新型環(huán)保聚脲涂料在汽車上的應(yīng)用研究

2018-09-18 20:25:13·  來源：現(xiàn)代涂料與涂裝
　
表3新型環(huán)保聚脲涂料的原漆性能及施工性能
項(xiàng)目
檢測(cè)結(jié)果
檢測(cè)方法
聚脲底漆
聚脲底面合一涂料
聚脲低溫面漆
原漆固體分（%）
主劑：84.8，
固化劑：89
主劑：83.5，
固化劑：87
紅色，主劑：60.4，固化劑：75；
白色，主劑：71.2，固化劑：75；
灰色，主劑：59.7，固化劑：75
GB/T 1725
細(xì)度（mm）
30
25
紅、白色：15；
灰色：30
GB/T 1724
施工固體分（%）
80~81
60.6
紅色：57.3
白色：64.3
灰色：60.5
GB/T 1725
施工粘度（s）
24~25 （23 ℃）
22~23 （23 ℃）
19~22 （23 ℃）
GB/T 1723
施工配比
固化劑∶原漆：溶劑=（16~18）：100：（10~14）
固化劑∶原漆：溶劑=18：100：7
固化劑∶原漆：溶劑=（20~35）：100：7
-
烘干規(guī)范
（60~100）℃X30min
45℃X20min；（60~80）℃X30min
（60~80）℃X30min
-
凝膠時(shí)間（h）
1
1
1
-
 
表4  新型環(huán)保聚脲涂料的漆膜性能
項(xiàng)目
檢測(cè)結(jié)果
檢測(cè)方法
聚脲底漆
聚脲底面合一涂料
聚脲低溫面漆
顏色與外觀
黑色，平整光滑、無漆膜弊病
黑色，平整光滑、無漆膜弊病
紅、白、灰色，平整光滑、無漆膜弊病
目視
膜厚（μm）
45～56（23~27）
25~30
33~38（面漆層）
GB/T 13452.2
桔皮
-
-
紅色：L/S=7.6/15
白色：L/S=6.4/13
Q/CAM-64.12
沖擊強(qiáng)度（N·cm）
490
490
392
GB/T 1732
劃格試驗(yàn)（級(jí)）
1
1
1
GB/T 9286
光澤（60°）（GU）
30
85
92~93（200紅、白色）
10（850灰色）
GB/T 9754
鉛筆硬度
2H
2H
HB
GB/T 6739
柔韌性（mm）
1
1
1
GB/T 1731
杯突（mm）
4.0
4.5
5.5
GB/T 9753
耐酸性（h）
Rac2
Rac1
Rac1
Q/CAM-64.5
耐堿性（h）
Ral1
Ral1
Ral1
Q/CAM-64.6
耐濕性（h）
240，漆膜無變化 
240，漆膜無變化
240，漆膜無變化
GB/T 13893
耐鹽霧性（h）
840（磷化處理）
504（無磷化）
504（單涂層）
＞1008(+電泳)
240 h后，
劃格試驗(yàn)：1級(jí)；
抗石擊：4，C
GB/T 1771
GB/T 9286
Q/CAM-64.3
交變腐蝕試驗(yàn) (循環(huán))
30（磷化處理）
20（無磷化）
20（單涂層）
＞30(+電泳)
-
Q/CAM-62.2
耐老化（h）
-
500，失光率12.5%
1500，失光率：3%（紅色）、1.9%（白色）、8.9%（灰色）
GB/T 1865
涂層配套性
與上涂層配套后：劃格試驗(yàn)：1級(jí)；
抗石擊：3，C
與電泳、粉末及其它涂層：
劃格試驗(yàn)：1級(jí)；
抗石擊：3，C
與底涂層配套后：劃格試驗(yàn)：1級(jí)；
抗石擊：4，C
GB/T 9286
Q/CAM-64.3
 

5 新型環(huán)保聚脲涂料在汽車上的應(yīng)用

5．1在汽車底盤整體噴漆生產(chǎn)線上的應(yīng)用
 2014年12月在某公司汽車底盤整體噴漆生產(chǎn)線上應(yīng)用了新型環(huán)保聚脲底面合一涂料，涂裝工藝為： 遮蔽-打麼-擦拭-噴漆-卸遮蔽-烘干。聚脲底面合一涂料施工參數(shù)：施工粘度（20~30）s（25℃，涂-4杯）；施工固體分60.6%；膜厚（25~30）μm；采用集中輸調(diào)漆供漆方式，并配備精密配比系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)涂料主劑、固化劑精密配比，均勻分散。漆膜固化可實(shí)現(xiàn)45℃X20min表干，漆膜不粘手，不影響后續(xù)裝配工序，這也是本生產(chǎn)線采用聚脲涂料的靚點(diǎn)。噴涂聚脲涂料后涂層達(dá)到性能： 耐鹽霧1008h； 耐老化720h。該涂裝線是國內(nèi)第一條實(shí)現(xiàn)汽車底盤整體噴漆的生產(chǎn)線，提升了底盤件的防銹質(zhì)量和耐候質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

5．2在某轎車燃油箱總成外壁涂裝上的應(yīng)用
某轎車燃油箱總成底材為單面鍍鋅鋼板（即燃油箱內(nèi)壁為鍍鋅鋼板、外壁為普通鋼板），涂層標(biāo)準(zhǔn)要求耐腐蝕達(dá)到840h。由于該燃油箱總成已預(yù)裝橡膠件需和總成一起涂裝，所選涂料的烘干溫度不能超過110 ℃。因此，不能采用通常的耐腐蝕性能優(yōu)異的陰極電泳涂裝和粉末涂裝 。選用了新型聚脲底漆， 涂裝工藝為：燃油箱外壁進(jìn)行鋅鹽磷化處理（將油箱孔封住，避免前處理液體進(jìn)入油箱內(nèi)壁）→手工噴涂新型聚脲底漆→烘干(100 ℃×30 min)。聚脲底漆施工參數(shù)：施工粘度（22~24）s（23℃，涂-4杯）；施工固體分81%；聚脲涂料:固化劑:稀釋劑=100:16:14，膜厚（45~56）μm，涂層耐腐蝕性能及其它性能達(dá)到涂層標(biāo)準(zhǔn)要求。

5．3在某客車車身蒙皮表面做為電泳修補(bǔ)漆應(yīng)用
某客車車身目前的涂裝工藝為：蒙皮（冷軋鋼板）電泳 、側(cè)圍骨架電泳，再與前后圍骨架（帶玻璃鋼） 焊接在一起。用砂輪打磨焊點(diǎn)，導(dǎo)致焊點(diǎn)周圍的電泳涂層脫落、露出底材（圖4），影響涂層防腐性能，因此需要噴涂修補(bǔ)涂料。修補(bǔ)涂料要求低溫快干，耐腐蝕性能優(yōu)異、與電泳漆、膩?zhàn)雍椭型烤哂辛己玫呐涮仔?。原采用環(huán)氧雙組份修補(bǔ)涂料，存在漆膜干燥慢、耐腐蝕性能差的質(zhì)量問題。采用新型聚脲底漆，涂裝工藝為：砂輪打磨焊點(diǎn)→手工擦凈→手工噴涂聚脲底漆→烘干。聚脲底漆施工參數(shù)：施工配比：聚脲底漆∶固化劑：稀釋劑=100∶18：10；施工固體分：80.5%；施工粘度：23s（23℃，涂-4杯）；烘干規(guī)范：80 ℃×30 min。漆膜厚度為（23～30 ）µm，漆膜外觀平整、光滑，無漆膜弊病，與電泳漆、膩?zhàn)雍椭型烤哂辛己门涮仔浴?/div>

6 成本分析
采用新型環(huán)保聚脲涂料后，與目前應(yīng)用的溶劑型涂料、防銹蠟比較，成本分析見表5。
表5   成本分析
 
涂料消耗kg/輛
涂料價(jià)格（含稅）元/kg
輛/元
底盤整體噴漆
防護(hù)蠟
-
-
80
聚脲底面合一涂料
2.3
50
115
材料成本
提高35元/輛
電泳修補(bǔ)
環(huán)氧底漆
2.0
76.92
153.84
聚脲底漆
1.5
32
48
材料成本
降低105.84元/輛
客車車身
極地白溶劑型面漆
0.6
67.69
40.614
聚脲面漆
0.5
52
36
材料成本
降低4.614元/輛
燃油箱外壁
溶劑型涂料
5.9元/m2
聚脲底漆
5.7元/m2
綜合成本
降低0.2元/m2

7 結(jié)論
與國內(nèi)涂料公司及樹脂生產(chǎn)廠聯(lián)合開發(fā)出的新型環(huán)保聚脲涂料，克服了第一、二代聚脲涂料存在的不足。新型環(huán)保聚脲涂料具有節(jié)能（固化溫度低）、環(huán)保（施工固體分高）、施工工藝簡(jiǎn)單、漆膜兼并耐腐性能和耐候性能等優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)汽車零部件涂層性能的要求選擇使用不同種類的聚脲涂料。尤其是汽車底盤整體噴漆應(yīng)用聚脲底面合一涂料，全面提升了整車底盤件的耐候質(zhì)量和耐腐蝕質(zhì)量，建議推廣應(yīng)用。在環(huán)保政策日趨嚴(yán)格的環(huán)境下，高固體分溶劑型涂料的應(yīng)用具有廣闊的市場(chǎng)前景，而新型環(huán)保聚脲涂料在汽車上的應(yīng)用，是一場(chǎng)汽車涂裝的綠色革命。

8 下一步應(yīng)開展的工作
針對(duì)聚脲涂料的凝膠時(shí)間建議提高到2h以上，方便生產(chǎn)線使用，涂料廠家和樹脂廠正在調(diào)整配方，改進(jìn)此項(xiàng)性能；
針對(duì)聚脲底漆耐酸性能稍差，建議改進(jìn)；
針對(duì)低溫聚脲面漆的自然曝曬性能還在進(jìn)行，目前已接近一年，檢測(cè)數(shù)據(jù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。兩年實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，再?zèng)Q定生產(chǎn)線上是否應(yīng)用。
（詳情見《現(xiàn)代涂料與涂裝》2016-9期）