新型水基型蠟在商用車底盤上的應(yīng)用研究

馬振寧 張國(guó)政

摘 要：為了解決環(huán)保問(wèn)題，增強(qiáng)底盤耐老化、耐蝕性，開(kāi)發(fā)一種適合商用車底盤的水性防護(hù)蠟是一個(gè)較好的方向和措施。本文主要從機(jī)理、性能標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)、施工工藝和設(shè)備等方面介紹了水性蠟。水性蠟各項(xiàng)性能滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工要求，具有很大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

關(guān)鍵詞：水基型蠟;汽車;商用車底盤

中圖分類號(hào)：U465.9 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）06-135-03

Abstract： In order to solve environmental problems and enhance the aging and corrosion resistance of the chassis， it is a better direction and measure to develop a water-based protective wax suitable for commercial vehicle chassis. This paper introduces water-based waxes from the aspects of mechanism， performance standards and experimental testing， construc -tion technology and equipment. The performance of water-based wax meets technical standards and construction require -ments， and has great advantages and development potential.

Keywords： Water-based wax; Automobile; Commercial vehicle chassis

CLC NO.： U465.9 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）06-135-03

前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)部分省市環(huán)保政策、法規(guī)的升級(jí)，汽車企業(yè)逐漸重視，并采取低VOCs的環(huán)保涂裝材料及排放治理措施。原較多使用的傳統(tǒng)溶劑稀釋型防銹蠟已難以滿足新的環(huán)保法規(guī)。

商用車底盤有提高綜合老化、防銹性能的需求。目前，一般商用車底盤僅有電泳涂層，老化性能較差，在長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光照射等自然環(huán)境下，易出現(xiàn)漆膜發(fā)白、失光、粉化現(xiàn)象。電泳工藝存在銳邊效應(yīng)現(xiàn)象，即由于電泳涂層熱固化時(shí)涂膜流動(dòng)性固化收縮，造成銳尖邊角或毛口處的涂層特別薄，甚至幾乎沒(méi)有，從而導(dǎo)致這些部位的早期腐蝕。在裝配環(huán)節(jié)，零部件或工具磕碰底盤，易造成漆膜磕碰劃傷，進(jìn)而導(dǎo)致破損處的銹蝕。在電泳涂層的基礎(chǔ)上，噴涂防護(hù)涂層可以有效解決上述問(wèn)題。

為了解決環(huán)保問(wèn)題，增強(qiáng)底盤耐老化、耐蝕性，開(kāi)發(fā)一種適合商用車底盤的水基型蠟是一個(gè)較好的方向和措施。本文主要從機(jī)理、性能標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)、施工工藝和設(shè)備等方面介紹了水基型蠟。

1 防護(hù)蠟的機(jī)理

按照汽車使用部位，防護(hù)蠟分為3個(gè)類別：空腔防護(hù)蠟、底盤防護(hù)蠟和特種防護(hù)蠟。根據(jù)溶劑含量和成分，防護(hù)蠟可分為溶劑型蠟、全固含型蠟和水基型蠟3個(gè)類型[1]。

溶劑型防腐蠟的主要成分一般為基礎(chǔ)石蠟、防銹劑、溶劑和添加劑，固體分含量在40%-70%，主要依靠溶劑揮發(fā)固化成膜，產(chǎn)生VOC較多。全固含型蠟分為純固體微晶蠟和流體狀態(tài)蠟，固體蠟采用熱熔方式進(jìn)行灌注;流體狀態(tài)蠟，可以進(jìn)行噴涂操作，采用非揮發(fā)形式進(jìn)行固化，兩者產(chǎn)生的VOC都極少。水基型蠟，又稱為水性蠟，主要成分一般為基礎(chǔ)石蠟、防銹劑、添加劑、乳化劑和水，固體分含量為40%-60%，產(chǎn)生的VOC極少[1]。

為滿足汽車底盤的噴涂作業(yè)性、防腐、抗老化等性能，本次開(kāi)發(fā)的水基型蠟區(qū)別于傳統(tǒng)水性乳化形態(tài)，是以高速剪切力分散形式將蠟質(zhì)類材料、填料等物質(zhì)分散在水中，使用少量的表面活性劑穩(wěn)定其分散狀態(tài)，避免了大量表面活性劑造成的反溶和反向乳化問(wèn)題。同時(shí)，利用不飽和樹(shù)脂的常溫自然干燥成膜的特點(diǎn)，增加蠟?zāi)さ闹旅苄院头浪裕⒗盟员┧岱稚Ⅲw完成常溫快速固化和干燥的性能，不僅解決了傳統(tǒng)溶劑型產(chǎn)品的安全、環(huán)保問(wèn)題，也保證了生產(chǎn)線的施工性能，提供了長(zhǎng)期的防腐抗老化能力。

2 水性蠟的性能標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合商用車底盤的外觀、防銹、耐候性、環(huán)保及安全性的需求，同時(shí)便于施工、節(jié)約能源消耗，水性蠟的開(kāi)發(fā)目標(biāo)（圖1）和具體的性能標(biāo)準(zhǔn)（表1）如下：

1）環(huán)保及安全性：水性產(chǎn)品，不燃燒;

2）干燥性：常溫可滿足成膜溫度（低能耗）、快速表干、適合流水化生產(chǎn);

3）防銹性：耐鹽霧≥720h;

4）耐候性：人工老化≥1000h;

5）外觀：形成硬膜。

3 水性蠟性能實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

3.1 外觀

傳統(tǒng)溶劑型防銹蠟短時(shí)間內(nèi)不能形成硬膜，易粘灰，不美觀。水性蠟成膜后，為無(wú)色透明的硬質(zhì)膜，不會(huì)粘灰，外觀較好。

3.2 耐水性能

取電泳板，在電泳板上涂布水性蠟，按照GB/T 5209進(jìn)行耐水實(shí)驗(yàn)。浸泡240h后，實(shí)驗(yàn)板無(wú)起泡、失光等現(xiàn)象，蠟?zāi)ゎ伾霈F(xiàn)泛白，取出后干燥4h，可恢復(fù)到無(wú)色狀態(tài)。

3.3 耐鹽霧性能

取冷軋鋼板，用石油醚或無(wú)水乙醇清洗干凈（清洗三遍）、晾干，涂布水性蠟。測(cè)試720h后，實(shí)驗(yàn)板銹蝕點(diǎn)<10%。

3.4 耐人工加速老化性能

取電泳板，在電泳板上涂布水性蠟，按照GB/T 1865進(jìn)行耐人工加速老化實(shí)驗(yàn)。測(cè)試1000 h后，蠟?zāi)の窗l(fā)生粉化、生銹及裂紋現(xiàn)象。光澤略有降低，60°失光率≤5%。

3.5 與電泳涂層的配套性能

上述耐水、人工加速老化、自然老化、附著力、硬度實(shí)驗(yàn)，均是在電泳板上進(jìn)行，相當(dāng)于水性蠟與電泳漆配套后的復(fù)合涂層性能測(cè)試，都達(dá)到了預(yù)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.6 水性蠟對(duì)磕碰劃傷處的保護(hù)性能

在底盤件的裝配過(guò)程中，不可避免的會(huì)對(duì)底盤件電泳漆膜造成磕碰劃傷，進(jìn)而導(dǎo)致銹蝕。為模擬驗(yàn)證水性蠟對(duì)磕碰劃傷的保護(hù)性能，按照GB/T 1771方法，電泳漆膜劃“×”，劃痕透過(guò)涂層至底材，然后涂覆水性蠟（15μm），進(jìn)行1000h耐中性鹽霧試驗(yàn)。

4 水性蠟的施工工藝

不同于汽車內(nèi)腔水性蠟，應(yīng)用于商用車底盤的水性蠟有一些特殊的施工工藝要求。一是“速干”，噴涂水性蠟至整車淋雨測(cè)試工序之間約有40-50分鐘時(shí)間，要求蠟?zāi)ぷ匀怀?0分鐘內(nèi)快速表干（≥15℃），不需烘干。在淋雨過(guò)程中或淋雨后，表干后的蠟?zāi)o(wú)異常缺陷。在雨雪霧及低溫天氣下，自然固化受影響，需開(kāi)啟烘干爐進(jìn)行烘干。二是外觀美觀，商用車底盤，特別是二類底盤可以被用戶直接目視感知。蠟?zāi)ば铻闊o(wú)色透明，不粘灰。

5 水性蠟循環(huán)供料系統(tǒng)

為了適應(yīng)大量流水線生產(chǎn)，需配置水性蠟循環(huán)供料系統(tǒng)，主要包括中央供蠟設(shè)備、噴站出口元件、管路系統(tǒng)和溫控裝置。中央供蠟設(shè)備由泵、蠟處理組件、空氣處理組件和料桶組成。蠟處理組件主要包括穩(wěn)壓器、過(guò)濾器、補(bǔ)料泵、攪拌器、背壓調(diào)壓器?？諝馓幚斫M件主要包括空氣過(guò)濾器、調(diào)壓器、空打保護(hù)器等。對(duì)于人工噴涂，噴站出口元件主要包括噴槍、涂料及空氣調(diào)壓器、快接接頭、閥門、軟管等[2]。

水性蠟黏度較低，一般考慮選擇壓縮比小的泵。水性蠟循環(huán)供料系統(tǒng)需具備溫控和防銹能力。水性蠟的施工溫度一般控制在20℃-25℃，可采用水夾套罐，主循環(huán)管路采用保溫層，預(yù)算較高可采用管中管系統(tǒng)。隔膜泵、水夾套罐、管道及連接件等與水性蠟直接接觸的元件選用SUS304L不銹鋼材質(zhì)。

6 結(jié)語(yǔ)

水性蠟固化后，形成無(wú)色透明的硬質(zhì)膜，外觀優(yōu)于溶劑型防銹蠟。相對(duì)于電泳單涂層工藝，水性蠟與電泳漆復(fù)合涂層的耐老化性能、防銹性能得到了顯著提升。同時(shí)，水性蠟具備常溫快速干燥和固化的施工性能，適合流水化生產(chǎn)，也可解決傳統(tǒng)溶劑型產(chǎn)品的安全、環(huán)保問(wèn)題。

減少汽車涂裝的VOC排放，降低能源消耗，是汽車綠色涂裝技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。水性蠟材料的優(yōu)化開(kāi)發(fā)，可從源頭上降低VOC的排放，無(wú)烘干能耗，符合“環(huán)保、節(jié)能、安全”的發(fā)展方向，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 段雪娜.汽車水基型防腐蠟的應(yīng)用[J].電鍍與涂飾，2016年6期.

[2] 王錫春主編.涂裝車間設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2013.