汽车原厂水性漆B1B2涂装工艺外观影响因素分析

2021-11-23杨学红

承德石油高等专科学校学报 2021年5期

杨学红,魏伟,闫欣

(1.PPG涂料(天津)有限公司技术部，天津滨海 300457；2.承德石油高等专科学校人事处，河北承德 067000)

1 背景资料

随着国家对节能环保重视程度越来越高，车厂对于成本控制越来越严格，汽车原厂漆逐步从传统的三涂两烘工艺和三涂一烘工艺向B1B2(B2为正常的水性色漆体系，B1为代替传统中涂的色漆)工艺切换，B1B2工艺更加的节能，但是外观挑战也更高。本文重点从涂装材料和涂装工艺角度介绍了水性B1B2工艺，由于面临较大的外观挑战，本文从电泳，中涂，色漆以及罩光清漆等几个方面浅谈对外观的影响因素[1]。

2 水性B1B2涂料体系介绍

2.1 水性B1B2涂料产品参数介绍

传统的水性涂料体系中，水性中涂施工膜厚为25 μm～35 μm，烘烤条件为130 ℃～160 ℃/30 min。相比传统的水性涂料体系，水性B1B2涂料体系水性功能中涂B1施工膜厚为15 μm～22 μm，B1只需要在23～25 ℃下，50%～70%的湿度下闪干3～5 min后喷涂B2。车身B1漆膜厚度大约降低了10～20 mm。低的B1膜厚使得B1一遍成膜变得更加的容易，同时低的B1施工膜厚使得旋杯有足够多的雾化能力来改变车身B1湿膜的干湿来调节漆膜的流平情况。

传统的水性涂料体系与水性B1B2涂料体系产品参数见表1[2]。

2.2 喷涂工艺介绍

水性B1B2涂料的涂装工艺中取消了中涂烘干、中涂后打磨工段，减少了生产能耗、人员，及设备投资，车间运行能耗减少了20%～35%。生产工序的缩减，降低了车身的污染机会，水性B1B2和传统的水性涂料车相比不良点数减少了20%左右。同时水性B1B2涂料的涂装工艺取消了中涂的打磨工位，减少了人员投入，节约人力成本。与水性B1B2涂料体系涂装工艺对比见图1。

表1 传统水性三涂两烘涂料体系与水性B1B2涂料体系产品参数

水性三涂两烘工艺示意图

水性B1B2工艺示意图

2.3 水性B1B2涂料体系的优点

2.3.1 水性B1B2涂料体系的颜色覆盖能力

与传统的水性涂料体系相比，水性B1B2涂料体系中的色漆与中涂之间存在一定的相互作用，这种相互作用有利于色漆中效果颜料的排布，因此水性B1B2涂料体系具有更宽的颜色覆盖能力[3]。

2.3.2 水性B1B2涂料体系的性能

与传统的水性涂料体系相比，水性B1B2涂料体系中的中涂采用一种新型的聚氨酯-丙烯酸核壳结构树脂，这种树脂赋予水性B1B2涂料体系优异的抗石击性能。

2.4 水性B1B2涂料体系面临的外观挑战

与传统的水性涂料体系相比，水性B1B2涂料体系具有低的B1膜厚，低的B1膜厚使得B1对底材以及电泳板的粗糙度具有低的遮盖能力，最终导致全图层体系外观变差。可以采取以下的措施来解决这个问题：(1)控制底材的粗糙度，需要控制底材的Ra<1.25 μ，峰数<100，电泳板cut-off 2.5 Ra≤0.3 μ；(2)采用外观更好的双组分清漆(主要使用异氰酸酯类固化剂)；(3)在色漆脱水后需要有冷却装置，使得车身在喷涂清漆前的温度小于32 ℃[4-5]。

3 B1和B2膜厚，温湿度以及清漆对外观的影响

3.1 B1和B2膜厚对整体外观的影响

通过对B1和B2膜厚对外观影响的研究表明，在单色白B1和B2上，随着B1膜厚的增加和B2膜厚的降低，垂直面的R值提高，水平面的R值稍微降低。在家属红色漆B1和B2上，随着B1膜厚的增加和B2膜厚的降低，垂直面的R值提高，水平面的R值变化规律性不强。

3.2 B1和B2喷涂温湿度对整体外观的影响

通过对B1和B2喷涂温湿度对外观影响的研究表明，温度变化对外观影响不大，湿度变化对外观影响较大，在不同的温度下具体影响的幅度不一致，本研究以银色金属漆为例。随着湿度的增加，垂直面的R值增加。

3.3 清漆膜厚调整对整体外观的影响

通过对罩光清漆膜厚变化对外观影响的研究表明，膜厚往高限喷涂外观会有比较大的提高，罩光清漆在不同色漆上面具体提高的幅度不一致，本研究以银色金属漆为例。1#膜厚为50 μm，2#膜厚为55 μm，DOI变化不大。做罩光清漆膜厚调整的时候需要注意不要发生流挂以及popping等缺陷的产生，特别是在不规则区域容易发生流挂，需要对施工参数做相应的调整[6]。