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水性涂料系列

水性涂料在车身涂装中的应用现状及发展趋势

文字:[大][中][小] 2016-12-27 07:36  浏览次数:

  ca88亚洲城娱乐。若是说阴极电泳涂料普及使用是涂拆手艺前进的凸起表现的线年代初起头逐渐普及使用的水性中涂和面漆则是汽车涂拆应对环保律例的主要表现,使用水性涂料,可使车身涂拆的VOC排放降到20g/m2,低于欧洲45g/m2的VOC尺度。

  然而,正在VOC排放显著降低的同时,带来成本、能耗的提高和施工办理复杂化等问题,近几年材料、工艺、设备等方面的手艺前进,已使这些问题逐渐获得处理。

  但跟着对汽车生命周期办理的相关律例的推出,汽车涂拆水性化仍然面对诸多挑和。本文环绕水性涂料正在车身涂拆范畴相关的手艺前进做以小结和瞻望,供同业参考。

  家喻户晓,欧、美、日等汽车发财国度和地域,对汽车涂拆均有严酷的强制VOC排放要求。为应对VOC排放的尺度要求,汽车涂拆是以采用少无VOC的环保材料为从,普及使用电泳涂料、高固体份涂料、水性涂料、 粉末涂料等;

  基于电泳涂拆和粉末涂拆的诸多劣势,正在国表里汽车零部件涂拆范畴曾经十分普及,涂拆面积最大、粉饰性要求最高、涂层布局最复杂的车身,底漆也早已普及电泳涂拆。

  然而,车身的中涂、底色和面漆采用的涂料品种对VOC排放影响很大(详见图1和图2),图中可见溶剂型底色涂拆占整车涂拆VOC排放的50%以上,水性底色VOC排放仅相当于中固体份溶剂型底色的15.5%,粉末涂料的VOC几乎为零。

  从上世纪90年代起头,水性底色、水性中涂和粉末中涂、高固体份清漆和粉末清漆正在欧美的新涂拆线年,水性底色的普及率,接近100%,西欧跨越80%,日本接近70%,美国因为新建涂拆线年公布了针对汽车制制业涂拆的洁净出产尺度(HJ/T 293-2006),虽然此尺度只是保举性的,但也推进了水性中涂和底色的使用。到2008年国内汽车车身底漆几乎取国际同步,普及了阴极电泳,水性中涂和水性底色的使用如表1所示。

  取粉末涂拆比拟,水性涂料喷涂施工更具有对保守溶剂型涂料喷涂的承继性,手艺上相对好控制,粉末涂料除中涂和清漆使用比力成熟外,粉末底色的粉饰性还无法和液态涂料比拟,所以,水性面漆底色使用是支流。

  因为水和无机溶剂物化特征有较大不同,水性涂料和溶剂型涂料构成分歧(见表2和表3),所以水性涂料和溶剂型涂料施工前提要求分歧(见表4)。

  水的蒸发气压和热熔[u8] 比无机溶剂高,正在喷涂过程中,溶剂型底色约有(60~70)% 的溶剂蒸发,而水性底色只要(15~20)%的“溶剂”蒸发。若使底色晾干到湿度小于10%(喷下一道涂层之前的要求),必需采纳强制加热法加快晾干。水性中涂烘干也需要水分预烘干。

  涂料储运及喷涂室的温湿度要求也需要响应的能源。所以,相对溶剂型涂料,水性涂料施工能耗添加良多,若是采用燃料能源则[u9] 温室气体(CO2)排放将添加;废水废渣的发生取溶剂型相当。

  若是不考虑溶剂型涂料VOC的处置要素,使用水性涂料无论是材料成本、办理成本、设备投资和能源成本都高于溶剂型涂料,而涂拆质量没有提高或可能降低。

  水性涂料的价钱高于保守涂料,它的导电性使静电喷涂设备复杂化,喷涂的传输效率也有所降低,如外部荷电体例的传输效率比保守内部荷电体例低约10%,意味着添加材料耗损。涂料的粘度触变性对输漆和喷涂系统的特殊要求,它的侵蚀性间接导致涂卸车间扶植投资的添加。

  水性涂料的施工工艺窗范畴较窄,工艺参数节制要求高,参数波动容易导致发生漆膜弊病,降低涂拆一次及格率。

  针对水性涂料使用中面对的凸起问题,正在过去的十年中,持续地环绕材料、工艺及设备的手艺改良,曾经使水性涂料涂拆手艺进一步成熟,较着降低成本的新工艺曾经获得使用,进一步推进了水性涂料的普及。

  一代水性中涂曾经起头被低成本转换概念(LCCC)水性中涂所替代,烘干规范和溶剂型完全不异(晾干20℃/6~8分钟、升温6~8分钟、保温160℃/12~15分钟),外不雅质量优于第一代;宽施工工艺窗(50%~80%RH、20~32℃)的金属和塑料通用的水性底色起头使用、底色喷涂和罩光漆之间不需要红外烘干和冷却,能够降低设备和出产运转成本。

  DUPONT公司的EcoConcept双组分水性底色,BASF公司的ColorPro系列水性底色,PPG公司的B1 B2水性底色和Dura-Prime® 电泳漆等,都可顺应底漆后间接喷涂面漆,也就是所谓的免中涂工艺。

  试验证明当钢板概况粗拙度(Ra)不大于1.0μm时,电泳后概况粗拙度为0.2~0.35μm的前提下,采用无中涂工艺进行涂拆,面漆的桔皮值可满脚LW≤10和SW≤25的要求[3],BASF公司的研究成果表白,电泳涂层的粗拙度(Ra) ≤0.4μm,免中涂工艺的粉饰性和保守工艺相当,同时,涂层的其它机能取保守涂层也没有较着的不同。

  明显,采用无中涂工艺,能够省去中涂涂拆线的扶植投资、响应的材料耗损、人工费用、运转费用等,正在大幅度降低涂拆成本的同时,提高了出产效率。DC公司Bremen工场的一条线月转换为无中涂工艺,VW、BMW、AUDI、FIAT等公司也曾经起头或预备使用此工艺。

  跟着机械人手艺的前进,多功能喷涂机械人(Vario-Robot)获得使用,显示出其功能方面的凸起长处。不只使尺度的从动喷涂段喷杯数量由9支削减到6支,尺度喷漆室宽度由4.6米削减到3.8米,可节能17%,并且,打消了顶喷机横梁,消弭了典型从动喷涂机的各种短处。

  为处理水性涂料静电喷涂外部接电体例传送效率低的问题,一种弹匣式旋杯系统(VOLTAGE BLOCK SYSTEM)被开辟出来并获得使用。此系统的凸起长处是:

  平安、环保是21世纪汽车行业成长的从题,旨正在不竭降低汽车对人类不良影响的律例不竭出台和实施。

  2000年9月,欧盟委员会和欧洲议会制定了关于报废灵活车收受接管操纵办理的指令(DIRECTIVE 2000/53/EC),国要正在2001年完成国内立法,见表5、表6。

  2002年7月日本通过了报废汽车再生操纵法,于2005年1月1日起正式实施[4]。生命周期评估(LCA)概念也曾经起头用于评价汽车的兼容性。LAC是对汽车出产、汽车燃料出产、汽车利用和报废处置全过程中,CO2排放、资本耗损和惹起的承担进行评价。

  所以友对将来汽车涂拆的要求,将是正在削减VOC、削减HAPs、消弭有毒沉金属的根本上,对涂拆用材料的出产,涂拆出产曲至报废处置过程等全寿命周期的诸多要素进行评估,近几年,欧洲各大汽车公司推出的新产物都有LAC评估数据,出产过程对评估成果发生间接影响,见图4。

  综上所述,水性涂料正在削减VOC排放方面有较着的劣势,但正在能耗和CO2排放方面高于溶剂型涂料,按LAC评估和REACH律例要求,汽车水性涂料及涂拆还面对诸多手艺课题。

  所以,将来水性涂料成长趋向是不竭削减律例禁用物质的利用,不竭改良施工机能,削减涂拆能耗和CO2排放,逃求用户对产物机能要求、律例的要乞降企业的好处三者之间的最佳均衡。

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