采用重金屬鉛作為防腐劑和交聯觸媒,鉛作為重要的固化交聯觸媒及防腐防銹顏料一直到現在均是陰極電泳漆體系的主要成分。但其排放后的重金屬污染也是最令人頭疼的環保問題,雖然有些廠家研制的用毒性稍小一些的錫、秘等金屬來取代鉛,獲得了較好的經濟、社會效益,但均不能從根本上解決重金屬的環境污染問題。
隨著時代的發展,有關環保法規陸續出臺,第6代環保型陰極電泳漆應運而生,并隨著日本豐田、美國通用、德國寶馬等著名汽車公司在中國陸續建廠生產而迅速普及。其中較有代表性的產品為美國PPG公司的EC6350產品系列、日本關西的GT-10LF產品系列等。其主要特征如下。
a.環保無毒
無鉛、無錫、無秘、無重金屬,可滿足歐盟、北美等最新環保法規的要求。
b.高泳透率,低使用量
降低外板膜厚在20~22μm,提高內板膜厚在13~16μm。可在降低單臺涂料使用量的情況下,提高車體整體耐鹽霧水平,保證在1000h以上。可采用四枚盒法測試泳透力,用銳角刀片腐蝕點法測試邊角耐腐蝕性能。
c.低烘干溫度
可選擇150℃x20min或160℃xl0min進行烘干,大量節約能源消耗。
d.低加熱減量
加熱減量控制在4%以內,一般在2%左右,減少揮發物排放,降低環境污染。
e.在低T.O值下的槽液穩定性、即使在生產量較小、槽體較大的情況下,或者在零部件生產的涂裝線上,當出現涂料更新周期較長、的情況下,也能保證非常好的槽液穩定性能。
f.低溶劑含量
采用不同的技術,控制槽液中的有機溶劑的含量在2%以內,降低陰極電泳漆的VOC排放量。 g.高平滑性
采用獨特表面控制技術,降低電泳涂膜的表面粗糙度Ra≤0.2μm以內,提高電泳涂膜的表面平滑性,增加中、面漆的外觀裝飾性。
2、新一代耐石擊性中涂層漆
目前,我國的汽車涂裝線幾乎均采用聚酯/醇酸/丙烯酸/氨基體系的溶劑型漆種進行汽車中間涂層的涂裝。但隨著用戶要求的質量越來越高,對汽車的耐石擊性能的要求也逐漸苛刻,汽車的發動機罩蓋、側下圍等易受路面小石子攻擊的部位漆膜崩裂破損,嚴重影響車體外觀和耐腐蝕性能。為此,新一代耐石擊中涂層漆應運而生。近1-2年以來,各大汽車公司已經逐漸采用新一代耐石擊性中涂層漆進行車體的涂裝來克服小石子的沖擊。改良中涂層漆耐石擊性的方法有很多種,歐美體系采用封閉的異氰酸醋交聯劑來改善中涂層漆膜的耐石擊性能;日系則采用改良樹脂的結構和彈性加上配合防石擊顏料來實現。二者各有千秋,均能達到不同廠家、不同車型、不同部位、不同成本的多樣化需求。新一代耐石擊性中涂層漆的主要特點如下。
a.耐石擊性能優良
對底漆的單涂層耐石擊性可以達到2級以上,對底漆/中涂/面漆的復合涂層耐石擊性可以達到4級以上,基本可以達到汽車廠家的耐石擊性要求(德國BYK耐石擊測試儀,0.2MPa2次)。
b.層間附著力良好
作為一個承上啟下的中間涂層,它不但要同各種廠家的陰極電泳漆附著力良好,同時也要與不同的面漆/金屬光澤漆附著力良好,保證其具有優良的配套性能。
c.填補能力強
該涂層具有優異的填補底材缺陷能力,可有效地降低鋼板/磷化膜/電泳漆膜的各種缺陷,保證面漆的高裝飾性能。
d.免打磨
由于該漆種是為適用于現代化涂裝線大生產的需要而設計的產品,所以不需要涂裝前的電泳漆打磨,也不需要面漆前的中涂漆打磨,只需要對有缺陷的地方進行點打磨即可,大大節約運行時間、成本,且附著力優異。
e.高固體分
為滿足涂膜的附著力、填補性能、耐石擊性能的要求,同時又要考慮環保的VOC排放法規的要求,該產品采用了高固體分技術,其固體分65%,有效地降低了涂膜的內部表面收縮應力。
f.可濕碰濕涂裝
本系列產品不但可按用戶的不同要求設計成單獨的中間涂層,或中間涂層與車窗部位的窗框黑面漆進行濕碰濕涂裝的所謂窗框黑的2ClB涂裝,而且可以按用戶要求進行中間涂層、基色漆、罩光清漆3個涂層濕碰濕的所謂金屬光澤漆的3CIB涂裝。以上涂裝工藝均可在中涂漆涂裝線中完成,并可按車型、顏色、配置的不同混線生產,大大節約涂裝工程及運營成本,改變目前的涂裝線格局。
g.可彩色中涂
本系列產品不但有通用型的灰色、白色,向時也能按用戶要求或對面漆、金屬/珍珠光澤漆的配套性要求,設計成各種彩色中間涂層,增加面漆的顏色鮮艷性、色彩飽和度,提高整體涂膜的可裝飾性效果。更可按用戶的較高要求,設計成灰中涂、彩色中涂的雙涂層體系。
當然,在不遠的將來,所有的大涂裝線都將會使用水性中涂層漆來代替目前使用的高固體分溶劑型涂料來進行生產。近兩年,新上的涂裝線也有在設計時預留了水性漆的烘干段,準備將來上水性中涂漆和水性金屬光澤基色漆,但由于設備、成本、環保法規等問題,若想盡快使用仍需要一定時間。所以,新一代的高固體分溶劑型耐石擊中涂層漆逐漸普及,極大地滿足了用戶在目前環境下的各種迫切需求。
3、無中涂面漆
在目前的殘酷汽車市場競爭的情況下,各汽車生產廠紛紛推出經濟型車,來滿足不同的客戶需求。為降低該車型的涂料和涂裝工程成本,推出了從電泳漆膜開始即省略中涂漆膜的無中涂面漆體系(1CIB體系)。而若想省略中涂層漆,則需要將面漆設計成兼具中涂層漆、本色面漆所有優點的新涂膜。以前,使用普通的面漆省略中涂涂裝在農用車、載貨車及微型客車等低檔車上,犧牲了許多漆膜性能,可節省一部分成本。而無中涂面漆產品卻可以在輕客等中檔乘用車以上的體系進行涂裝使用,并不明顯降低漆膜的各項性能。所以,該新產品應具有如下特點。
a.遮蓋力強
由于本1CIB體系省略了具有填補底材缺陷的中間涂層,所以若要得到具有良好平滑性的面漆涂膜,則要求該涂層應具有很強的遮蓋底面涂層缺陷的能力。在保證能處理正常電泳涂膜缺陷的情況下,只經過一道本面漆的涂裝,就能得到比較滿意的涂層。 b.附著力良好
該漆種在設計時,要考慮同底漆的配套性能問題及各自的表面張力差,保證面漆在其電泳漆表面潤濕性良好且附著力優異。
c.耐候性優良
該面漆涂層不但要求本身的耐候性能良好,由于本涂裝體系缺少中間涂層的保護,即使是較少的紫外線和可見光透過面漆涂層,也會對陰極電泳底漆的環氧樹脂體系造成不可逆的斷鍵、劣化作用,使整個涂膜體系耐候性下降,因此該面漆涂膜就要求其透光率盡可能的低,以保證整體涂膜的耐候性能滿足基本要求。
d.可適性強
本產品可按用戶的要求設計成各種彩色本色面漆。同時,也可根據用戶涂裝線的實際情況,既可以手工涂裝,也可以靜電旋杯涂裝、REA涂裝、機器人涂裝,均能取得較好的涂面質量。
e.成本較低
雖然本產品較正常的面漆產品在單位成本上稍高,但由于該體系節省了整整一道中涂涂裝烘干工藝,所以可節約涂裝車間運行成本40%左右,成本節約效果非常顯著。并且,可以減少操作工人,增加單位時間內的產量,提高經濟效益。
f.適用面廣
由于本產品僅用一個涂層就能兼具中涂和面漆的性能,所以可廣泛適用于經濟型家轎、微型客車、輕型客車、各種載貨車、SUV,MPV等外觀性能要求并不十分苛刻,但成本較經濟的汽車體系進行涂裝使用,可以明顯節約成本,提高產能和產品的競爭力。
4、從中涂層漆開始的3CIB金屬光澤漆
隨著金屬光澤漆的逐漸普及和人們欣賞水平的提高,采用上下兩色金屬光澤漆或下金屬上本色的雙色車身越來越多,這就給汽車涂裝工藝帶來了很大的麻煩,在目前的工藝流程下需要在面漆線涂裝完一種面、漆色后,將車身遮蔽后再返回面漆線進行第2種顏色的涂裝。
而這種工藝不但成本增加較多,生產量也減少一半以上,遠遠不能滿足生產和用戶的需要。為此,日本的涂料企業和汽車廠經過10余年的努力研究,終于有3CIB的涂裝體系能夠滿足這種要求。從2002年開始,我國海南馬自達、沈陽金杯客車等涂裝線也正式使用,效果較好。
所謂從中涂層漆開始的3ClB金屬光澤漆,就是從電泳漆膜開始,中涂層漆、金屬光澤基色漆、罩光清漆濕碰濕涂裝的3CIB體系(ThreeCoatOneBake),也就是在中涂漆涂裝線中,將中涂漆涂裝完后,不進行烘烤,而直接進行金屬光澤基色漆、金屬光澤罩光清漆3個涂層濕碰濕涂裝的新工藝。本3CIB涂裝工藝就可以在中涂涂裝線中直接完成上下兩個面涂層中的一個涂層(通常為下涂層),然后進行遮蔽后在面漆線涂裝完成另一個面漆涂層(通常為上涂層)。這樣,就完全解決了雙色車在面漆線再一次循環的問題,可以在目前的底、中、面漆3條涂裝線上進行任意的單色漆、套色漆車體的混合生產,不影響生產量,且節約成本。從日本汽車涂裝線上來看,可節約生產成本35%以上,效果明顯。但在涂料的設計和使用上,需要注意以下幾點。
a.控制各涂層的膜厚
由于3CIB的涂裝是3個涂層的濕碰濕涂裝,所以各涂層的膜厚控制就顯得尤其重要。按我公司的產品技術指標來講,中涂漆的標準膜厚為20-25μm,金屬光澤基色漆的標準膜厚為14~18μm,金屬光澤罩光清漆的標準膜厚為25~35μm。若涂裝膜厚均超標較多,容易引起氣泡、失光、反轉、發花、滲色等漆膜弊病;若涂裝膜厚不足,可能出現露底、發花、桔皮、顆粒、漆膜不連續等漆膜弊病,影響整體漆膜的涂裝效果。
b.控制各涂層的閃干時間
由于3CIB的涂裝是3個涂層的濕碰濕涂裝,所以各涂層的層間閃干時間控制也非常重要。按我公司的產品的涂裝工藝技術指標來說,中涂漆涂裝完成后的標準閃干時間為3-5min,閃干時間太短容易同基色漆發生混層,太長則浪費涂裝線并影響光澤和顏色。金屬光澤基色漆兩道的間隔時間為0.5-1.5min,涂裝完后的標準閃干時間為1.5-3min,金屬光澤罩光清漆涂裝完成后的最后閃干時間為7-15min,即可進行標準烘干完成整個涂膜(新中涂漆涂裝線可以按此工藝進行設計,老涂裝線也可以按涂裝線的實際情況對涂料進行適當的調整)。
c.控制好清潔程度
由于3ClB涂裝體系是從電泳漆膜開始進行涂裝的濕碰濕體系,中間沒有中涂漆的打磨修飾工藝,所以對顆粒的要求較高,若發生較大或較多的顆粒、灰塵、雜質混合在中涂漆膜、基色漆膜中,則對其外觀、修飾的影響均非常大,且很難進行點修補涂裝,影響生產節拍。為此,在涂裝前就需要對涂裝車體、涂裝室、空調送風、涂裝設備管路、壓縮空氣、噴漆工、涂裝材料等嚴格進行潔凈要求,保證達到無塵涂裝。 d.控制電泳漆缺陷
由于3CIB的整體漆膜較正常涂層薄20μm左右,所以其對底材缺陷的隱蔽能力也稍差。為得到等同于正常工藝涂裝的涂膜狀態,則要求使用3CIB體系涂裝的電泳漆膜和車體鋼板、磷化膜等缺陷很少或不深,不要影響到面漆后的光澤、表面狀態和平滑性。
從電泳漆膜開始的3CIB涂裝體系,雖然有以上許多的注意事項及不足,但由于其巨大的成本優勢及在不影響目前生產量的情況下,能滿足用戶對雙色車體的要求,所以深受目前用戶的喜愛,推廣迅速。
5、結束語
使用無鉛、環保、低VOC排量的新涂料產品,不但能提前滿足國家環保法規的要求,且能與國際同步,提升產品的國際競爭力。而當我國的綜合競爭力大大提高之后,更加環保的第7代陰極電泳漆、水性中涂層漆、水性基色漆、粉末型罩光清漆、粉末型中涂涂料、雙電泳中涂層漆等更新一代環保涂料也一定會逐漸進入我國的汽車涂裝線。