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[分享] 汽车用金属闪光漆湿碰湿涂装

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涂料人一段

小皮匠

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发表于 2009-4-25 21:47:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、前言
  湿碰湿涂装,是随着金属闪光漆的发展而产生的新的汽车涂装工艺,由于其节能省工,装饰保护性佳,目前,已被国内许多汽车生产厂的采用。 6 v8 j9 C/ g5 ?6 m, p, b' m
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  湿碰湿涂装指的是底色漆/透明面漆两层喷涂,一次烘烤。工艺过程为:在经过处理的金属材质上,喷一层颜色底漆 (通常为金属闪光底色漆) ,闪蒸数分钟,让溶剂挥发,再喷上一层透明清漆,然后送入烘道让色漆与清漆一起烘烤硬化。在这种双涂层系统中,底色漆提供遮盖力、色彩和金属闪光效应,而清漆则提供高清晰度、高丰满度和涂膜的耐久性。
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二、金属闪光底漆
  在湿碰湿涂装中,要获得外观良好的涂膜,首先取决于金属闪光底漆中铝粉的取向,必须保证铝粉分平行排列于底材和漆膜表面,形成平整光滑的涂层,其次,要避免罩光后清漆溶剂的“再溶解”。
  为满足上述两个要求,在设计金属闪光漆的配方时应充分考虑如下因素。
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2.1 成膜基料
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  本文用两种类型的底色漆来评价湿碰湿涂装,一种为丙烯酸/氨基/醋酸丁酸纤维素体系,另一种为聚酯/氨基/醋酸丁酸纤维素体系。一般而言,聚酯树脂的底色漆比丙烯酸树脂底色漆外观更平滑,而且施工适应性更好。这一方面是因为丙烯酸树脂本身玻璃化温度较高,用于含 CAB 的体系中,当在气温偏高条件下施工时,漆膜干燥太快,喷涂后粘度增长过快,容易冻结金属铝粉的无序排列,使得它们不能流动和作平行排列;另一方面如果选用 Tg 值低的丙烯酸树脂或降低 CAB 用量,在气温偏低时施工,则会由于漆膜缺少必要的收缩而得不到排列良好的涂层。相对而言,聚酯树脂底色漆的指触干燥时间较长,流平性较好,在CAB的协调作用下,既有较大的收缩性,又不容易产生表干太快的现象,因而具有较广泛的施工适应性。
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  基于此,我们认为选择聚酯树脂作为底色漆的主体树脂比较切合实际。
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  传统的聚酯树脂是由多元酸、多元醇经酯化缩合制成的低支化度的线型聚酯树脂。由于没有弱极性的长碳链脂肪酸铡链,极性强的酯键密度很大,内聚力很强,表面张力相对较大,一般达到47达因/厘米。因此,用它制成的底色漆对底材表面润湿性不好,流平性差,甚至会出现缩孔,而且对铝粉颜料的分散也很不利。要改善传统聚酯的性能,重要的办法是改善其极性,使树脂与涂料体系极性适当,相容性、流平性良好。
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  为了达到这一目的,我们对传统聚酯进行了大量改进试验。经过反复试验、分析、比较,认为以聚丙烯酸酯改性的聚酯树脂性能最为优越。
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  在复合树脂内,由于部分预聚物向的缩聚,产生了聚酯与丙烯酸酯的嵌段或接段共聚物,成为共混体系的增容剂,使本业不相容或相容性较差的聚合物体系成为相容性较好的体系。 0 g! W$ s# t" Q5 i9 M7 Y# H: _

  根据湿碰湿涂装的具体要求,可以对复合树脂内丙烯酸预聚物或聚酯预聚物进行调节,通过调节丙烯酸预聚物中低极性单体st的用量,来调节树脂的极性;通过调节聚酯预聚物中的AD与PA的摩尔比来调节涂膜的物理性能。 4 p$ {2 z+ L! P3 ]8 g

  生产实践表明,该树脂配方工艺合理,性能稳定,兼具了丙烯酸树脂和聚酯树脂的优点,用于湿碰湿涂装的金属底色漆中,与各种氨基树脂、醋丁纤维素有适宜的相容性,形成的底涂层平整光滑、外观良好。 ; _. p9 ]8 C) e+ J
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  此外,底色漆中所用交联剂即氨基树脂对涂层外观的影响也是不容忽视的。除了考虑上述对相容性的影响外,还需要掌握一个原则,即底色漆选用的氨基树脂固化反应时应比罩光漆固化稍快。相反的话,上层的清漆首先固化成膜,底色漆固化时产生的挥发物以及漆膜收缩作用会明显影响涂层光泽、丰满度和平整性。
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2.2 醋酸丁酯纤维素
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  金属底漆中加入CAB有助于铝粉的定向排列,因为CAB分子的结构对称性和较大的分子结构,使其分子间的氢键力、范德华力较大,致使内聚力大,难以被溶剂清解。即使CAB溶解,金属底漆喷涂后,其溶剂也很容易快速挥发,从而使涂膜快速收缩。正是借助于这种快速而强大的收缩力,将铝粉拉平,实现定向排列。
  另一方面,在湿碰湿涂装中,不仅要控制金属铝粉的定向排列,同时还要抑制罩光漆溶剂对底层的“再溶解”,防止渗色、吸底现象。一般而言,CAB分子量相当时丁酰基含量越低(或者相同丁酰基含量时分子量越大)它与清漆树脂的相溶性就越差,并且Tg值较高,所以可以充当金属闪光底漆与清漆间的一道“防渗墙”。在实际应用中,经常将CAB381—0.5与CAB551—0.2搭配使用。 5 x# X1 \& f# y! z% i

  在CAB用量问题上,国内外很多资料介绍至少应占固体树脂20%以上,甚至达到40%,但在实际应用中我们发现,某种程度上CAB用量越高,施工适应性越差,主要表现在夏天气温偏高时,由于干燥太快,施工十分不便,尤其是在自动化程度高的大型喷涂线上,机械手喷涂雾化好、扇面大、栓距可调性小,溶剂挥发更快,容易造成漆膜粗糙、颗粒多、颜色灰暗等毛病,因此,在金属闪光漆体系中,不主张使用太高的CAB量,只是作为一种添加剂——而不是主要成膜物质来使用,用量一般不超过固体树脂的15%。 # G5 F: f! e4 o$ y) E
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2.3 铝粉和颜料 4 V, r  u1 N1 O; C! H

 金属铝粉的粒径在湿碰湿涂装中对涂层外观及遮盖力影响很大。铝粉粒径粗,涂层更闪烁明亮,但遮盖力差,罩光后镜面光泽和鲜映性相对较低,粒径细的铝粉遮盖力好但明亮度不足。一般而言,铝粉颜料用量为固体树脂的10~ 15%,即可提供足够的遮盖力。 8 Q" o+ o2 w% e/ @/ J/ Y/ H: M

  此外,根据需要可以选用两种不同粒径的铝粉,其一提供良好的金属闪光效应(而不影响外观),其二提供较好的遮盖力。
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  常用有机颜料为酞菁系及喹叮啶酮颜料,无机颜料多用透明氧化铁及碳黑等。 9 \# R6 I" s4 i5 j

2.4 助剂
  金属底色漆需要使用润湿分散剂和防沉剂。
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  金属底色漆中对铝粉颜料的润湿,建议使用BYK-P104S、EFKA-54等润湿剂,但应注意其用量,用量过多时,底色漆表面张力降低,在表面张力不一致的底材上(例如底漆修补、打磨砂底痕等),涂膜在自然干燥过程中,颜料就容易产生流动、迁移或积聚等现象,形成颜色深浅不一,最佳用量大约在0.5%左右。
  减少铝粉在油漆系统中的沉淀,通常有两个方法:一是如前所述,通过良好的润湿分散来防止铝粉粒子聚集;二是通过加入防沉剂,使铝粉很好地悬浮于载体中。 7 e( B) ~/ J1 g7 x; z+ f

  在金属底色漆中,加入6% 的有机澎润土预疑胶(10%含量),或3%的聚乙烯蜡(10%含量),能有效地防止铝粉的沉降和结块。这类防沉助剂可以在油漆系统中建立一个三维结构图,通过氢键做骨架,连结载体、颜料(铝粉)和助剂本身,增加颜料(铝粉)和载体之间的缔合作用,减低沉淀倾向,而且这些助剂粒子还会在铝粉片之间形成一个楔形结构,从而阻止铝粉片与片之间形成紧密的聚集,这样,即使颜料有所沉降,也不会在容器底部形成硬洁,而能够很快又很容易被再分散到载体中。
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三、罩光清漆 0 Z2 m" f7 Q! e6 S- }

  采用湿碰湿涂装时,罩光漆与底层金属内光底漆及在烘烤中存在树脂迁移问题,这种层间的迁移性和层间的反应对层内附着力虽有好处,但却严重影响漆膜的外观。如果上层清漆大量渗透到金属底漆中参加反应(或反向迁移),会导致铝粉外露,严重影响涂膜的丰满度和光泽。理想的光漆必须丰满度好,与金属闪光底漆之间要有非常明显的层次感,为此我们研制出一种新型的改性丙烯酸树脂——硅氨改性丙烯酸树脂,该技术经广东省科技情报研究所查新(编号960120),属国内首创,由该树脂配合高活性特种氨基树脂(自行合成,部分甲醚化三聚氰胺树脂)制成的罩光清漆,湿碰湿喷涂于底色漆上,涂膜丰满光亮,立体感强,有极佳的耐候性、抗污性和耐水性。施工流平性也很好,形成的涂层无桔皮、针孔、窝点等漆膜缺陷。 . y7 ?4 P, K2 _8 [2 g& z  X
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  罩光固化条件:内蒸5分钟,于140℃烘烤30分钟,清漆干膜厚度40~50μm,总膜厚50~65μm。
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四、结论 ! R2 o4 N* |: r9 h' M5 x
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  湿碰湿涂装不仅简化涂装工艺、节能省工、降低成本,而且形成的涂层丰满光亮层次分明鲜映度高。综上所述,影响油漆性能及涂层外观的因素如下:
•  底色漆树脂组成 & N4 X% Y3 l9 @3 E' d0 {
* R$ b3 P2 H& e9 k/ d% [/ Q
•  醋丁纤维素的型号和用量 3 ^- o" N* s* H$ a) x( n

•  金属铝粉的粒径和用量
•  助剂的选择 2 S: C$ `  l3 Z8 d4 B8 J

•  罩光清漆树脂组成

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发表于 2010-3-10 21:43:16 | 显示全部楼层
在线原料库,研发好帮手
溶剂型的3C1B目前哪些厂家在用呢?

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发表于 2010-4-14 06:36:38 | 显示全部楼层
整车有华晨金杯,大多应用在车下裙等.
     

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发表于 2010-4-14 16:40:22 | 显示全部楼层
长安福特,金杯整车都在使用。国内好像只有这两家在用
     

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涂料新手

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发表于 2010-7-26 11:41:08 | 显示全部楼层
没有去实际的生产线看过。
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