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汽车用水性涂料及其涂装设备
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传统的汽车涂料是溶剂型涂料,其中的VOC(挥发性有机化合物:在通常压力条件下,挥发并参与大气光化学反应的有机化合物)挥发到大气中会危害人类健康、污染环境。随着人类环保意识的增强,各国相继制订了?;せ肪车姆ü?,限制VOC排入大气。

水性涂料可大大降低VOC的排放,水性中涂漆和水性底漆现已成为成熟的有效降低VOC排放量的涂料,在国外已实现商品化,在我国也有一些大的汽车公司使用。水性底漆可与溶剂型罩光清漆、水性清漆等配套。本文重点介绍汽车用水性中涂漆及水性底漆的组成及其静电涂装设备。

1水性涂料的特点

水性涂料是以水为溶剂或分散介质的涂料,由于水的特性与有机溶剂有很大不同,所以水性涂料相对于溶剂型涂料也有很大差异。在使用水性涂料时,熟知这些差异非常重要。

1.1表面张力大

水的表面张力比有机溶剂的表面张力大得多,水的表面张力为72mN/m,有机溶剂类约为25mN/m。由于表面张力的差异原因,在平整的钢板上滴落一滴水成圆形,假如是溶剂,则扩散开。

1.2难润湿、不易溶

与有机溶剂相比,水对颜料难润湿,与树脂不易混溶。

1.3汽化温度高

水的汽化温度高,会导致涂料喷涂时不易挥发、涂料雾化时不易蒸发、蒸发易受环境(湿度)影响。溶剂的挥发受温度影响大,溶剂的沸点可控制其挥发速度;水的蒸发受湿度影响大,很难控制。汽车用水性中涂漆及水性底漆在涂装工序中呈现出的蒸发的影响及控制难的问题

1.4易流挂

水性涂料与溶剂型涂料相比更易发生流挂弊病。为控制流挂,需要注意以下两点:一,控制涂装室的温、湿度;二,控制好涂料的黏度,赋予涂料触变性,保障喷涂时残留水分较多时也不会产生流挂。

1.5触变性

触变性是指在施加外力作用时黏度发生变化的现象。水性涂料的黏度随着搅拌力的增强而降低,如图2所示。水性涂料的触变性在涂装工艺中的体现

1.6气泡

如果水性涂料采用与溶剂型涂料相同的烘烤工序,则会导致漆膜中水分的残留(产生气泡),因此在水性涂料中导入了预热(P/H)工艺。导入P/H工艺能使漆膜里的水分得到充分的蒸发(NV>80%),从而防止烘烤时出现气泡、控制因体积收缩造成的流挂以及以热风使漆膜表面流平。

2汽车用水性涂料的基本问题及其防治

水性涂料的设计方案主要起因于水和有机溶剂的物理特性不同,因此在涂料和涂装设备方面必须要有相应的对策

汽车用水性涂料对涂装设备的要求

4.1输调漆系统

由于水是腐蚀介质,会造成金属腐蚀,引起设备损坏和产生金属离子,影响水性涂料的性能。因此水性涂料的贮漆容器和输送管路需使用不锈钢材质制作,并应经过化学钝化处理,另外还需要有针对水性涂料的高触变性的供给用软管及有足够处理能力的泵。水性涂料一般在供货时已经调整了黏度,在生产线调漆室不用稀释。

4.2静电喷涂设备

与溶剂型涂料相比,水性涂料电阻较小,如果用传统的静电印加方法会导致漏电,需要采用专用的静电喷涂设备。通常水性涂料采用直接(内部)带电方式和间接(外部)带电方式进行涂装

4.3喷漆室

喷漆室应采用不锈钢材质,与溶剂型涂料相比,水性涂料对涂装作业环境及施工条件等均有更高要求和严格规定。水性涂料对作业环境的要求:很佳相对湿度RH(65±5)%,温度(23±3)℃,空调系统风速0.3~0.5m/s。

4.4预热(P/H)装置

因水的蒸发率低,因此水性涂料喷涂后湿涂膜难晾干(湿涂膜中的水分必须蒸发掉90%以上,才能湿喷下一道涂料,并且防止烘干时的突沸引起气泡)。为加速水分蒸发,在水性涂料进行湿喷下一道涂料或烘烤之前,必须使湿漆膜经过预热(P/H)装置。



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