汽车水性油漆实施的探讨

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1、汽车水性油漆实施的探讨1、概述水性漆的使用源于20世纪70年代环保法规对有机污染物排放的限制，在美国西部的部分汽车生产厂开始使用水性油漆。80年代，德国开始关注水性漆，并于1986年开始使用水性漆。90年代，美国的汽车生产厂商开始对现有溶剂型油漆生产厂进行水性漆转换。在欧洲和美国，新建的汽车厂都已开始使用水性漆。水性漆之所以倍受青睐是因为相对于溶剂型油漆在技术上具有如下优点。a.环保及安全。众所周知，溶剂型油漆主要以芳香族化合物组成的溶剂作为载体（溶剂含量可达60%以上），溶剂属于易挥发、易燃、易爆物，对环境会造成污染，长期吸入有害人体健康。水溶性油漆，顾名思义以纯水为载体，而水无

2、污染、无毒害。除此之外，用于油漆管道的清洗以及颜色更换清洗所使用的溶剂也将更换为水溶性的清洗溶剂。总而言之，水溶性油漆既环保安全，又可最大限度地减少对人体健康的损害。b.外观及质量。水溶性油漆相对溶剂型油漆而言，对后道罩光清漆的相容性更好，有利于生产工艺的控制和产品的选择；同时，由于水性漆具有更好的金属颗粒的排列性，对目前使用越来越广泛的金属漆具有更好的视觉效果。c.油漆材料技术发展趋势。当前，全球范围色漆的发展都基于水性漆技术，材料供应商的主要技术开发能力已不再用于溶剂型色漆材料。这意味着，如果在国内使用溶剂型油漆将导致无法实现与国际同步，而是要花费很大的精力进行水溶性到溶剂型油

3、漆材料的转化和认证。在全球范围内，水性漆技术越来越广泛的被汽车厂商采用，已成为技术发展的必然趋势。溶剂型和水溶性油漆由于自身材料的不同，导致施工方式和设备需求的不同。如果在车间设计时未能充分考虑水性漆的需求而预留改造的空间，则不能在此基础上实施水溶性油漆。2、水性色漆施工设备需求2.1喷涂施工方式溶剂型油漆自动喷涂机采用内部加电方式，而水溶性油漆在使用的初期全部为外部加电方式。外部加电方式具有技术成熟、溶剂型油漆向水性油漆转化其设备改造简单、速度快和成本低的优势。但由于外置的加电手指的原因，也造成了一些不足：手指容易积油漆，清洁频次增加；手指对机器悬杯移动速度和环境湿度比较敏感，会

4、造成油漆施工传输效率下降，影响漆膜外观质量。随着技术的发展，现在水溶性油漆内部加电方式已经在汽车涂装生产线上开始应用。内部加电主要有2种方式：一种是每次喷涂前将水溶性油漆注人集成在机器人手臂上的漆罐里，完成加电后进行喷涂，每次完成喷涂后再返回原位进行加漆，适用于低链速或步进式的生产方式；另一种方式是使用2套漆罐，可放置在喷房外面，其中一套在进行喷涂时，另外一套进行清洗，可实现连续式生产。目前，提供水性漆内部加电方式的喷涂设备厂商主要有Diierr公司和Fanuc公司等。溶剂型油漆和水性油漆的静电喷涂悬杯的不同加电方式分别见图1、图2。2.2闪干方式众所周知，色漆和清漆的“湿碰湿”工

5、艺要求在进行清漆施工之前，色漆表面的溶剂或水含量必须挥发到一定程度以确保质量和外观。通常情况下测得色漆和清漆之间的闪干时间在1-5min之间。溶剂型油漆依靠自身闪干可以达到这个要求。水性漆则需要借助加热烘烤来达到脱水率的要求。而在色漆喷涂之后进人加热闪干之前的室温闪干大约在1-5min。闪干区的要求详见图3、表1。加热闪干的通道设计通常推荐为八角形，因为这种设计能够最大化地利用热效率，确保热空气垂直喷到车身表面，从而可以适当减少满足脱水率前提下的工艺时间，减少工艺长度。为满足水性漆加热和脱水的要求，加热闪干区域必须设计成为温度和湿度均可调整。最常见的调整湿度的办法就是在循环空气中加

6、人新鲜空气。新鲜空气的置换比例取决于当地的环境条件。在干燥的冬季，只需很少的新鲜空气（5%）置换即可，而在湿热的季节（>27℃和80%的相对湿度），可能需要非常大的新鲜空气置换量。还有另外一个可选的办法是对循环空气除湿。2.3输调漆系统溶剂型系统管路材料比较随意，不锈钢和碳钢系统均可，而水性漆管路则必须选用不锈钢加钝化处理的设计。回压设计上必须使用低剪切力的回压阀。水性漆对油漆的液位控制系统也有较高的要求，因为水溶性的液体在容器内液位下降后，附着在容器壁上的油漆，由于水的挥发容易产生粉末剥落，且无法因为新油漆的加入而得到消除，因此影响喷涂质量。而溶剂型油漆因为加新漆时溶剂自身可冲洗

7、容器内壁，则没有这种情况发生。在国外的许多调漆间设计中，油漆在供应商工厂已经全部调整完毕，所以使用一个储漆缸来存放油漆，而来料包装则直接放在高处的架子上靠重力保持储漆缸的液位，见图4。而在国内，基本上还是使用桶包装，所以需要在来料桶、油漆储存缸和输漆缸间保持缸内液位的稳定，见图5。3、水性色漆施工工艺3.1水性漆的存储和运输水性漆对存储和搬运方面有一些特殊的要求。因为水的本性致使水性漆对温度非常敏感，如果水性漆存储在0℃以下的环境内，油漆的可溶解性就会发生变化，因而导