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水漆在改装车上的应用

胡中源,周泽钱

(河北晨阳工贸集团有限公司,河北省保定市徐水区 072550)

摘要:围绕水漆的特点,介绍了水性涂料在改装车上的应用,在水性涂料配套体系、工艺流程、施工特点及注意事项等方面进行阐述,为国内改装车领域用水性涂料体系提供参考。

关键词:水性涂料;涂装工艺;改装车

0 引言

 与溶剂型涂料相比,水性涂料以水作为溶剂,只以少量醇醚、醇酯等作为成膜助剂,能够大幅度降低VOC (挥发性有机物)排放量。如水性底色漆的有机溶剂含量为5%~15%,而溶剂型底色漆的有机溶剂含量为80%左右,使用水性底色漆替代溶剂型底色漆,可使VOC排放量从45 g/m2降至7 g/m2。随着人们环保意识的增强和国家对清洁生产的要求,并且经过水性涂料的不断升级,在某些性能和价格上水性涂料与溶剂型涂料已基本相当,油转水已成为民心所向,大势所趋。但是由于水性涂料的施工条件及施工工艺的限制,水性涂料的进展,与发达国家相比,仍存在较大差距[1]

本文就水性涂料的特点,根据成功应用案例,浅谈下水性涂料在改装车领域的应用及工艺。

1 改装车水漆应用现状

目前,我国的改装车(包含消防车、油罐车、水泥搅拌车、自卸车、救援车等特种车辆和洒水车、垃圾清理车、清扫车等环卫车辆在内)生产市场发展突飞猛进,改装车市场受益于国民经济的发展和公路基础设施的建设带来的货物运输量的增长,行业范围和市场空间都在不断扩大,每年都有百万辆的量产。

而改装车涂料多采用溶剂型喷(或浸)漆,而溶剂型涂料中含有溶剂,在生产和运输过程中排放大量的VOC,危害人类健康,造成环境污染。车辆用涂装材料正向着高固体分、水性化和粉末化方向发展。

虽然国内市场已经针对改装车涂料做了水性化的研究,并且已成功在改装车辆、农机车辆、等领域进行水性化的涂装[2]。但是仍没有广泛使用,除价格因素外,主要原因在于缺少全套的解决方案,不能满足不同零部件的不同性能及施工要求。目前国内用于改装车的水性涂料还不足5%,一般选用进口的水性漆,而国内生产的水性改装车用漆性能与国际先进水平仍有一定差异[3]

2  改装车用水性漆特点及施工工艺注意事项

虽然水性涂料更具有环保性,但是由于水性涂料的特性,往往限制了它的性能和应用[4],例如:水的热熔大,更加难于挥发,在高湿度条件下容易使漆膜产生流挂现象;水的表面张力较大,润湿性较差,不对涂料加以调整会影响到漆膜成品的表面质量;水的粘度受剪切力影响变化很大,在受到高剪切作用时,水性涂料的粘度会下降很多,会对输调漆系统带来很大影响;水对金属材料有较大的腐蚀性,会对与之接触的涂装设备造成腐蚀。正因为水与溶剂存在上述不同的特性从而导致了水性涂料和溶剂型涂料在诸多方面的差异性,也导致了,水性漆与油性漆施工方式和性能的差异。因此,在施工过程中特别需要注意以下几个方面[5]

a 底材要处理干净,无油无浮尘。

b 水漆配比要准确,按重量比准确称量加入,严格控制施工粘度。

c 配漆固化剂要先和漆充分搅匀,再加水稀释,过滤后使用。

d 极端环境下,如高温,低温,高湿状况下,使用时要外加一些专门的助剂。

e 喷涂边角和有棱台的地方需特别注意,防止喷涂过厚流挂,避免起痱子。

f 底漆最少自然干燥4小时后再喷涂面漆,以确保面漆的最佳效果。面漆表干后可进行喷字作业,6小时后贴反光胶带。

3 改装车水漆设备改造  

目前,水性涂料与溶剂型涂料生产线基本相似,现有油性涂装设备上不需进行大的改造就可使用水性涂料进行涂装。根据水性涂料的特性,溶剂型涂料的涂装生产线需要对某些设备及工艺进行改造和调整[6]

a水性漆的表干快,但实干相对较慢,且快速烘干易产生气泡,一般要求流平时间不小于15分钟,低温烘干工件表面温度要求不小于60℃,时间不少于25分钟;

b 水性漆以水为分散介质,易引起普通的碳钢锈蚀,一般喷涂设备与供漆设备为不锈钢或PVC材质;并对喷涂现场的碳钢件做好防护,避免产生锈蚀;

c水性漆的干燥性能与环境中的温湿度相关,温度高,湿度低,漆膜则干燥快;温底低,湿度高,漆膜干燥慢,易流坠或流挂,过厚的漆膜易产生气泡;喷涂室、流平室、烘干室要进行空气温湿度的控制,要求温度≥10℃,湿度≤75%;

d水性漆粘稠度与油性漆不同,一般喷涂粘度较高,粘稠度低易产生流坠或流挂,则要求喷涂设备压力,采用空气喷涂,压缩空气压力为0.6-0.8MPa,也可采用混气喷涂设备,或采用高压无气喷涂设备,对于结构大的工件,为提高喷涂的效率,空气喷涂或混气喷涂的喷枪口径采用1.8以上。

4 水性涂料在改装车涂装中的应用

由于改装车辆主要在户外作业,身处风吹日晒、高湿热、温差大、路况差的环境,所以对涂层的装饰及防护性能要求较高。从国内外改装车行业水性涂料的使用状况来看,水性配套体系用漆主要是双组份环氧底漆、双组份环氧中间漆、双组份丙聚中间漆、双组份丙烯酸聚氨酯面漆。目前我公司经过不断努力开发的水漆级配套体系:环氧底漆+聚氨酯面漆、环氧底漆+中涂漆(丙聚、环氧)+聚氨酯面漆,已达到了在改装车上应用的要求。并且已成功应用于:深圳东风汽车、三一重工、山东临工、中机美诺、山东建宇、时风集团等用户。

配套产品特性:对水分、空气及腐蚀物的渗透性小;与被涂装材料吸附力强,持久耐磨;对金属有很好的防锈、到点、绝缘及隔热等性能,并有较好的外观展示效果;针对不同基材、不同部位的不同技术要求设计全套涂装方案及流程;在低温及常温下快速干燥的特性;满足各种大批量及小批量生产的设备及零部件的涂装;不含卤代烃、苯、甲苯、二甲苯等有害物质,重金属含量低,解决了溶剂型油漆VOC含量高,污染严重及火灾隐患的问题,有效简化及降低了企业通风,水处理等方面的流程及成本等,还有助于降低职业病发生的潜在机率,产品施工方便、应用面广、适合大规模工业化连续生产。主要涂层部分性能指标见下表。

表1 环氧底漆产品技术指标

项目

指标

检验方法

杯突,mm

≥5

GB/T9753-2007

铅笔硬度

≥H

GB/T6739-2006

附着力 

≤1

GB/T9286-1998

耐冲击性  kg.cm

50

GB/T1732-1993

柔韧性  mm

1

GB/T1731-1993

耐湿热性 240h

1

GB/T1740-2007

耐盐雾,720h

切割线一侧2mm外通过一级

GB/T13493-19924.19

耐酸性0.05mol/l H2SO424h

不起泡,不脱落允许轻微变色

GB/T9274-1988 甲法

耐碱性0.1mol/l NaOH  24h

不起泡,不脱落允许轻微变色

表2 环氧中间漆产品技术指标

项目

指标

检验方法

杯突,mm

≥5

GB/T9753-2007

铅笔硬度

≥H

GB/T6739-2006

附着力 

≤1

GB/T9286-1998

耐冲击性  kg.cm

50

GB/T1732-1993

柔韧性  mm

1

GB/T1731-1993

耐湿热性96h

1

GB/T1740-2007

耐盐雾 300h

切割线一侧2mm外通过一级

GB/T13493-19924.19

耐酸性0.05mol/l H2SO4  7h

不起泡,不脱落允许轻微变色

GB/T9274-1988 甲法

耐碱性0.1mol/l NaOH  7h

不起泡,不脱落允许轻微变色

GB/T9274-1988 甲法

表3 聚氨酯面漆产品技术指标

项目

指标

检验方法

杯突, mm

≥4

GB/T9753-2007

铅笔硬度

≥H

GB/T6739-2006

附着力 

≤1

GB/T9286-1998

光泽(60o

≥85

GB/T9754-2007

耐冲击性  kg.cm

50

GB/T1732-1993

柔韧性  mm

1

GB/T1731-1993

耐湿热性240h

1

GB/T1740-2007

耐盐雾 800h

切割线一侧2mm外通过一级

GB/T13493-19924.19

耐酸性0.05mol/l H2SO24h

不起泡,不脱落允许轻微变色

GB/T9274-1988 甲法

耐碱性0.1mol/l NaOH  24h

不起泡,不脱落允许轻微变色

GB/T9274-1988 甲法

耐人工气候老化性

1000h无明显龟裂,允许轻微变色失光率≤30

GB/T1865-1997

5 水性涂料涂装工艺举例

目前,改装车用水性涂装工艺主要分为二涂方式和三涂(如图1所示)方式,而二涂作为较为常见的施工方式,又可以根据行业施工条件分为湿碰湿(底漆没有干燥的施工方式,如图2所示)和常规施工方式(底漆干燥的常规涂装方式,如图3所示)。对于湿碰湿的施工工艺来说,虽然可以提高施工效率,但是对于水性涂料来说,目前仍是一个难点,要求快速施工的同时,底漆干燥、反应不完全,往往会降低涂层的性能,同时伴随着配套体系诸如:附着力差、针孔、开裂、失光、失色、起痱子等缺陷。所以湿碰湿工艺往往需要配方和施工工艺进行调整,达到适应现场工艺要求的最佳性能[7]

图1 三涂施工工艺流程

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图2 二涂施工工艺流程

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图3 二涂(湿碰湿)施工工艺流程

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6 涂装常见问题及对策

俗话说,三分涂料,七分施工。由于改装车领域的施工特性,要求高效率施工,往往需要快干的特性,施工时经常伴随着除油、除锈和打磨不到位,与油性漆相比,水性漆对基材处理要求更高,不良的基材处理和施工条件往往伴随着附着力、光泽和防腐性能的降低。`以下为常见涂装问题及对策。

表4 改装车涂装常见问题及对策

项目

   

     

1

工件前处理,抛丸不彻底,造成底漆掉漆

1.维修抛丸设备,重视前处理;

2.临时用打磨,除油剂擦拭。

2

打磨过度,造成底材裸露

1. A级面更换240目砂纸

2. 请打磨人员注意打磨力度

3

工件潮湿喷涂,有流挂

工件预热,风吹干后再喷涂

4

腻子刮的不够,有砂眼

加强腻子工位的管控

5

存在缩孔

基材、底漆需要打磨、除油、除污

7 结语

以上简单介绍了改装车用水漆的特点、施工工艺和常见问题及解决方法。在现场影响水性涂料性能的因素还有很多,产品配方和施工工艺需要根据现场的状况进行调整,确保获得最佳性能。

随着涂料和涂装工艺的不断提升和创新,在水性涂料的价格、性能、施工工艺和设备等方面的突破,将会进一步推动水性涂料的大发展。

参考文献

[1] 季建霞,陆文明,郑晨,等.我国水性涂料的应用现状[J].上海涂料, 2017,54(1):25-28.

[2] 高敬民,岳斌.水性涂料在轨道交通领域中的应用现状及发展趋势[J].现代涂料与涂装, 2016,19(9):6-10.

[3] 韩新正,贺玉平,范国栋.城轨车辆用水性涂料的性能测试研究[J].现代涂料与涂装, 2015,18(10):15-17.

[4] 惠新,赵世红,郑云昊,等.水性环氧底漆在城轨车辆上应用的难点[J].中国涂料, 2014,(1):53-55. 

[5] 厉佳楠.水性漆施工工艺及施工特点[J].现代涂料与涂装, 2015, 18(5):69-70.

[6] 左贞,唐骅,靳艳丽.水性漆在工程机械涂装工艺设计中的应用分析[J].涂料工业, 2016, 46(6):65-69.

[7] 邢汶平,吴吉霞,葛菲,等.商用车水性单涂层工艺实色漆涂装案例分享[J].涂料工业, 2017, 47(1):78-82.

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