拖拉机底盘喷涂水性漆的试验探究与应用

2021-11-29艾宗乾高君惠刘冰韩永江李鹏

汽车零部件 2021年11期

艾宗乾，高君惠，刘冰，韩永江，李鹏

(第一拖拉机股份有限公司大拖公司，河南洛阳 471004)

0 引言

目前，拖拉机底盘用油漆主要分为传统溶剂型油漆和水性漆两种，两种漆所配套工艺喷涂方式也不尽相同，但喷涂后的各项检测参数大体上是相同的，底盘喷涂后的质量主要体现在油漆黏度、附着力、干燥时间、抗腐蚀性(即耐盐雾性指标)、抗老化型(耐候性指标)等，这些指标有效地保证了喷涂后底盘表面质量，对拖拉机整机外观质量至关重要。本文作者通过对底盘喷涂使用单组分环氧丙烯酸水性漆进行探究使用，实现水性漆耐盐雾性与耐老化性能提高，提升底盘面漆质量。生产现场实验表明，此水性漆改进后底盘面漆质量提升，效果显著。

1 水性漆简介

水性漆，即以水为稀释剂，水性漆与传统溶剂型漆一样，基本成分包括溶剂、树脂、颜料和添加剂等[1]。水性中涂漆主要有聚酯和聚氨酯漆，其施工固体含量较高，一般为50%～60%。水性漆的抗石击性能优于传统溶剂型油漆。水性面漆的底色漆主要有丙烯酸和聚氨酯漆。水性漆与溶剂型涂料相比具有低挥发速率、高表面张力、高导电性、易腐蚀性、易产生气泡以及易受细菌或真菌的影响的特点。大多数水性涂料为非牛顿流体，在施工黏度上有别于溶剂型涂料，可以通过试验确定在原漆中的加水比例，因为加水量和黏度变化并非呈线性关系。

2 现有水性漆喷涂后存在问题

底盘喷涂所使用涂料为单组分环氧丙烯酸水性漆，呈非牛顿型流体，果冻状，现有测试水性漆原漆黏度所用测量仪器为尼润黏度计NDJ-SNB，通过转子与流体之间的转速和时间来确定水性漆黏度，对于非牛顿型流体，其黏度值随切变速度和时间等条件的变化而变化，故而在不同转子、转速和时间下测定的结果不一致，水性漆原漆黏度测量不准确，时常不符合要求，且此测量方法较为繁琐，影响现场施工时间；现有水性漆存在耐老化性低，较之竞品容易失色，喷涂后容易流挂，如图1所示。这些现象严重影响底盘喷涂质量，因此需要更改现有水性漆的配方。

3 水性漆涂料成分更改研究

3.1 初步方案

由于目前现有工艺、设备及成本等方面原因，底盘涂装不能采用复合涂层、双组分等方案，在满足产品品质，环保要求和职业健康要求的前提下，仍采用水性单组分环氧丙烯酸涂料喷涂，涂料调整为牛顿型流体。通过兼顾耐盐雾性和耐候性两项指标，提升水性漆品质。

3.2 设计方案

水性漆改进方案：在现有单组分环氧丙烯酸水性漆的基础上，通过更改涂料配比成分，在不降低耐盐雾性的前提下，提高耐老化性，减少水性漆流挂，并改进水性漆黏度测量方式，以基于涂四杯测量。

3.2.1 提高耐老化性能

由于涂料 70%以上的性能由树脂决定，故类似耐老化这种主要性能的提高，通常需要改进或改变主体树脂，通过类比筛查，偏向选取丙烯酸树脂或者丙烯酸占比较多的树脂，但不排斥其他类型的树脂能兼顾抗老化和防锈。计划选取不少于两种树脂同时进行小批试验，平行对比耐老化及耐盐雾。兼顾老化和盐雾的平衡性。

筛选配方内其他原料，如颜料，选取抗老化性能高的，使产品的抗老化性能整体提升。

3.2.2 提高抗流挂性能

抗流挂性能的提高结合目前已经在使用的产品分析，应该在提高漆膜的干燥性能上进一步提高，从理论上分析如果加快干燥速度会降低湿膜流挂的概率。干性提高的方案同样可以从树脂、配方角度改进。

另外抗流挂性能提高还可以从较直接的手段实现，如不同的抗流挂助剂等。

3.2.3 黏度调成牛顿型流变状态

黏度变为可以通过 T-4 杯进行测试控制较为简单，但此项的改变需要上线阶段摸索具体黏度调整到多少秒以致有较好的防止流挂效果，此项重点工作是在以上前期各性能确定后在上线磨合和涂装线配套阶段。

4 水性样漆现场试验探究

4.1 现场试验研究

改进后的水性漆，通过施工试验，确定加水比例在3%～5%的范围内，依次加水，用涂四杯测量不同加水比例下，水性漆在涂四杯内呈自由落体下的时间，并用秒表进行记录，预计水性漆呈牛顿型自由落体时间保持在50～60 s之间；水性漆施工黏度确定后，开始进行底盘样漆喷涂，喷涂过程中，验证喷枪出漆性，油漆雾化程度及喷涂过程中是否存在流挂等，喷涂并烘干后，验证底盘表面质量，并针对油漆耐盐雾性及耐老化性能指标进行检测。