纯聚酯粉末涂料在汽车车轮涂装中的应用

李惠生

(牡丹江双兴化工有限公司，黑龙江牡丹江157021)

粉末涂料具有无公害、可回收利用、省资源、劳动效率高等特点，符合国际上流行的4E原则（经济、环保、高效、性能卓越），应大力推广应用。汽车车轮长期处于泥、雨水的侵蚀和阳光的暴晒，外界环境相当恶劣，因此要求涂膜质量比较严格。汽车车轮以前一直采用溶剂型醇酸磁漆进行涂装，在使用中发现喷涂过程中漆液四处喷溢，又无法回收，漆料利用率低。同时，因为漆料中含挥发性有机化合物（VOC），不仅对环境造成污染，对人体亦有害。因此，为适应环保要求，保护工人身体健康，牡丹江双兴化工有限公司开展了纯聚酯粉末涂料在汽车车轮涂装中的应用研究。公司经过半年多的时间，进行上千次的试验，终于成功研制HZM7018纯聚酯沙纹粉末涂料，获得了使用厂家的认可，已在一汽集团车轮厂使用4年之久。

1 国内外汽车车轮涂装现状

纯聚酯粉末涂料因其具有成本低、耐腐蚀、高环保等优点，在欧美、日本等世界汽车生产大国，早已普遍使用，我国主要汽车生产厂家如一汽、二汽、红岩等也普遍使用，其他汽车生产企业正逐步推广使用，因此，纯聚酯粉末涂料在汽车车轮涂装中具有广阔的发展前景［1］。

2 纯聚酯粉末涂料的性能特点及施工原理

2.1 纯聚酯粉末涂料的性能特点

纯聚酯粉末涂料除具有一般粉末涂料的优点外，还具有固化时无副产物生成，涂膜外观平整，与金属底材附着力好，耐划伤，耐变色性强等诸多优点，在使用过程中效果良好。

2.2 纯聚酯粉末涂料的施工原理

一般用静电粉末涂装法。静电粉末涂装是利用电晕放电现象使粉末涂料带电后吸附在车轮上，其过程是：粉末涂料由供粉系统借压缩空气送入喷枪，在喷枪前段加有高压静电发生器产生的高压，由于电晕放电，在其附近产生密集的电荷，粉末由枪嘴喷出时，形成带电粒子，它受静电力的作用，被吸到与其带相反电荷的车轮上去，随着喷上的粉末增多，从而使车轮获得一定厚度的粉末涂层。然后经加热使粉末溶融、流平、固化，在车轮表面上形成坚硬的涂膜［2-4］。

3 用粉末涂料进行汽车车轮涂装的设备要求及施工参数

为充分发挥纯聚酯粉末涂料的性能特点，对使用的粉末涂料进行汽车车轮涂装做了大量的试验工作，优选出施工参数和喷涂设备要求。

3.1 喷涂设备要求

（1）空气压缩机。采用流化床式供粉装置，流化是靠压缩空气来实现的。压缩空气压力应不小于5.88×105Pa,否则不能保证喷涂质量。

（2）油水分离器。因为粉末静电喷涂所用的压缩空气必须是经油水分离器过滤的无油无水、无其他杂质的干净气体,所以要求压缩空气经油水分离器后应满足水分小于1.5g/m3,油分小于1.5×10-7(质量分数)。

（3）高压静电发生系统。它由高压发生器和倍压箱组合而成,其输出直流电压应控制在60～80kv范围之内。

（4）烘房。固化过程要求烘箱各处温度均匀，温差不得超过5℃,否则影响涂膜质量。

3.2 施工工艺参数

为保证涂装施工质量,根据设备情况,规定了相应的施工参数,具体数据如表1所列。

表1 纯聚酯粉末涂料在汽车车轮涂装中的施工参数Table 1 The application parameter in automobile wheel hub of polyester powder coating

4 粉末涂料与溶剂型涂料进行汽车车轮涂装的比较

分别使用纯聚酯粉末涂料与溶剂型醇酸磁漆对同一汽车车轮进行涂装并加以比较,发现纯聚酯粉末涂料明显优于溶剂型醇酸磁漆。

4.1 工艺流程

溶剂型醇酸磁漆喷涂工艺流程:

表面处理→涂底漆→刮腻子→打磨喷第一次面漆→局部刮腻子→打磨→喷第二次面漆→打磨→喷第三次面漆

纯聚酯粉末涂料喷涂工艺流程：

表面处理→喷粉→固化→冷却

显而易见，溶剂型涂料需多次喷涂才能形成厚膜，并且要随季节调节黏度；而粉末涂料喷涂工操作简单，可一次形成厚膜，易形成流水线生产。另外溶剂型涂料中含有VOC，对人体有害，对大气造成污染。而粉末涂料不用溶剂，避免了有毒溶剂对施工人员及环境造成的危害。所以，用粉末涂料既符合环保要求，又能降低工人的劳动强度。

4.2 涂膜性能

纯聚酯粉末涂料与溶剂型醇酸磁漆的涂膜性能比较如表2所列。

表2 纯聚酯粉末涂料与溶剂型醇酸磁漆的涂膜性能比较Table 2 Performances comparison between pure polyester powder coating and solvent based synthetic enamel

由表2可知,纯聚酯粉末涂料在冲击强度、耐酸碱、耐湿热等性能方面优于溶剂型醇酸磁漆,能够满足车轮涂装技术要求。

4.3 经济要求

纯聚酯粉末涂料与溶剂型醇酸磁漆进行汽车车轮涂装的经济指标对比如表3所列。

表3 使用纯聚酯粉末涂料与溶剂型醇酸磁漆进行涂装的经济指标对比Table 3 Coating-costs comparison between pure polyester powder coatingand solvent based synthetic enamel

由表3可知,纯聚酯粉末涂料与溶剂型醇酸磁漆喷漆相比,前者不仅降低了成本,而且提高了工作效率。

5 结束语

大量的实验证明，汽车车轮涂装中应用纯聚酯粉末涂料在简化操作、降低劳动强度、降低成本、提高工作效率、改进产品性能等诸多方面均优于溶剂型醇酸磁漆，特别是减少了对环境的污染，符合国际上突出的环保要求，为与国际同类产品竞争创造了条件。因此用粉末涂料代替溶剂型涂料进行汽车车轮涂装符合技术发展潮流,是经济可行的。

［1］王锡春.最新汽车涂装技术 ［M］.北京:机械工业出版社，1998:405～406.

［2］南仁植.粉末涂料与涂装实用技术问答［M］.北京:化学工业出版社，2004:38～40.

［3］刘国杰.现代涂料工艺新技术［M］.北京:中国轻工业出版社，2000:15～18.

［4］叶扬祥.涂装技术实用手册 ［M］.北京:机械工业出版社，1998:345～347.