汽車原廠水性漆B1B2涂裝工藝外觀影響因素分析

楊學(xué)紅,魏 偉,閆 欣

(1.PPG涂料(天津)有限公司 技術(shù)部，天津 濱海 300457；2.承德石油高等專科學(xué)校 人事處，河北 承德 067000)

1 背景資料

隨著國家對節(jié)能環(huán)保重視程度越來越高，車廠對于成本控制越來越嚴格，汽車原廠漆逐步從傳統(tǒng)的三涂兩烘工藝和三涂一烘工藝向B1B2(B2為正常的水性色漆體系，B1為代替?zhèn)鹘y(tǒng)中涂的色漆)工藝切換，B1B2工藝更加的節(jié)能，但是外觀挑戰(zhàn)也更高。本文重點從涂裝材料和涂裝工藝角度介紹了水性B1B2工藝，由于面臨較大的外觀挑戰(zhàn)，本文從電泳，中涂，色漆以及罩光清漆等幾個方面淺談對外觀的影響因素[1]。

2 水性B1B2涂料體系介紹

2.1 水性B1B2涂料產(chǎn)品參數(shù)介紹

傳統(tǒng)的水性涂料體系中，水性中涂施工膜厚為25 μm～35 μm，烘烤條件為130 ℃～160 ℃/30 min。相比傳統(tǒng)的水性涂料體系，水性B1B2涂料體系水性功能中涂B1施工膜厚為15 μm～22 μm，B1只需要在23～25 ℃下，50%～70%的濕度下閃干3～5 min后噴涂B2。車身B1漆膜厚度大約降低了10～20 mm。低的B1膜厚使得B1一遍成膜變得更加的容易，同時低的B1施工膜厚使得旋杯有足夠多的霧化能力來改變車身B1濕膜的干濕來調(diào)節(jié)漆膜的流平情況。

傳統(tǒng)的水性涂料體系與水性B1B2涂料體系產(chǎn)品參數(shù)見表1[2]。

2.2 噴涂工藝介紹

水性B1B2涂料的涂裝工藝中取消了中涂烘干、中涂后打磨工段，減少了生產(chǎn)能耗、人員，及設(shè)備投資，車間運行能耗減少了20%～35%。生產(chǎn)工序的縮減，降低了車身的污染機會，水性B1B2和傳統(tǒng)的水性涂料車相比不良點數(shù)減少了20%左右。同時水性B1B2涂料的涂裝工藝取消了中涂的打磨工位，減少了人員投入，節(jié)約人力成本。與水性B1B2涂料體系涂裝工藝對比見圖1。

表1 傳統(tǒng)水性三涂兩烘涂料體系與水性B1B2涂料體系產(chǎn)品參數(shù)

水性三涂兩烘工藝示意圖

水性B1B2工藝示意圖

2.3 水性B1B2涂料體系的優(yōu)點

2.3.1 水性B1B2涂料體系的顏色覆蓋能力

與傳統(tǒng)的水性涂料體系相比，水性B1B2涂料體系中的色漆與中涂之間存在一定的相互作用，這種相互作用有利于色漆中效果顏料的排布，因此水性B1B2涂料體系具有更寬的顏色覆蓋能力[3]。

2.3.2 水性B1B2涂料體系的性能

與傳統(tǒng)的水性涂料體系相比，水性B1B2涂料體系中的中涂采用一種新型的聚氨酯-丙烯酸核殼結(jié)構(gòu)樹脂，這種樹脂賦予水性B1B2涂料體系優(yōu)異的抗石擊性能。

2.4 水性B1B2涂料體系面臨的外觀挑戰(zhàn)

與傳統(tǒng)的水性涂料體系相比，水性B1B2涂料體系具有低的B1膜厚，低的B1膜厚使得B1對底材以及電泳板的粗糙度具有低的遮蓋能力，最終導(dǎo)致全圖層體系外觀變差。可以采取以下的措施來解決這個問題：(1)控制底材的粗糙度，需要控制底材的Ra<1.25 μ，峰數(shù)<100，電泳板cut-off 2.5 Ra≤0.3 μ；(2)采用外觀更好的雙組分清漆(主要使用異氰酸酯類固化劑)；(3)在色漆脫水后需要有冷卻裝置，使得車身在噴涂清漆前的溫度小于32 ℃[4-5]。

3 B1和B2膜厚，溫濕度以及清漆對外觀的影響

3.1 B1和B2膜厚對整體外觀的影響

通過對B1和B2膜厚對外觀影響的研究表明，在單色白B1和B2上，隨著B1膜厚的增加和B2膜厚的降低，垂直面的R值提高，水平面的R值稍微降低。在家屬紅色漆B1和B2上，隨著B1膜厚的增加和B2膜厚的降低，垂直面的R值提高，水平面的R值變化規(guī)律性不強。

3.2 B1和B2噴涂溫濕度對整體外觀的影響

通過對B1和B2噴涂溫濕度對外觀影響的研究表明，溫度變化對外觀影響不大，濕度變化對外觀影響較大，在不同的溫度下具體影響的幅度不一致，本研究以銀色金屬漆為例。隨著濕度的增加，垂直面的R值增加。

3.3 清漆膜厚調(diào)整對整體外觀的影響

通過對罩光清漆膜厚變化對外觀影響的研究表明，膜厚往高限噴涂外觀會有比較大的提高，罩光清漆在不同色漆上面具體提高的幅度不一致，本研究以銀色金屬漆為例。1#膜厚為50 μm，2#膜厚為55 μm，DOI變化不大。做罩光清漆膜厚調(diào)整的時候需要注意不要發(fā)生流掛以及popping等缺陷的產(chǎn)生，特別是在不規(guī)則區(qū)域容易發(fā)生流掛，需要對施工參數(shù)做相應(yīng)的調(diào)整[6]。

4 總結(jié)

總體而言，與傳統(tǒng)的水性涂料體系相比，水性B1B2涂料體系具有低單車耗量，低能耗，低人力投入以及高產(chǎn)能的優(yōu)點：

(1)低單車耗量:由于低的中涂施工膜厚使得總體單車耗量降低15%左右。

(2)低能耗:與傳統(tǒng)的水性涂料體系中涂需要完成烘烤相比，水性B1B2涂料體系的中涂只需要做脫水處理。整體車間的能耗減少20%～35%。

(3)低人力投入:與傳統(tǒng)的水性涂料體系相比，水性B1B2涂料的涂裝工藝取消了中涂的打磨工位，減少了人員投入，節(jié)約人力成本。

(4)高產(chǎn)能:與傳統(tǒng)的水性涂料體系相比，水性B1B2涂料體系取消了中涂的完全烘烤以及中涂的打磨處理，使得整體涂裝線變短，提高了車廠的產(chǎn)能。

外觀方面B1B2工藝比傳統(tǒng)的三涂兩烘工藝外觀調(diào)整更多，根據(jù)研究結(jié)果，結(jié)論如下：

(1)控制B1和B2噴涂的溫濕度，可以改善B1和B2的流平，從而改善整體外觀表現(xiàn)；

(2)調(diào)整B1和B2的噴涂膜厚可以對整體外觀有一定的提高，需要關(guān)注顏色穩(wěn)定性，流掛以及UV-Trans的測試結(jié)果；

(3)調(diào)整清漆的膜厚對整體外觀提高具有比較大的提高，需要關(guān)注不規(guī)則區(qū)域的流掛，同時由于膜厚提高需要關(guān)注popping等施工缺陷。