新型环保聚脲涂料在汽车上的应用研究

2018-09-18 20:25:13·  来源:现代涂料与涂装
 
表3新型环保聚脲涂料的原漆性能及施工性能
项目
检测结果
检测方法
聚脲底漆
聚脲底面合一涂料
聚脲低温面漆
原漆固体分(%)
主剂:84.8,
固化剂:89
主剂:83.5,
固化剂:87
红色,主剂:60.4,固化剂:75;
白色,主剂:71.2,固化剂:75;
灰色,主剂:59.7,固化剂:75
GB/T 1725
细度(mm)
30
25
红、白色:15;
灰色:30
GB/T 1724
施工固体分(%)
80~81
60.6
红色:57.3
白色:64.3
灰色:60.5
GB/T 1725
施工粘度(s)
24~25 (23 ℃)
22~23 (23 ℃)
19~22 (23 ℃)
GB/T 1723
施工配比
固化剂∶原漆:溶剂=(16~18):100:(10~14)
固化剂∶原漆:溶剂=18:100:7
固化剂∶原漆:溶剂=(20~35):100:7
-
烘干规范
(60~100)℃X30min
45℃X20min;(60~80)℃X30min
(60~80)℃X30min
-
凝胶时间(h)
1
1
1
-
 
表4  新型环保聚脲涂料的漆膜性能
项目
检测结果
检测方法
聚脲底漆
聚脲底面合一涂料
聚脲低温面漆
颜色与外观
黑色,平整光滑、无漆膜弊病
黑色,平整光滑、无漆膜弊病
红、白、灰色,平整光滑、无漆膜弊病
目视
膜厚(μm)
45~56(23~27)
25~30
33~38(面漆层)
GB/T 13452.2
桔皮
-
-
红色:L/S=7.6/15
白色:L/S=6.4/13
Q/CAM-64.12
冲击强度(N·cm)
490
490
392
GB/T 1732
划格试验(级)
1
1
1
GB/T 9286
光泽(60°)(GU)
30
85
92~93(200红、白色)
10(850灰色)
GB/T 9754
铅笔硬度
2H
2H
HB
GB/T 6739
柔韧性(mm)
1
1
1
GB/T 1731
杯突(mm)
4.0
4.5
5.5
GB/T 9753
耐酸性(h)
Rac2
Rac1
Rac1
Q/CAM-64.5
耐碱性(h)
Ral1
Ral1
Ral1
Q/CAM-64.6
耐湿性(h)
240,漆膜无变化 
240,漆膜无变化
240,漆膜无变化
GB/T 13893
耐盐雾性(h)
840(磷化处理)
504(无磷化)
504(单涂层)
>1008(+电泳)
240 h后,
划格试验:1级;
抗石击:4,C
GB/T 1771
GB/T 9286
Q/CAM-64.3
交变腐蚀试验 (循环)
30(磷化处理)
20(无磷化)
20(单涂层)
>30(+电泳)
-
Q/CAM-62.2
耐老化(h)
-
500,失光率12.5%
1500,失光率:3%(红色)、1.9%(白色)、8.9%(灰色)
GB/T 1865
涂层配套性
与上涂层配套后:划格试验:1级;
抗石击:3,C
与电泳、粉末及其它涂层:
划格试验:1级;
抗石击:3,C
与底涂层配套后:划格试验:1级;
抗石击:4,C
GB/T 9286
Q/CAM-64.3
 

5 新型环保聚脲涂料在汽车上的应用

5.1在汽车底盘整体喷漆生产线上的应用
 2014年12月在某公司汽车底盘整体喷漆生产线上应用了新型环保聚脲底面合一涂料,涂装工艺为: 遮蔽-打麽-擦拭-喷漆-卸遮蔽-烘干。聚脲底面合一涂料施工参数:施工粘度(20~30)s(25℃,涂-4杯);施工固体分60.6%;膜厚(25~30)μm;采用集中输调漆供漆方式,并配备精密配比系统,实现涂料主剂、固化剂精密配比,均匀分散。漆膜固化可实现45℃X20min表干,漆膜不粘手,不影响后续装配工序,这也是本生产线采用聚脲涂料的靓点。喷涂聚脲涂料后涂层达到性能: 耐盐雾1008h; 耐老化720h。该涂装线是国内第一条实现汽车底盘整体喷漆的生产线,提升了底盘件的防锈质量和耐候质量,提高了产品的竞争力,达到了国际领先水平。

5.2在某轿车燃油箱总成外壁涂装上的应用
某轿车燃油箱总成底材为单面镀锌钢板(即燃油箱内壁为镀锌钢板、外壁为普通钢板),涂层标准要求耐腐蚀达到840h。由于该燃油箱总成已预装橡胶件需和总成一起涂装,所选涂料的烘干温度不能超过110 ℃。因此,不能采用通常的耐腐蚀性能优异的阴极电泳涂装和粉末涂装 。选用了新型聚脲底漆, 涂装工艺为:燃油箱外壁进行锌盐磷化处理(将油箱孔封住,避免前处理液体进入油箱内壁)→手工喷涂新型聚脲底漆→烘干(100 ℃×30 min)。聚脲底漆施工参数:施工粘度(22~24)s(23℃,涂-4杯);施工固体分81%;聚脲涂料:固化剂:稀释剂=100:16:14,膜厚(45~56)μm,涂层耐腐蚀性能及其它性能达到涂层标准要求。

5.3在某客车车身蒙皮表面做为电泳修补漆应用
某客车车身目前的涂装工艺为:蒙皮(冷轧钢板)电泳 、侧围骨架电泳,再与前后围骨架(带玻璃钢) 焊接在一起。用砂轮打磨焊点,导致焊点周围的电泳涂层脱落、露出底材(图4),影响涂层防腐性能,因此需要喷涂修补涂料。修补涂料要求低温快干,耐腐蚀性能优异、与电泳漆、腻子和中涂具有良好的配套性。原采用环氧双组份修补涂料,存在漆膜干燥慢、耐腐蚀性能差的质量问题。采用新型聚脲底漆,涂装工艺为:砂轮打磨焊点→手工擦净→手工喷涂聚脲底漆→烘干。聚脲底漆施工参数:施工配比:聚脲底漆∶固化剂:稀释剂=100∶18:10;施工固体分:80.5%;施工粘度:23s(23℃,涂-4杯);烘干规范:80 ℃×30 min。漆膜厚度为(23~30 )µm,漆膜外观平整、光滑,无漆膜弊病,与电泳漆、腻子和中涂具有良好配套性。

6 成本分析
采用新型环保聚脲涂料后,与目前应用的溶剂型涂料、防锈蜡比较,成本分析见表5。
表5   成本分析
 
涂料消耗kg/辆
涂料价格(含税)元/kg
辆/元
底盘整体喷漆
防护蜡
-
-
80
聚脲底面合一涂料
2.3
50
115
材料成本
提高35元/辆
电泳修补
环氧底漆
2.0
76.92
153.84
聚脲底漆
1.5
32
48
材料成本
降低105.84元/辆
客车车身
极地白溶剂型面漆
0.6
67.69
40.614
聚脲面漆
0.5
52
36
材料成本
降低4.614元/辆
燃油箱外壁
溶剂型涂料
5.9元/m2
聚脲底漆
5.7元/m2
综合成本
降低0.2元/m2

7 结论
与国内涂料公司及树脂生产厂联合开发出的新型环保聚脲涂料,克服了第一、二代聚脲涂料存在的不足。新型环保聚脲涂料具有节能(固化温度低)、环保(施工固体分高)、施工工艺简单、漆膜兼并耐腐性能和耐候性能等优点,可以根据汽车零部件涂层性能的要求选择使用不同种类的聚脲涂料。尤其是汽车底盘整体喷漆应用聚脲底面合一涂料,全面提升了整车底盘件的耐候质量和耐腐蚀质量,建议推广应用。在环保政策日趋严格的环境下,高固体分溶剂型涂料的应用具有广阔的市场前景,而新型环保聚脲涂料在汽车上的应用,是一场汽车涂装的绿色革命。

8 下一步应开展的工作
针对聚脲涂料的凝胶时间建议提高到2h以上,方便生产线使用,涂料厂家和树脂厂正在调整配方,改进此项性能;
针对聚脲底漆耐酸性能稍差,建议改进;
针对低温聚脲面漆的自然曝晒性能还在进行,目前已接近一年,检测数据满足标准要求。两年实验结束后,再决定生产线上是否应用。
(详情见《现代涂料与涂装》2016-9期)