高功能塑料在汽車中正得到越來越多的應用。使用塑料有助於減輕汽車重量,汽車重量每減少10%,燃料經濟性可提高5%,汽車製造商適應塑料代替傳統的鋼製材料還可降低成本。塑料可提高汽車製造商設計的靈活性。塑料在汽車中的成功應用更使汽車成本得以降低,一個簡單的注模塑料部件可起到許多金屬部件焊接在一起的功能,塑料可模鑄成比鋼組合件更為複雜的形狀,可減少集成過程中所用的部件數。注模的塑料部件也具有美學效果,而使用傳統的材料如鋼和玻璃很難達到,如玻璃前燈透鏡用聚碳酸酯材料替代。

當今世界的全球暖化問題涉及到的氣體排放也是一個很大的動力。在許多汽車生產商的評估項目中,燃料消費和二氧化碳排放是考慮的關鍵因素。應用開發信息表明,用聚碳酸酯(PC)替代玻璃的環境效益包括重量、安全和設計。

水性漆之所以被受青睞是因為他對溶劑型漆在技術上具有下優點:
1.環保及安全 : 眾所皆知溶劑型漆主要以芳香族化合物組成的溶劑為載體(溶劑含量可達60%以上),溶劑屬於易揮發、易燃易爆物,對環境會造成汙染,長期吸入有害人體健康。而水溶性漆以純水為載體,水無汙染、無毒害、減少對人體的傷害

2.外觀及質量 : 水性漆相較溶劑型漆而言,兼容性更好,有利於工藝的技術調整與產品的選擇;水性漆具有更好的金屬顆粒的排列性,對目前使用越來越廣泛的金屬漆具有更好的視覺效果。

3.油漆材料的技術發展趨勢,當前全球色漆發展都基於水性漆技術,材料供應商主要技術開發重點已不再用溶劑形色漆材料。水性漆應用已深入車用零件、汽車烤漆廠、航太物件廠等等大型物件….。

塑料件水性漆施工設備需求

噴塗施工方式

溶劑型漆自動噴塗機採用內部加電方式,而水性漆在使用初期全部為外部加電方式。外部加電方式具有技術成熟、溶劑型向水性漆的轉化設備改造簡單、速度快、成本低的優勢。但由於外置加電手指的原因,造成了一些不足:手指容易積油漆,清潔次數增加,手指對機器懸杯移動速度和環境濕度比較敏感,會造成油漆施工傳輸效率的下降,影響漆膜外觀質量。隨著技術的發展,現在水性漆內部加電方式已經在塑料件塗裝生產線上開始應用,內部加電主要有兩種方式:一種是每次噴塗前將水性漆注入集成在機器人手臂上的漆罐裡,完成家電後進行噴塗,每次完成噴塗後再返回原為進行加漆。另一種方式使用兩套漆罐,可放置再噴房外面,一套在進行噴塗時,另套進行清洗,可實現連續式生產。

烘烤/乾燥方式

色漆和青漆的溼碰溼工藝要求再進行清漆施工前,色漆表面的容劑或水含量必須揮發到一定程度來確保質量和外觀。
通常一般情況下測得色漆和色漆之間烘烤時間再1~5min間,溶劑型漆依自身烘烤可以達到這個要求,水性漆則需要借助加熱烘烤來達脫水率的要求,而在色漆噴塗厚進行加熱烘乾,加熱烘乾的通道設計建議採用八角形,因為這種設計烘乾效果最好,熱空氣垂直噴到車身表面,從中可以適當減少脫水的時間。

為了滿足水性漆烘乾要求,烤箱室要設計有溫度和濕度調整的功能,最常見的調整溼度方法就是再循環空氣中加入新鮮空氣,新鮮空氣的抽換比例取決於當地的環境條件。

輸調漆系統

溶劑型遊漆系統管路材料比較隨意,不鏽鋼和碳鋼系統均可,而水性漆管路則必須選用不鏽鋼家鈍化處理設計。回壓設計上必須使用低剪切力的回壓閥;水性漆對遊漆的液位控制系統也有較高的要求,因為水溶性的液體在容器內液位下降後,附著在容器壁上的油漆,由於水的揮發容易產生粉末剝落,且無法因為新油漆的加入而得到消除,因此影響噴塗質量。而溶劑型油漆因為加新漆時溶劑自身可沖洗容器內壁,則沒有這種情況發生。在國外的許多調漆間設計中,油漆在供應商工廠已經全部調整完畢,所以使用一個儲漆缸來存放油漆,而來料包裝則直接放在高處的架子上靠重力保持儲漆缸的液位。而在國內,基本上還是使用桶包裝,所以需要在來料桶、油漆儲存缸和輸漆缸間保持缸內液位的穩定。

塑料件水性漆施工工藝

水性漆的存儲和輸送

水性漆對存儲和搬運方面有一些特殊的要求。因為水的本性致使水性漆對溫度非常敏感,如果水性漆存儲在零度以下的環境內,油漆的可溶解性就會發生變化,因而導致油漆中的一些重要成分發生沉澱。在這種情況下,水性漆會變得不均勻並可能會析出晶粒。即使對這樣的水性漆再加熱,也無法使其回復到均勻的狀態,油漆的特性將會被徹底破壞。另一方面,由於油漆內含有水,水會對傳統存儲油漆的容器進行腐蝕,同時油漆本身容易受二價鐵離子的影響而改變其流變性能。這就要求所有存儲水性油漆的容器必須是不銹鋼或者塑料製成。

溫度條件為5~30℃,在運輸過程中需要根據環境溫度進行加熱或冷卻,進行運輸的車輛必須能進行控溫,水性漆存儲區域和調漆間都必須其有溫控功能。

水性漆可以穩定地存放3個月,超過這一時間則需要對油漆進行重新評估,否則無法保證噴塗的品質,具體的保存時間可能因不同的油漆供應商而略有不同。

對調漆室而言,環境溫度應該控制在20~28℃,必要的時候可以使用熱交換器來保持油漆溫度。所以最佳的儲存和運輸方式就是讓水性漆處於恆溫下,這樣在添加新油漆的時候就不需要進行溫度調整了。

調漆室工藝參數控制

黏度對傳統的油漆來說是很重要的工藝參數。而對水性漆來說黏度與傳統溶劑型油漆溶劑有比較大的差別,水性漆的黏度受切力的影響變化很大,在低切力的環境下靜止放於容器內可以達到很高的黏度,而在管路內循環或逕過自動噴塗機換色閥進行噴塗的瞬間,由高切力的作用,水性漆的黏度可以降很多。傳統的溶劑型黏度隨切力變化很小,通常我們使用FiShe或Ford杯來進行溶劑型漆與水性漆黏度的測試,如果要更精確檢測黏度可以使用旋轉式黏度測試設備,分別測定水性漆在不同切力條件下的黏度。

水性黏度對溫度的敏感性比溶劑型來說會弱一點,水性漆技術需要注意低切應力控制、穩定的流量以及避免高壓系統,高切率、高流量及高壓都會讓水性色漆加速老化,直接影響噴塗品質,為避免這些狀況需要注意以下幾點:

1.供漆壓力、背壓、流速的設定
2.在開始排產前2-3H打開系統循環
3.長時間停止生產,盡可能在生產結束前再系統內保留較低液位,停產期間處理方法同上,再恢復生產前加入新的油漆進行循環混合。水性漆使用的清洗溶劑與溶劑色漆完全不同,其主要成分水(80~90%),其餘溶劑AMIN。
*需注意清洗溶劑的溫度對清洗效果有較大影響,所以水性漆清洗溶劑溫度數值也要留意,通常是40~50度左右。

健裕水性漆的施工特性

因為水性漆含水量高,噴房所使用的器具需是不鏽鋼或塑料且不能與油漆系統用具混合使用。溫度和濕度是噴房內所需要注意調整的工藝參數,通常建議溫度25±2℃、濕度是65±5%;塑料物件良好的絕緣姓、表面電阻通常>1012Ω,實際應用中<0.3X106Ω(參考數值)

水性漆中最重要的添加劑是流變控制劑或稱RCA,它通過分散的聚合物顆粒交互作用,對流變性能產生重要影響,這會使低固分的金屬漆有高效果Flop;而RCA可以讓單色漆膜厚厚不會產生流鼻涕或色差。
一間水性漆烘烤房通常含水量控制在10%左右,含水過多容易起針孔,太少則會影響清漆施作;最終含水量的多寡通過含水量檢測來確定,可依下面方式檢測:

1.準備20X20CM的鋁箔/片秤其質量,將鋁箔/片固定於車身不同部位,通過自動噴塗機噴塗後進入烤箱室烘烤
2.待車身出烤箱室後取下鋁箔/片再次秤其質量
3.最後計算出車身上不同區域的失水率(要求在90%左右)

點修補的修補工藝基本上與溶劑型漆的修補工藝相同,修補材料可以直接使用線上的水性漆。在高溫烘烤的時候需要注意控制升溫速度,過快會導致出現針孔,建議可以先使用熱風吹後用烤燈進行烘烤。

健裕水性漆質量問題

與溶劑型漆施工過程相比,水性漆存在的最大問題是容易產生氣泡和針孔,其根本原因是水性漆中含有大量的水在施工過程中無法及時揮發,在烘房烘烤升溫過程中迅速揮發產生氣泡或針孔。

在施工過程中如果發現針孔或氣泡,可以從以下幾個方面尋找原因:

1.色漆膜厚過厚,特別注意邊緣區域,手工可能會影響到外表面區域,表面漆膜厚度是否均勻等
2.色漆烘烤狀態,經過烘房厚車身表面是否過濕,可以通過含水率測試來判斷
3.面漆烘房曲線,尤其升溫段,對水性漆而言升溫速度比溶劑型的還要敏感的多
4.清漆的膜厚是否過厚

21世紀後德國已有超過100%塑料件塗裝生產線是用水性漆生產,美國有95%以上塑料件塗裝生產線是用水性漆生產;而亞洲主流汽機車車廠供應商已大量轉換成水性漆來進行生產,隨著全球各國環保法規的日益嚴格,水性漆儼然成為發展趨勢。