新型環(huán)保聚脲涂料在汽車上的應用研究

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
項目
檢測結果
檢測方法
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
-
凝膠時間(h)
1
1
1
-
 
表4  新型環(huán)保聚脲涂料的漆膜性能
項目
檢測結果
檢測方法
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
沖擊強度(N·cm)
490
490
392
GB/T 1732
劃格試驗(級)
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:1級;
抗石擊:4,C
GB/T 1771
GB/T 9286
Q/CAM-64.3
交變腐蝕試驗 (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:1級;
抗石擊:3,C
與電泳、粉末及其它涂層:
劃格試驗:1級;
抗石擊:3,C
與底涂層配套后:劃格試驗:1級;
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用

5.1在汽車底盤整體噴漆生產線上的應用
 2014年12月在某公司汽車底盤整體噴漆生產線上應用了新型環(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;采用集中輸調漆供漆方式,并配備精密配比系統(tǒng),實現(xiàn)涂料主劑、固化劑精密配比,均勻分散。漆膜固化可實現(xiàn)45℃X20min表干,漆膜不粘手,不影響后續(xù)裝配工序,這也是本生產線采用聚脲涂料的靚點。噴涂聚脲涂料后涂層達到性能: 耐鹽霧1008h; 耐老化720h。該涂裝線是國內第一條實現(xiàn)汽車底盤整體噴漆的生產線,提升了底盤件的防銹質量和耐候質量,提高了產品的競爭力,達到了國際領先水平。

5.2在某轎車燃油箱總成外壁涂裝上的應用
某轎車燃油箱總成底材為單面鍍鋅鋼板(即燃油箱內壁為鍍鋅鋼板、外壁為普通鋼板),涂層標準要求耐腐蝕達到840h。由于該燃油箱總成已預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:燃油箱外壁進行鋅鹽磷化處理(將油箱孔封住,避免前處理液體進入油箱內壁)→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到涂層標準要求。

5.3在某客車車身蒙皮表面做為電泳修補漆應用
某客車車身目前的涂裝工藝為:蒙皮(冷軋鋼板)電泳 、側圍骨架電泳,再與前后圍骨架(帶玻璃鋼) 焊接在一起。用砂輪打磨焊點,導致焊點周圍的電泳涂層脫落、露出底材(圖4),影響涂層防腐性能,因此需要噴涂修補涂料。修補涂料要求低溫快干,耐腐蝕性能優(yōu)異、與電泳漆、膩子和中涂具有良好的配套性。原采用環(huán)氧雙組份修補涂料,存在漆膜干燥慢、耐腐蝕性能差的質量問題。采用新型聚脲底漆,涂裝工藝為:砂輪打磨焊點→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、膩子和中涂具有良好配套性。

6 成本分析
采用新型環(huán)保聚脲涂料后,與目前應用的溶劑型涂料、防銹蠟比較,成本分析見表5。
表5   成本分析
 
涂料消耗kg/輛
涂料價格(含稅)元/kg
輛/元
底盤整體噴漆
防護蠟
-
-
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
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 結論
與國內涂料公司及樹脂生產廠聯(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)、施工工藝簡單、漆膜兼并耐腐性能和耐候性能等優(yōu)點,可以根據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用聚脲底面合一涂料,全面提升了整車底盤件的耐候質量和耐腐蝕質量,建議推廣應用。在環(huán)保政策日趨嚴格的環(huán)境下,高固體分溶劑型涂料的應用具有廣闊的市場前景,而新型環(huán)保聚脲涂料在汽車上的應用,是一場汽車涂裝的綠色革命。

8 下一步應開展的工作
針對聚脲涂料的凝膠時間建議提高到2h以上,方便生產線使用,涂料廠家和樹脂廠正在調整配方,改進此項性能;
針對聚脲底漆耐酸性能稍差,建議改進;
針對低溫聚脲面漆的自然曝曬性能還在進行,目前已接近一年,檢測數(shù)據滿足標準要求。兩年實驗結束后,再決定生產線上是否應用。
(詳情見《現(xiàn)代涂料與涂裝》2016-9期)