双组份面漆配套高温中涂的研制.doc

双组份面漆配套高温中涂的研制黄俊娅1，张殿平2，王子健2，李玉宁2，姚洪涛11.武汉双虎汽车有限涂料公司，430035 2.中国重型汽车集团技术中心工艺研究所，250076摘 要：阴极电泳底漆、高温中涂与双组份面漆配套施工，往往存在层间附着力欠佳的问题，针对该涂装体系，研制出一种中涂，可很好地解决这一问题，且可适应各种流水线生产涂装。关键词：双组份面漆 烘烤型中涂 配方设计 自动化涂装0 引 言双组份面漆指丙烯酸涂料或聚氨酯树脂涂料，与传统的硝基或热塑性丙烯酸树脂等汽车喷漆相比，其施工固体份高，VOC排放低，漆膜丰满装饰性好，耐候性、机械物理性能和耐化学品性能优异，与高温烘烤型面漆相比，烘烤温度低且可常温干燥，具有节能优势。近年来，许多汽车主机厂由于节约能源降低成本，将传统的自干中涂配套双组份面漆、高温中涂配套高温面漆的涂装工艺改为高温中涂配套双组份面漆的涂装工艺，但在中涂和面漆之间存在附着力欠佳的问题。要解决这一问题，中涂起着至关重要的作用。本文从双组份面漆配套高温中涂的配方设计入手，对油漆的配方设计及施工应用进行了研究。1 实验部分1.1主要实验原料 主树脂、弹性树脂：工业级，自制；氨基树脂：工业级，进口；钛白粉：工业级，进口；炭黑：工业级，迪高公司；填料：工业级，国产；助剂：工业级，进口；溶剂：工业级，国产；TSE水晶银金属底色漆、TSF罩光清漆：工业级，自制。1.2主要实验仪器及设备4411光泽计: 德国BYK；GB11-8GM鲜映性仪：英国RHOPOINT；QCT漆膜冲击器：英国；FX-300电子天平：美国AND；101-1恒温鼓风干燥箱：上海跃进医疗；5318杯突仪：德国BYK；2611梯度烘箱：德国BYK；480型自动化喷漆机：ERICHSEN Modell；S-WOM 氙灯老化仪：德国BYK。1.3 双组份面漆配套高温中涂的研制1.3.1中涂配方中涂漆膜介于阴极电泳涂膜和面漆涂膜之间，要求它具有与电泳底漆和面漆的附着结合力、耐崩裂性能、耐候性、面漆遮盖力和提高外观等功能。一般而言，高温中涂在电泳漆上附着容易实现，但要同时保证与双组份面漆的附着性是一难题。我们推荐配方如表1。表1涂料配方名 称配 比%主树脂（自制）30弹性树脂（自制）10氨基树脂10钛白粉18炭黑0.1填料2.0助剂2.0溶剂9.91.3.2 主要性能测试根据以上配方设计的中涂主要性能测试结果如下表。表2中涂漆技术指标项 目技术指标检测方法光泽（600）（0.2-0.3mm马口铁板）65-80GB/T9754-88铅笔硬度(0.5mm钢板)HBGB/T6739-1996弹性,mm(0.2-0.3mm马口铁板)1GB/T1731-93冲击强度, J(0.5mm钢板)4.9GB1732-79杯突试验, mm3GB9753-88附着力（1mm格），级（0.2-0.3mm马口铁板）1GB/T9286重涂性无缩孔,与底漆、中涂漆 面漆附着力要好-抗流挂性（0.2-0.3mm马口铁板）垂直一次喷涂膜厚25m（干膜），不出现流挂及流痕GB9264-88过烘烤性（0.2-0.3mm马口铁板）1401h或1600.5h不影响漆膜外观及性能-耐水性240h,不起泡,不起皱,不脱落,允许轻微变色、变暗GB/T1733-93耐酸性（0.05MH2SO4）24h,不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗GB1763-79（89）耐碱性（0.1MNaOH）4h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗GB1763-79（89）耐机油性(15W-40 CD级柴油机油),8048h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、失光及软化GB/T1734-93耐柴油性(0#柴油),室温24h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、失光及软化GB/T1734-93耐温变性(80 6h, -404h为一个循环)三个循环无变化-2 结果与讨论21 中涂涂装工艺中涂涂装环境应达到清洁无尘，在上供清洁的空调风下牌坊 下排风，照明800LX以上。如是手工喷涂，垂直风速在0.4-0.5m/s，如是自动化涂装，垂直风速在0.2-0.3m/s的大型喷漆室中进行喷涂。涂装前应检查底涂层表面的质量和清洁度，消除如颗粒PVC涂料的飞溅等缺陷。中涂打磨应有规律，方向一致，可采用400#-800#水砂纸进行打磨，切忌将涂层打磨穿，露出底金属面。如已打穿补涂底漆。表3中涂施工参数喷涂设备实验室喷涂方式传统喷涂方式机器人喷涂方式ERICHSENModell 480DURR ECOBELL265ABB 926TD50喷杯数/机器人数142油漆电阻值，M/60-12060-120施工粘度/涂4#，2318-2020=2218-20烘烤时间/温度14020min14030min14030min油漆流量，ml/min140-180300-400300-400喷距，mm200-300200-300200-300成型空气60PSI42PSI260-340M/min旋杯转速，Trs/min/35000-4200030000-40000高压KV/70-8070-80机器人速度mm/s300-400250-350300-400模式尺寸mm60100140重叠率50%60%66%闪干时间min5-10膜厚m35-4035-4035-40喷涂道数211喷漆室温度1810203203涂着率608585漆面质量好很好很好漆膜厚均匀性好很好很好平滑性很好好好该中涂不仅适应手工喷涂，也适应自动化涂装，而且外观良好，完全能够满足大型流水生产线的施工要求。22 中涂配方设计 我们设计了系列中涂配方，进行了相关性能测试，结果如下表。表5系列配方中涂测试结果配方1配方2配方3配方4其它组分%100959085弹性树脂%051015硬度（单摆）0.70.60.550.450.2-0.3mm马口铁板弹性mm4211冲击强度J（0.5mm钢板）4.04.55.05.0杯突试验mm2345层间附着力（2mm格）级4200耐水性/240h合格合格合格合格耐酸性（0.05MH2SO4）良优优优打磨性/P400-P800优良良一般注：中涂烘烤条件为140/30min根据以上实验结果，我们选择配方3制作，制得的漆膜性能优异，施工性能好。23面漆烘烤温度对漆膜的影响双组份面漆的烘烤温度对漆膜的性能影响也是非常重要。我们将双组份面漆的烘烤温度控制在60-100之间进行了系列实验，结果如下表。表6面漆烘烤温度对漆膜的影响烘烤温度/60708090100110漆膜外观良良良优优良层间附着力/级211100注：面漆烘烤时间为30min从实验结果知，双组份面漆烘烤条件为10030min最佳。24 复合涂层漆膜性能高温中涂配套双组份面漆复合涂层漆膜质量性能指标见下表。表7复合涂层技术性能指标项 目实色面漆实色面漆金属面漆技术指标鲜映性0.60.6光泽%90（600）90（200）铅笔硬度H(0.5mm钢板)H(配套底漆)弹性,mm(0.2-0.3mm马口铁板)33冲击强度, J(0.5mm钢板)2.942.9杯突试验, mm33（复合涂层）附着力（1mm格），级（0.2-0.3mm马口铁板）11重涂性无缩孔,与底漆、中涂漆、第一道面漆附着力要好/抗流挂性（0.2-0.3mm马口铁板）垂直一次喷涂膜厚25m（干膜），不出现流挂及流痕垂直一次喷涂膜厚25m（干膜），不出现流挂及流痕过烘烤性（0.2-0.3mm马口铁板）1402h或1601h不影响漆膜外观及性能1402h或1601h不影响漆膜外观及性能耐水性h（复合涂层）240h,不起泡,不起皱,不脱落,允许轻微变色、变暗240h,不起泡,不起皱,不脱落,允许轻微变色、变暗耐酸性（0.05MH2SO4）（复合涂层）24h,不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗，失光率5%24h,不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗，失光率5%耐碱性（0.1MNaOH）4h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗，失光率10%4h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗，失光率10%耐机油性(15W-40 CD级柴油机油),80（复合涂层）48h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗48h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗耐柴油性(0#柴油),室温（复合涂层）24h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗24h, 不起泡,不起皱,不脱落, 允许轻微变色、变暗户外耐候性（海南曝晒）（复合涂层）24个月应没有龟裂、起泡现象，允许轻微变色，色差E3；水洗后光泽保持率70%，抛光后光泽保持率95%24个月应没有龟裂、起泡现象，允许轻微变色，色差E3；水洗后光泽保持率70%，抛光后光泽保持率95%人工老化（S-WOM 氙灯老化仪）（复合涂层）1000h综合评定优级1200h应没有龟裂、起泡现象，允许轻微变色，色差E3；水洗后光泽保持率70%，抛光后光泽保持率95%耐温变性(80 6h, -404h为一个循环) （复合涂层）三个循环无变化三个循环无