SUV车身水性免中涂工艺研究

齐元波(长城汽车股份有限公司技术中心,保定 071000) SUV B1B2) 3C2B摘要:本文介绍了 车身水性免中涂( 涂装工艺与传统 工艺的差别以及涂装3C2B施工注意事项,通过与 工艺进行比较,介绍了中涂涂层功能,工艺流程等对涂膜质量的影B1B2 B1B2响, 工艺质量控制难点、施工注意要点及 工艺在经济性及环保方面的优势。3C2B SUV关键词:水性免中涂 节能 环保U466 B中图分类号: 文献标识码:

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1 前言

汽车的生产由冲压、焊装、涂装和总装四大工艺流程组成,其中涂装车间的生产设备投入费用最高,涉及工艺流程也最多,同时产生的废弃物(废水、废气、废渣)也最多。截止目前,涂装油漆3C2B 3喷涂多采用传统溶剂型 的工艺体系,即 次2 VOC油漆喷涂次油漆烘烤,溶剂型油漆 排放量120 g/m2多高于 。由于目前空气污染严重,各汽车生产商都在努力降低自身产品生产过程产生的VOC气体排放量,用以满足国家和地方环境保护VOC VOC法规越来越严格的 排放要求。 排放量较低的水性涂料等新型涂装材料开始在汽车涂装工VOC艺中应用,由于水性涂料可以将 排放量降低40 g/m2到 左右,并且在建设新工厂时可节省涂装车间涂装线的成本投入,所以国内汽车生产商开始越来越多的采用水性免中涂涂装工艺。综合考虑当前的环境保护压力以及基建成本投入,水性 免中涂涂装工艺技术的应用已经成为了必然的发展趋势。

2 水性免中涂( B1B2)涂装工艺

3C2B与传统的 涂装工艺相比,水性免中涂B1B2) ( 涂装工艺取消了中涂层及中涂层烘干工B1B2) +序,通过喷涂两道面漆层( 来达到中涂层 面漆层的涂装效果,在保证涂层质量不降低的前提VOC下,实现了涂装工艺流程缩短、 排放降低及节B1B2 3C2B约能源消耗的目的, 涂装工艺与传统1 PPG涂装工艺的对比详见表 。本文以 涂料公司B1B2开发的 涂装工艺来探讨水性免中涂涂装工艺对汽车外观涂层质量的影响。

3C2B在 涂装工艺中,中涂涂层的作用主要是抗沙粒冲击、抵抗紫外线、缺陷填充以及遮盖等,用以保护钢板磷化层和电泳层,尤其是在抵抗紫外线方面,中涂涂层可以十分有效的防止紫外线

1975—),作者简介:齐元波( 男,副高级工程师,工学学士,研究方向为汽车工艺与研发品质管理,汽车产品试验与检测。

透穿色漆层到达电泳层,有效阻止电泳涂层中的环氧树脂因紫外线照射而发生粉化现象,提升涂层的整体寿命。在抗沙粒冲击方面,中涂涂层可以有效吸收飞溅的沙粒对车身撞击的能量,有效起到缓冲作用。在缺陷填充及遮盖方面,中涂涂层可以有效填充车身电泳后及电泳漆膜修补后无法遮蔽的缺陷等。

B1B2涂装工艺由于取消了中涂涂层,使得涂B1B2层整体厚度明显降低, 涂装工艺的技术难点在于如何在涂层上保留中涂涂层的抗紫外线辐射及抗沙粒冲击的性能。一般情况下颜料或清漆中380 nm含有的防紫外线成分可以吸收波长小于 的短波辐射,因此在水性免中涂涂料中调整原来面漆中含有的颜料和添加剂配方,在涂料喷涂过程280- 400 nm中控制各涂层的厚度,来阻挡 范围以(内的光对涂层的辐射作用,并且涂料原料 包括B1 B2 )、 和清漆 选用聚酯类树脂及三聚氰胺交联剂,从而得到柔韧性更好的复合涂层,对外界冲击B1B2力的缓冲吸收和扩散也变得更容易。 涂装工3C2B艺与 涂装工艺在紫外穿透率和耐沙粒冲击2,方面的试验性能对比见表 通过试验证明,在紫B1B2 3C2B外穿透率和耐砾石冲击方面 工艺与 工艺基本无差别,满足工艺技术要求。

B1B2涂装工艺取消了中涂涂层,涂料喷涂所得3C2B漆膜厚度与 涂装工艺相比,整体漆膜膜厚下降10%- 25% 3C2B在 之间。传统 涂装工艺清漆涂层厚40- 50 μm 10- 15 μm度在 之间,色漆涂层厚度在 之30-40μm间,中涂涂层层厚度在 之间。电泳涂层在18- 20 μm 98- 115 μm B1B2之间,其总膜厚在 之间; 80-90 μm涂装工艺的总膜厚可控制在 之间,涂层厚18-35 μm,度可以减少 涂层厚度的降低可以有效提高汽车生产商的利润空间。取消中涂工序,同时可 以取消与中涂工艺相关的人员、设备及物料等,节省了大量的人工费用、设备采购费用、设备维护费用及物料费用等。如省去了中涂工序喷涂设备、输调漆系统、烘干系统等,并且省去了在线打磨、擦净等工序,缩短了涂装生产线长度,减少了涂装车间的占地面积,与中涂工艺相关的一些辅助生产成本可以全30%部取消,并且可以减少 左右的涂装车间能耗。

B1B2涂装工艺由于取消了中涂涂层,使得清漆喷前涂层厚度明显降低,缺陷遮盖力明显下降,涂3C2B层的表面粗糙度较 涂装工艺略差,在加之B1B2 2K涂料的高固体份和高失水性,宜使用 清漆作为在罩光清漆,可以有效消除底材粗糙度对外观质量的影响。目前评价漆膜外观质量的优劣主要通DOI过考察涂层的 、橘皮、色差等参数,根据试验验2K 50 μm证,当 清漆涂层厚度在 以上时,漆膜外观质量趋于稳定,可达到整车涂层的外观质量要求。3清漆层厚度对橘皮数据的影响见表 。

在涂料喷涂作业时,一次喷涂清漆成膜膜厚≥50 μm时,由于整车车身曲面造型较多以及静电的边角效应等因素,清漆非常容易出现流挂、滴趟、肥边等缺陷。对于这种情况可以采用清漆两遍喷涂,并控制单次清漆喷涂厚度,以得到满足技术要求外观良好的漆膜。

3 喷涂工艺对漆膜质量的影响

SUV B2通过对我公司上市销售的某 车型 涂层分别采用一遍喷涂和两遍喷涂进行验证试验,在

B2 60 s两遍 喷涂工序之间增加 时长的闪干,清漆140 ℃,20 min)也采用两遍喷涂。漆膜按( 烘干后测得数据如下:

B2对银色漆检测结果进行分析可知, 采用两遍喷涂的铝粉颗粒排列效果要比一遍喷涂的排列效果好,漆膜表现为小角度亮度高、大角度亮度低,表明铝粉颗粒水平排列较多,这与目视结果一B2致。另外在试验过程中发现, 采用两遍喷涂的B2外观要优于一遍喷涂的外观, 采用一遍喷涂铝粉颗粒排列不理想,使得目视外观较粗糙,并且带B2有暗纹,而采用两遍喷涂的银色板展现出外观细腻,光泽均匀。

B2分析蓝色漆检测结果可知,采用 两遍喷涂 4,蓝色漆和银色漆的喷涂参数见表 色差(爱MA-96 DOI(BYK 4840色丽 色差仪检测)和 橘皮仪5检测)测试结果见表 。 的颜色要比采用一遍喷涂的显得更饱满,明暗度稍高,彩度相差较低,采用一遍喷涂的颜色则显得较单薄。

B2通过对比试验验证结果可知, 的喷涂次数(对外观的鲜映性、橘皮影响较小素色漆以及珠光)漆表现更加突出 ,但是对含有金属的色漆明暗度影响比较大,金属质感越是强烈的颜色,目视差异越明显。在实际生产应用过程时,需要根据颜色B2效果的差异来选择 喷涂次数。建议金属质感强烈或是颜色较鲜艳的金属色漆采用两次喷涂,

以达到最优的外观目视效果。

4 B1B2涂装工艺外观实现方法

B1B2通过对影响 涂装工艺外观质量的因素分析,推荐最优的涂层外观实现方法如下:

a.降低底材表面的粗糙度,采用粗糙度低的钢板,选择外观质量高的电泳漆,控制电泳漆粗糙度0.2 μm( 0.8 mm);不超过 检测取样长度

b.金属质感较强及颜色较艳丽的金属色漆,建议采取B2涂层两遍喷涂方法来达到预期的颜色效果,并且需要严格控制B2喷涂的旋杯转速、喷涂扇形、旋杯移动速度、喷涂气压等参数设置。对于素色漆采用一遍或两遍喷涂方式均可行;

c.为消除底材粗糙度对外观效果的影响,在喷2K 50 μm涂 清漆时,建议膜厚喷涂在 以上,并且2K 2清漆采用 遍喷涂法。如考虑到涂装车间喷涂设备的投资成本较高,可以采取水平面一遍喷涂,立面两遍喷涂的方式以获得满意的外观质量;

d.在满足B1与B2涂层湿碰湿喷涂作业的前,提下,需要适当延长两道喷涂之间的闪干时间 以B1 85%-95%,B2确保 涂层的脱水率达到 涂层的脱85%-93%,水率达到 以确保涂层质量满足需求。

5 存在的问题

a. B1B2体系与3C2B体系比较, B1、B2两个涂层采用湿碰湿涂装工艺,且具备较低漆膜厚度的特殊性,所以在进行涂装施工过程中需要注意的问题很多,如B1与B2喷涂时脱水率的控制, B1与B2湿碰湿涂装作业时相互混溶,非常容易导致涂膜失光和抗沙粒冲击的性能降低等;

b. 2K清漆为双组分混合应用,所应用的喷涂设备配备的混合器及相应的涂料输送管路的清洗、维护比一般喷涂设备要复杂的多,投入的成本

也较高。如若保养维护不到位导致空气和水泄漏,会导致清漆固化,进而堵塞管路造成不必要的2K损失。所以在生产时要严格监测 清漆的管路状态及清洗状态,防止堵塞管道,造成喷涂缺陷;

c. 2K清漆中的固化剂B组分目前尚无法实现B国内生产,涂料厂商全部采用进口产品,使得 组分成本略高于清漆本身。为了达到良好的外观效果(尤其是橘皮效果) ,2 K清漆膜厚需喷涂到50 μm以2K 1K上,这就使得使用 清漆的生产成本比 清漆要20%高 以上;

d.为了达到所需的良好外观效果, B1B2涂装工艺因其材料的特殊性,需要较长的闪干时间,为此涂装车间需要增加预烘干工序,会造成涂装车间投资及生产运维成本有一定增加。

6 结束语

SUV B1B2在 车型涂装中采用 涂装工艺,其设备投资运维成本、能源节约及环境保护都有较明B1B2显的效果, 涂装工艺可以有效保证面漆漆膜SUV的质量,完全满足 车型对涂膜质量的需求,是SUV实现 车型在涂装环节降低投资、生产成本、减少污染排放的措施之一。目前国内已经有汽车生B1B2产厂商开始应用水性免中涂工艺,相信 涂装工艺以其成本及环保优势,会得到更大的推广和应用。

参考文献:

[1]高谦.浅谈乘用车免中涂涂装工艺[J].现代涂装,2014,17 (1):43-45.

[2]邢汶平,葛菲,邱昌胜.水性免中涂涂装工艺研究[J].电镀与涂饰. 2012,31(6):62-65.

[3]王锡春.汽车涂装工艺技术[M]. 北京,化学出版社, 2005.

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