雙組份油漆特性和雙組份混漆系統(tǒng)在小件涂裝生產(chǎn)線的應(yīng)用

楊 磊 張俊堂

機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院

雙組份油漆特性和雙組份混漆系統(tǒng)在小件涂裝生產(chǎn)線的應(yīng)用

楊 磊 張俊堂

機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷增加，一些節(jié)能環(huán)保的涂裝工藝和涂裝設(shè)備逐步在國(guó)內(nèi)涂裝線上得到廣泛應(yīng)用，本文著重闡述雙組份油漆特性和雙組份混漆系統(tǒng)在小件涂裝生產(chǎn)線的應(yīng)用。

雙組份油漆；混漆系統(tǒng)；小件涂裝生產(chǎn)線

1 雙組份油漆的概念

雙組份油漆是相對(duì)于單組份油漆而進(jìn)行定義的。單組份油漆是不需要交聯(lián)固化的油漆，僅需溶劑揮發(fā)即可形成漆膜，屬于物理反應(yīng)，一般包括硝基類和過(guò)氯乙烯類油漆等；雙組份油漆是屬于交聯(lián)固化的油漆，由涂料和固化劑組成，兩種組份混合后產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)形成漆膜，屬于化學(xué)反應(yīng)，一般包括聚氨酯類、雙組份環(huán)氧油漆、丙烯酸烘漆等。

單組份油漆示意圖(圖1和圖2)：

圖1 干燥前油漆和稀釋劑

圖2 干燥后油漆

雙組份油漆示意圖(圖3和圖4)：

圖3 干燥前油漆狀態(tài)

圖4 干燥后油漆

2 雙組份油漆特性

2.1 漆膜對(duì)塑料和金屬材質(zhì)均有優(yōu)良的附著力；

2.2 易于流平，橘皮現(xiàn)象小，具有保護(hù)性和裝飾性作用；

2.3 涂膜光澤度、鮮映性、飽滿度、機(jī)械耐久性、化學(xué)耐久性等較強(qiáng)；

2.4 漆膜即能進(jìn)行低溫烘干，也能低溫自然固化，烘房系統(tǒng)的能耗降低；

2.5 漆膜具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性，耐酸和耐堿。

3 雙組份油漆混合的比例精度

雙組份油漆，必須根據(jù)規(guī)定的配比、噴涂用量、允許的噴涂時(shí)間等因素，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)配。固化劑過(guò)多，導(dǎo)致固化時(shí)間變短，油漆成膜后會(huì)發(fā)生龜裂，顏色偏黃等現(xiàn)象；固化劑過(guò)少，將會(huì)出現(xiàn)油漆難以固化、甚至無(wú)法固化現(xiàn)象。雙組份混漆系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)量泵或者流量計(jì)來(lái)精確控制配比精度，消除了人工依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配比而帶來(lái)的偏差。

4 雙組份混漆設(shè)備簡(jiǎn)介

4.1 便捷鍵（EK）：用于設(shè)置、顯示、操作和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用85～250VAC，50/60 Hz 的線路供電并將其轉(zhuǎn)換為其他系統(tǒng)部件可接受的低壓和光學(xué)信號(hào)。

4.2 流體盤（ST）：包括空氣控制電磁流量開(kāi)關(guān)、流體流量計(jì)和流體歧管套件的安裝件。其控制面板可控制所有配比功能。

4.3 流體歧管（FM）：包括A組份和B組份的氣動(dòng)分料閥、溶劑和空氣清洗的清洗閥、校正流量計(jì)和進(jìn)行比率檢查的采樣閥、A組份和 B組份關(guān)閉其通往混合歧管的流體通道而進(jìn)行精確校準(zhǔn)和比率檢查的止通閥、混合歧管等。

4.4 流量計(jì)（MA，MB，MS）通常有三個(gè)可選的流量計(jì) ：

1）G3000 是一種通用齒輪流量計(jì)，通常用于流量范圍在75～3000毫升/分鐘（0.02～0.79 加侖/ 分鐘），壓力最高達(dá)4000 psi（28MPa，276bar）和粘度為20～3000厘泊的流體。其校準(zhǔn)因子約為0.119毫升/脈沖。

2）G3000HR是一種高分辨率G3000 流量計(jì)。它通常用于流量范圍在38～1500毫升/分鐘（0.01～0.4加侖/分鐘），壓力最高達(dá)4000psi（28MPa, 276bar）和粘度為20～3000厘泊的流體。其校準(zhǔn)因子約為0.061毫升/ 脈沖。

3）Coriolis是專用流量計(jì)，其適用流量和粘度范圍較大。該流量計(jì)可用于0.125英寸或0.375英寸直徑的流體管道。其校準(zhǔn)因子可由用戶設(shè)置；在低流速時(shí)使用低校準(zhǔn)因子。

4.5 換色閥（ACV）和換色模塊（CCM）：可提供裝有多達(dá)30個(gè)換色閥的低壓或高壓換色閥組件。每個(gè)組件包括一個(gè)額外的溶劑閥，用于在換色之間清洗流體管路。

4.6 換催化劑閥（BCV）：可提供裝有4個(gè)換催化劑閥的低壓或高壓換催化劑閥組件。每個(gè)組件包括一個(gè)額外的溶劑閥，用于在換催化劑之間清洗流體管路。

4.7 雙光纖電纜（FO）：用于便捷鍵與壁式安裝流體盤的通訊。

4.8 流體盤電源電纜（PS）：用于為壁式安裝流體盤提供電源。

4.9 洗槍盒（GFB）：為手動(dòng)噴槍提供自動(dòng)沖洗系統(tǒng)。

4.10 噴涂控制臺(tái)（BC）：用于日常噴涂功能控制，包括選擇配方、完成作業(yè)、讀取/清除警報(bào)，將系統(tǒng)置于待機(jī)，混合或清洗模式，通常安裝在噴涂室內(nèi)或噴涂設(shè)備附近?？刂泼姘迦缦聢D2。

1）現(xiàn)用配方(N1)：顯示現(xiàn)用配方。

2）目標(biāo)比率(M1)：現(xiàn)用配方比率。其比率可按0.1的增量，在0.0:1～30.0:1 之間。

3）實(shí)際比率(M2)：實(shí)際達(dá)到的比率。按百進(jìn)制，在A和B混合之后進(jìn)行計(jì)算。

4）固化定時(shí)器(TI)：顯示剩余的固化時(shí)間，以分鐘表示。

5）狀態(tài)欄(SS)：顯示當(dāng)前狀態(tài)，混合、清洗、換色或警報(bào)）。

圖1

圖2

6）直觀顯示(SE)：存在流動(dòng)時(shí)，噴槍顯現(xiàn)為噴涂，A 組份或B 組份軟管亮，表明相應(yīng)組份的分料閥打開(kāi)。

7）當(dāng)前流速(LV)：以毫升/分鐘為單位。

5 雙組份混漆系統(tǒng)在小件涂裝生產(chǎn)線的應(yīng)用

5.1 小件涂裝生產(chǎn)線簡(jiǎn)介

汽車翼子板、保護(hù)杠、輪罩等塑料件，涂料在其表面難于附著，另外塑料件的耐熱性差，熱變形溫度低，生產(chǎn)中選用涂料的烘干溫度低于金屬件所用涂料的烘干溫度。因此塑料件涂裝和金屬件涂裝在工藝和涂裝材料等方面有很大不同，塑料件的涂裝一般不和車身涂裝混線生產(chǎn)，專門新建小件涂裝生產(chǎn)線用于非金屬件的噴涂。

小件涂裝生產(chǎn)線的工藝流程為：上件→前處理→水分烘干→強(qiáng)冷→火焰處理→上遮蔽→除靜電→噴底漆→流平→底漆烘干→強(qiáng)冷→底漆檢查/打磨→除靜電→噴色漆→流平→噴清漆→流平→面漆烘干→強(qiáng)冷→檢查修飾→下件→不合格品返修，屬于典型的三噴兩烘(3C2B)工藝。

一般來(lái)說(shuō)，非金屬件涂層為復(fù)合涂層，即底漆+色漆+清漆，底漆有雙組份和單組份兩種，色漆多采用單組份油漆，清漆多采用雙組份油漆。雙組份底漆烘烤后具有較好的遮蓋力，并且可對(duì)表面顆粒等油漆缺陷進(jìn)行打磨處理，特別適用于塑件本身外觀較差的情況。雙組份清漆施工范圍寬，同單組份清漆相比，具有污染少、調(diào)整容易的優(yōu)點(diǎn)。

5.2 雙組份混漆系統(tǒng)在小件涂裝生產(chǎn)線的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1）減少油漆配比過(guò)程的損耗

在被噴涂前，A組份和B組份接入設(shè)備，在非常密閉的流體盤內(nèi)進(jìn)行計(jì)量和分配。配比設(shè)備的單次配比容積為25毫升到100毫升，此容積的涂料被使用以后，才開(kāi)始下一體積的配比。小件噴涂過(guò)程中，可根據(jù)工件數(shù)量、單個(gè)工件耗量，精確計(jì)算出雙組份油漆的需求用量，然后采用混漆設(shè)備進(jìn)行精確配比，這可以避免人工配比帶來(lái)的灑落問(wèn)題和配漆量大于使用量的問(wèn)題，減少涂料的浪費(fèi)。

2）提高油漆混合精度

人工方式對(duì)雙組份油漆配比后，混合通常采用機(jī)械攪拌器完成，混合效果由攪拌槳葉形狀和攪拌時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)決定，混合的精度難以保證，容易出現(xiàn)混合不均勻的情況。雙組份混漆系統(tǒng)的混合精度非常高，誤差能夠控制±0.5%之內(nèi)，消除了由于人為因素造成的混合不均勻和比例偏差所導(dǎo)致的工件返修。

3）提高清洗質(zhì)量、降低溶劑浪費(fèi)

在采用雙組份油漆時(shí)，應(yīng)當(dāng)在油漆接近固化時(shí)間之前把噴涂器具清洗干凈，不然殘留的混合后的雙組份油漆固化在設(shè)備之內(nèi)，需要用大量的高活性溶劑進(jìn)行泵體內(nèi)部、管道和噴槍的沖洗。人工清洗情況下，溶劑用量無(wú)法合理控制。溶劑用量少，清洗質(zhì)量難以保證；溶劑用量大，浪費(fèi)嚴(yán)重。

雙組份混漆設(shè)備，換色清洗時(shí)因?yàn)閷?dǎo)入輔助吹掃空氣，會(huì)使清洗溶劑使用量大大減少；在能夠滿足清洗質(zhì)量的前提下，改寫換色以及清洗程序，能夠進(jìn)一步減少換色溶劑的浪費(fèi)。

4）減少人員與有害材料的接觸時(shí)間

雙組份油漆配比過(guò)程中，油漆揮發(fā)會(huì)引起多種危害，比如刺激工人眼睛和呼吸道、油漆揮發(fā)物與空氣混合形成爆炸性混合物以及對(duì)周圍的環(huán)境造成污染等。雖然采取人工保護(hù)罩和加強(qiáng)通風(fēng)能起到一定的作用，但上述危害的系數(shù)難以大幅度降低。

采用雙組份混漆系統(tǒng)的情況下，油漆與空氣接觸的時(shí)間縮短，有利于控制和減少揮發(fā)物的排放，能較大程度降低爆炸危害和環(huán)境危害，特別是工人與油漆接觸時(shí)間盡可能減小，大大降低了職業(yè)健康危害。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在小件涂裝生產(chǎn)線中，雙組份混漆系統(tǒng)有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率、控制對(duì)環(huán)境的污染、預(yù)防職業(yè)健康危害，與當(dāng)前汽車涂裝節(jié)能、環(huán)保、安全的發(fā)展趨勢(shì)相吻合。此外，國(guó)家對(duì)環(huán)保工作越來(lái)越重視，涂裝線廢氣排放的要求越來(lái)越嚴(yán)格，新建涂裝車身生產(chǎn)線已充分考慮水性漆的使用，一些老的涂裝生產(chǎn)線也開(kāi)始安排水性漆改造工作，預(yù)計(jì)在三年左右的時(shí)間，水性小件線涂裝也將成為市場(chǎng)主流。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2013.07.058