汽车涂料应用中的数学模型.pdf

2 0 1 0 年5 月 第1 3 卷第5 期 现代潦科与涂装 M o d e r nP a i n t F i n i s h i n g M a y 2 0 1 0 V o 1 3N o 5 汽车涂料应用中的数学模型 牛新时 郑州日产汽车有限公司 郑州4 5 1 4 5 0 摘要 建立数学模型 解决汽车涂料应用中的实际问题 关键词 汽车涂料 数学模型 聚氨酯 中图分类号 T Q 6 3 3 5 2 文献标识码 B文章编号 1 0 0 7 9 5 4 8 2 0 1 0 0 5 0 0 2 7 0 2 T h eM a t h e m a t i c a lM o d e li nt h eA u t o m o b i l eC o a t i n gA p p l i c a t i o n N l UX i n s h i A b s t r a c t T h em a t h e m a t i c a lm o d e lw a se s t a b l i s h e d a n dS Oa c t u a lp r o b l e mc o u l db e s o l v e di nt h ea u t o m o b i l ec o a t i n g a p p l i c a t i o n K e yw o r d s a u t o m o b i l ec o a t i n g m a t h e m a t i c a lm o d e l p o l y u r e t h a n e l 引言 汽车涂料品种繁多 其中聚氨酯涂料以其众所周 知的优异的耐候性 鲜映性 耐酸雨性 高丰满度而成 为当今低温汽车涂料的热门品种 在聚氨酯涂料的研 发 制造过程中 拟订准确 合理的配方是很重要的 性能优良的涂膜 只有通过准确 合理的配方 才能在 涂料制造过程中得到保证并在涂装工程结束后得以 最终体现 拟订聚氨酯涂料配方的基本步骤 选取适当的含 羟基树脂 如丙烯酸树脂或饱和聚酯树脂 和相应比例 的含异氰酸基的固化剂及颜料 助剂 溶剂等 配制成 漆后测其涂膜性能 根据试验反馈结果 对配方进行修 订 并通过试验进行确认 使其满足应用领域中的指标 要求 最终拟订出最佳的聚氨酯涂料的生产配方 2 数学模型的提出 一个成熟的聚氨酯色漆的配方 必然具备2 个主 要特征值 确定的颜基比 P B 确定的羟基与异 氰酸基之比 设定有一个聚氨酯涂料的配方 由其制 备的涂膜性能合格 要在这一配方的基础上改善其涂 膜性能 即选取新的聚氨酯树脂体系 形成新的聚氨 酯涂料配方 原配方与新配方之间 保持不变的特征 参数是上述的2 个比值 含羟基树脂的主要指标为树脂固体含量及羟基 含量 含异氰酸基树脂的主要指标为树脂固体含量及 异氰酸基含量 若将以上指标建立数学模型 用于指 导新配方的设计和试验 则可有效地优化聚氨酯涂料 的开发过程 3 数学模型的建立 1 设一个聚氨酯涂料的原配方 各项以质量计可 简要表达为 颜料质量为P 含羟基树脂质量为a 树 脂固体含量为勖 羟基含量为O H 固化剂质量为6 固化剂固体含量为 异氰酸基含量为N C O 目标是通过选择新的含羟基树脂及固化剂 在保 证原配方2 个主要特征值不变的情况下 提高其涂膜 性能 2 在颜色相同 颜料品种相同的前提下 令新配 方的P B 与原配方的P B 相等 设新配方中含羟基树 脂质量为x 相应的固化剂质量为y 则新配方可简要 表达为 颜料质量为p 2 含羟基树脂质量为x 树脂固 体含量为e 2 羟基含量为O H 固化剂质量为y 固化 剂固体含量为 异氰酸基含量为N C O 在新配方中遵循的2 条规则 新配方中的P B 与 原配方中的P B 相等 新配方中的羟基与异氰酸基之 比为l 根据上述规则 可建立数学模型如下 p l a l e l b l 五 丝 e 2 x 五 Y Z 墨 堕鱼Q 2 万方数据 2 0 1 0 年5 月 第1 3 卷第5 期 现代涤科与滁装 M o d e mP a i n t F i n i s h i n g M a v 2 0 1 0 V 0 1 1 3N o 5 由式 2 得 1 7 五 N C 0 2 e 2 x 2 一y 4 2 O H 将式 3 代人式 1 得 旦堕塑生1 y 丛坠删 4 2 O H pl 由式 4 得 4 2 协 O H 2 a J e l b l 4 2 p l 五 O H 2 1 7 p l 6 N C 0 2 将 5 代人 3 得 1 7 五 N C 0 2 4 2 晓 O H 2 4 2 p 2 O H 2 a 1 e 1 b l 五 4 2 p l 丘 O H 2 1 7 p l N C 0 2 1 7 p 2 N C 0 2 a l e l b l 五 4 2 p l e 2 O H 2 1 7 p 1 e 2 N C 0 2 此方程组的解为 4 5 1 7 2 N C 0 2 a 1 e l b l 五 X 4 2 p l e 2 O H 2 1 7 p l e 2 N C 0 2 7 4 2 p 2 O H 2 a l e l b 1 4 2 p l O H 2 1 7 p l 五 N C 0 2 由此说明 根据新的含羟基树脂及对应固化剂的 规格 结合原配方的P B 即可根据方程组准确得到新 树脂及固化剂的相应质量 进一步通过涂膜性能测 试 对比其与原配方的涂膜性能 就可以确定所选择 的新聚氨酯体系是否合适 同理 可以运用此数学模型 确定多组聚氨酯体 系 包括丙烯酸聚氨酯或饱和聚酯聚氨酯与原聚氨酯 体系进行对比 给筛选树脂的工作带来很大的帮助 4 数学模型的推广应用 推而广之 建立的这一数学模型 在涂料实际制 造过程中也发挥了指导作用 如与烘漆配套的聚氨酯 修补漆 修补漆与烘漆之间要求确保色差 E 0 7 为此在设计 生产修补漆的过程中 使修补漆的P B 与烘漆的P B 相等 同时确定修补漆中含羟基组分与 含异氰酸基组分之间有一个恰当的比例 使修补漆在 色差 E 极小的情况下 与烘漆有相似的光泽 2 0 0 雾影值 遮盖力 取得了满意的效果 得到了客户的 好评 5 讨论 此数学模型 作为一种快速定量拟订聚氨酯涂料 系列配方的方法 简化了配方拟订过程 提高试验效 率 同时对于不同的树脂体系间配方的转化也有一定 的指导意义 至于运用此法测算选择的配方所确定的 涂膜性能 则由配方中所选树脂本身的化学结构所决 定 只有通过试验检测其成膜后的性能比原涂膜的性 能是否有所提高 并通过校正 才能确定所选配方是 否达到使用要求 收稿日期 2 0 1 0 0 1 0 5 上接第2 6 页 不同 主要是由于涂饰不均匀 粗糙度 不均匀以及木材的具体结构差异所引起的 这种脱壳 和因木板含水率过高的脱壳不一样 漆膜厚 硬 硬物 碰撞 极易掉落 3 结语 聚氨酯木器漆是目前市场上使用最多的木器漆 由于其具有比较优异的性能而受到广大用户的信任 脱壳现象则是聚氨酯木器漆的常见问题之一 解决好 此问题具有明显的实际意义 应加强这方面的研究 努力提高产品质量 不断地解决产品应用与施工中出 现的问题 总结经验教训 使聚氨酯木器漆得到更广 泛的应用 参考文献 l 涂料工艺编委会 涂料i E 上册 M l g3 版 北京 化学工业 出版社 1 9 9 7 2 王恺 木材工业实用大全 家具卷 M 北京 中国林业出版 社 1 9 9 8 3 杨其岳 木器漆膜表面状态缺陷及解决对策叨 中国涂料 1 9 9 9 5 3 2 4 2 4 唐燕 陈素平 胡志滨 水性涂料涂膜表面缺陷 缩孔的 防治叨 上海涂料 2 0 0 5 5 3 1 3 5 5 路则光 中利明 陈秀兰 表面粗糙度对水性涂料漆膜质量 的影响叨 木材工业 2 0 0 7 3 4 2 6 路则光 申利明 黄河浪 提高家具用水性涂料漆膜附着力 的工艺技术阴 林产工业 2 0 0 7 1 4 3 叫 收稿日期 2 0 0 9 1 卜2 6 万方数据 汽车涂料应用中的数学模型汽车涂料应用中的数学模型 作者 牛新时 NIU Xin shi 作者单位 郑州日产汽车有限公司 郑州 451450 刊名 现代涂料与涂装 英文刊名 MODERN PAINT FINISHING 年 卷 期 2010 13 5 被引用次数 0次 相似文献 2条 相似文献 2条 1 会议论文 牛新时 汽车涂料应用中的数学模型 2008 汽车涂料品种繁多 其中聚氨酯漆以其众所周知的优异的耐候性 鲜映性 耐酸雨性 高丰满度而成为当今低温汽车涂料的热门领域 在聚氨酯漆的 研发 制造过程中 拟订准确 合理的配方是很重要的 性能优良的漆膜 只有通过准确 合理的配方 才能在涂料制造过程中得到保证并在涂装工程 结束后得以最终体现 本文提出了建立数学模型 并解决汽