汽車用水性涂料及其涂裝設備
傳統的汽車涂料是溶劑型涂料,其中的VOC(揮發性有機化合物:在通常壓力條件下,揮發并參與大氣光化學反應的有機化合物)揮發到大氣中會危害人類健康、污染環境。隨著人類環保意識的增強,各國相繼制訂了保護環境的法規,限制VOC 排入大氣。為了控制汽車涂裝時帶來的環境污染,美國和歐洲的環保法規對VOC 都有明確規定。如德國的大氣凈化法已成為整個歐洲的法規,該法規要求每1 m2涂裝面積的VOC 排放量在35 g 以下,要求非常嚴格。 我國在2002 年6 月頒布了《中華人民共和國清潔生產促進法》,并于2003 年1 月1 日起實施;在2009 年9 月30 日發布了強制性國家標準GB 24409—2009《汽車涂料中有害物質限量》,并于2010 年6 月1 日起實施,該標準對汽車用涂料中的VOC 含量進行了限制。水性涂料可大大降低VOC 的排放,水性中涂漆和水性底漆現已成為成熟的有效降低VOC 排放量的涂料,在國外已實現商品化,在我國也有一些大的汽車公司使用。水性底漆可與溶劑型罩光清漆、水性清漆等配套。本文重點介紹汽車用水性中涂漆及水性底漆的組成及其靜電涂裝設備。
水性涂料的特點 水性涂料是以水為溶劑或分散介質的涂料,由于水的特性與有機溶劑有很大不同,所以水性涂料相對于溶劑型涂料也有很大差異。在使用水性涂料時,熟知這些差異非常重要。
1.表面張力大 水的表面張力比有機溶劑的表面張力大得多,水的表面張力為72 mN/m,有機溶劑類約為25 mN/m。由于表面張力的差異原因,在平整的鋼板上滴落一滴水成圓形,假如是溶劑,則擴散開。
2. 難潤濕、不易溶 與有機溶劑相比,水對顏料難潤濕,與樹脂不易混溶。
3. 汽化溫度高 水的汽化溫度高,會導致涂料噴涂時不易揮發、涂料霧化時不易蒸發、蒸發易受環境(濕度)影響。溶劑的揮發受溫度影響大,溶劑的沸點可控制其揮發速度;水的蒸發受濕度影響大,很難控制。汽車用水性中涂漆及水性底漆在涂裝工序中呈現出的蒸發的影響及控制難。
4.易流掛 水性涂料與溶劑型涂料相比更易發生流掛弊病。為控制流掛,需要注意以下兩點:第一,控制涂裝室的溫、濕度;第二,控制好涂料的黏度,賦予涂料觸變性,保證噴涂時殘留水分較多時也不會產生流掛。
5. 觸變性 觸變性是指在施加外力作用時黏度發生變化的現象。水性涂料的黏度隨著攪拌力的增強而降低。
6. 氣泡 如果水性涂料采用與溶劑型涂料相同的烘烤工序,則會導致漆膜中水分的殘留(產生氣泡),因此在水性涂料中導入了預熱(P/H)工藝。導入P/H 工藝能使漆膜里的水分得到充分的蒸發(NV>80%),從而防止烘烤時出現氣泡、控制因體積收縮造成的流掛以及以熱風使漆膜表面流平。 汽車用水性樹脂的基本問題及其防治 水性涂料的設計方案主要起因于水和有機溶劑的物理特性不同,因此在涂料和涂裝設備方面必須要有相應的對策。
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