汽车涂料涂装技术

2018-08-24 09:57:28 1

 摘要:随着经济全球化和汽车工业合资化的高速发展,汽车消费需求的暴增推动了国内汽车企业产能的扩张,同时也推动了汽车涂料的质量、产量和品种迈向一个新的台阶。在近20年中,我国汽车涂料、汽车涂装、汽车新材料的应用,发生了巨大的变化。但是,为了适应保护环境,抑制地球温室效应,节约能源等时代要求,进一步落实科学发展观,我国汽车用涂装材料的未来趋势是发展、采用环保性、节能型汽车涂装材料及涂装新工艺,可持续发展地追求新一代汽车涂装材料与涂装技术。

关键词:汽车涂装  常用涂料  先进设备  涂装工艺  质量控制  发展趋势
汽车涂装技术
1.1  汽车涂装的定义
涂装是产品表面保护和装饰所采用的最基本的技术手段,涂装作业遍
及国民经济的各个部门。汽车涂装是指将涂料均匀涂覆在车身覆盖件表面上并干燥成膜的工艺。
汽车涂装的作用
      ( 1) 保护作用:由于汽车特殊的生存环境: 风吹日晒、雨淋石击, 要求汽车有一定的防腐性能、防锈、耐潮湿、耐高温和使用寿命。某些特殊涂料还能起防震、消声、隔热的作用。
    ( 2) 它的涂饰作用由于汽车不停地穿梭在公路、在城乡, 人们希望它能给生活带来色彩斑澜, 希望汽车美观舒适、色泽诱人。(1)现代汽车涂装技术探讨
汽车涂装的基本要素
无论是汽车制造涂装还是汽车修补涂装,其核心都是涂装材料、涂装工艺、
涂装设备、涂装环境和涂装管理这五个主要影响要素。(2)汽车涂料涂装技术
汽车涂料概论
汽车涂料
汽车涂料系指各种类型汽车在制造过程中与涂装线上使用的涂料以及汽车
维修使用的修补涂料。在汽车工业发达的国家,汽车涂料的产量占涂料总产量的20%。这就要求汽车涂料具有以下特性:
漂亮的外观。现在轿车上多使用金属闪光涂料和含有云母珠光颜料的
涂料,使外观看上去更加赏心悦目,给人以美感。
极好的耐候性、耐磨性,要求在各种温度、暴晒及风雨侵蚀的条件下,
漆膜的使用寿命不低于汽车本身的寿命,一般大于10年。
极好的施工性和配套性。要求各涂层之间附着力好,无缺陷。
极好的机械性能。适应汽车的高速、多震和应变。
极好的耐擦洗性和耐污性。要求耐毛刷、肥皂、清洗剂清洗与其他常
见的污渍接触后不留痕迹。
良好的可修补性。
汽车涂料分类
按涂装对象的不同,汽车漆可分:①新车原装涂料;②汽车修补漆。
按在汽车上的涂层由上到下分类:①汽车用底漆,现在多为电泳漆;②汽
车用中间层涂料,即中涂;③汽车用底漆;④汽车用面漆,一般指实色面漆,不需要罩光;⑤汽车用罩光清漆;⑥汽车修补漆。
     按涂料涂装方式分类:①汽车用电泳漆;②汽车用液体喷漆;;③汽车用粉末涂料;④汽车用特种涂料如PVC密封涂料;⑤涂装后处理材料(防锈蜡、保护蜡等)
常用涂料
     现今全世界90%以上的汽车车身采用CED 涂料,为适应环保节能的要求,已实现了低温化、低VOC 化、无铅化及低加热减量化,开发了高泳透力、锐边耐蚀型等CED 涂料。为进一步简化工艺、降低涂装成本,正在开发研究超高泳透力CED 涂料和耐候性(耐UV) 优良的CED涂料。
  2.3.1  超高泳透力CED涂料
   为使汽车车身内表面的阴极电泳涂膜厚度达到10μm (耐蚀性要求的膜厚),习惯做法是延长电泳时间(由3min 增到4~5min),提高电泳电压和车身外表面的膜厚。目前,PPG 公司与丰田公司合作,正在开发超高泳透力涂料。丰田公司要求车身内腔膜厚10μm,外表面达到15μm。这样既可以减少涂料的使用量,也可减少VOC的排放量。现在涂装成本可降低10%,目标是降低20%。
  2.3.2  耐侯性(耐UV) CED涂料
   为确保CED 涂料的耐蚀性,多使用环氧树脂,它易受光老化,耐侯性不佳。为适应简化工艺,无中涂的两涂层涂装体系的需要,开发采用表面平滑性好的耐侯性(耐UV) CED 涂料。2005 年,欧洲已全部使用无铅电泳漆,到2015 年,将全部转向耐侯性(耐UV)电泳漆。
  2.3.3  PVC涂料
     化条件为温度110~140℃,加热10~15min 或随中涂、面漆一道烘干。在轿车车身涂装工艺中,PVC 涂料作为填密缝隙用密封胶和车底涂料,以提高车身的密封舒适性和车身底板的耐蚀性和抗石击性。日本丰田公司正在开发湿气固化(Moisture cure) 聚氨酯系列车底涂料,是一种橡胶型弹性变形材料,不含PVC、重金属和溶剂,是自干型,不需烘干。在车身涂装合格后涂布。它具有耐崩裂性和防声阻尼功能。
  2.3.4  中涂面漆(罩光)
   汽车涂装中排出的VOC 主要来源于涂料和喷具的清洗,在汽车涂装线上VOC的排出比例中,中涂和面漆分别占到了19%和36%,两者在VOC 排放量中占全部排放量的55%。属于环保型涂料的有水性涂料、粉末涂料和超高固体份涂料。为了适应不断提高的环保节能的要求,目前,中涂和面漆开始向简化工艺方向发展。(3)环保汽车涂装技术的发展前景
最新涂料
  耐候性阴极电泳底漆
    国外涂料开发商开发了耐候性阴极电泳漆。目前有两种技术路线可以提高电泳漆的耐候性能。耐紫外线(UV)阴极电泳漆和分层阴极电泳漆。
    耐UV阴极电泳漆通过调整涂料配方,将原有的芳香族异氰酸酯改换成脂肪族异氰酸酯,并加入UV稳定剂和UV稳定的颜料来提高耐候性能。耐UV阴极电泳漆的开发是一个技术进步,已在国外某生产线上得到了应用。分层阴极电泳漆的主体树脂是环氧树脂和耐候性树脂的混合。在漆膜烘烤过程中,不同的成分通过分层电沉析体现各自的机能,上层具有高耐候性能,下层具有高防腐性能。目前已在日本轻型车和商用车生产线上得到了应用。
2.4.2   UV和热双固化清漆
    紫外(UV)和热双固化清漆就是最近几年开发出来的新品种。近几年开发的UV和热双固化罩光清漆用于汽车外表面涂装,在环保、节能、涂膜性能(外观装饰性、耐酸雨和抗划伤性)和涂装成本等方面都有较强的竞争力。日本已有采用UV和热双固化涂料的摩托车零部件生产线。该清漆可同时用于金属件和非金属件,生产线修补也可使用。新开发的UV和热双固化清漆具有以下特征。
  a . 双组分、固体分高(>70%)。
  b.与专用的聚异氰酸酯齐聚物组合,在涂布过程中有效组分能很好混合。
  c.根据需要可高温(140 ℃)烘干,也可低温(90 ℃或低于90 ℃)烘干,与普通清漆相比,可缩短烘干时间10~15 min。
  d.无UV固化的内表面和阴影部位也具有较好的性能。
  e.施工范围宽,更有利于生产线使用。双固化型清漆在施工工艺、涂膜性能、经济性和环保等方面有很多的优点。(4)汽车涂装用几种最新涂料与涂装工艺
3、先进的涂装设备
3.1  前处理、电泳输送设备
    前处理和电泳是汽车涂装的重要环节,也是涂装车间的耗水大户和产生污水的主要环节。与传统输送方式的涂装生产线相比,采用先进的翻转式前处理、电泳输送设备的涂装生产线在经济性和环保方面都有较大的优势。德国杜尔公司的RoDip4和德国艾森曼公司的E-Shuttle分别是两公司目前最新的产品。
  3.1.1 杜尔公司的RoDip4
   RoDip4有两种形式可供选择。链驱动的RoDip4 M的特点是翻转滑架通过设置在工作槽单侧的链条驱动其通过整个处理线,并通过1个旋转杆实现翻转功能。电机驱动的RoDip4 E的特点是具有单独的输送单元,每个输送单元都有行走驱动和单独的旋转驱动。输送单元被安装在导轨上运行。两种形式的RoDip4都可以达到80辆/h的能力。RoDip4 E推荐用于3