水性涂料在汽车漆领域的运用
二水性涂料与溶剂型涂料的在 VOC 含量比较
中涂 面漆
溶剂型 (VOC 含量%) 20 51
水性 (VOC 含量%) 2 4
(VOC 含量%) 下降量 ↓18% ↓47%
( VOC 含量 %)下降幅度 90% 92
清漆
29
29
〓
0
合计
100
35
↓65%
65%
由于目前清漆的水性化技术还不成熟,故清漆还是采用溶剂型体系。
加强,如何保护整个地球的环境、保障人类赖以生存的家园的安全是目前全球面临的重要课 题。
二十一世纪被称为面向环境的新世纪,早在二十世纪六十年代,世界工业发达国家就开 始限制向大气中排放挥发性有机化合物(VOC),如 美 国 的 “66 法规”, 但一直到 90 年代初 , 法规才趋于完善和严格实施。汽车涂装过程中产生的 VOC(挥发性有机物)造成的大气污 染也引起了高度的重视。这样,传统的溶剂型涂料在涂装过程中产生的 VOC 含量显然不符 合各国规定的法规要求,因此欧美等发达国家相继开发出水性汽车涂料来代替溶剂型 涂 料 。 欧洲、北美目前 70%的中涂漆实现了水性化,面层底色漆水性化已超过 60%,水性罩光漆 的使用比例也越来越高。
十一 现行溶剂型涂装工序与水性涂装工序的区别
1 现行溶剂型的涂装工序
烘 烤 溶剂中涂
中涂喷房
中涂炉
溶剂色漆→溶剂清漆 上涂喷房
烘 烤
上涂炉
2 现行水性涂装工序
预
烘
预
烘
热
烤
热
烤
水性中涂
水性色漆→
→溶剂清漆
中涂喷房
预加热中涂炉
上涂喷房
上涂炉
水性涂料主要是在涂装完成后,有一个预热的阶段,而溶剂型涂料就没有。同时,水性 涂料容易导电,需设置水性专用喷涂机。
从上表可以看出,水性涂料的从中涂到面漆的 VOC 下降幅度都达到了 90%以上,整个 体系下降幅度达到了 65%。
三 水性涂料和溶剂型涂料的特性比较
1 水和溶剂的特性比较
溶剂 水
甲苯 二甲苯
沸点 (℃)
100 110
144
蒸发潜热 (cal/g)
540
表面张力 (dyne/cm2)
73
导电率 (25℃)
水性涂料在汽车漆涂装线的实际运用
立邦涂料(中国)有限公司 汽车漆事业部 印维坚 摘要
本文主要介绍了丙稀酸类水性汽车涂料在汽车漆涂装线上的具体运用,总结了一些与溶 剂型涂料的基本区别和实际运用中的情况。
一水性汽车漆开发和运用的基本背景 随着全球工业化的不断深入和开发,各种有害的气体对地球大气层的侵入也在不断的
七 水性涂料的关键技术
树脂
颜料 调整剂 添加剂
溶剂 去离子水
原料
乳液-1 乳液-2 水溶性树脂 多元醇 三聚氰胺树脂 铝粉 碳黑 水溶性聚酯树脂 聚氨酯乳液 固化促进助剂 消泡剂 表面调整剂 粘性控制剂 气体抑制剂 紫外线吸收剂
使用目的 粒子径小(构造粘性)、成膜性 粒子径大(构造粘性)、成膜性 颜料分散 造膜助剂 交联剂
粘性控制(高涂着 NV 领域) 界面控制 固化性 耐针孔性 外观・耐针孔性 外观・粘性控制(低涂着 NV 领域) 防止腐蚀(涂料安定性) 耐候性
八 水性涂料的线上调合管理
1)供货: 粘 度: 固体份: pH:
供货的涂装粘度 供货的涂装 NV 供货的涂装 pH
2)调合 保管条件: 粘度调整:
屋内保管 (5~30℃) 去离子水
注 2 为了防止发泡、返回泵要回到液面以下。
九 水性涂料循环的管理 夹套
加料口
往复式搅拌(15ー40°) 回流口
流出口
1. 材质 2.防止泡的发生
1)搅拌 2)返回 3)补给 3.防止槽罐内壁张力 4.维持涂料温度 *涂装作业性的安定化 *防止涂料劣化 *(冬季长期运转停止时的防止涂料的冻结) 5.涂料软管材料
b. 同时水的表面张力为 73(dyne/cm2),比溶剂型涂料要高出一倍以上,故对被涂物、 颜料的润湿性劣化,并容易起泡,很难消除;
c. 水的导电率为 78(25℃),比一般的溶剂要高出 30 倍以上,故对静电涂装需要多加 考虑。
2 涂装过程中固体份的变化
以水性色漆为例,简单介绍涂装过程中涂料固体份的变化。
十二 结论
随着全球范围内环保意识的日益加强,汽车涂料的开发和使用已迫切地摆在我们面前。 随着全球经济一体化进程不断加快,必将推动国内环保法规的制定和完善,目前,观察国内 一些合资汽车企业的水性汽车漆涂装线的运用情况,已说明我国的汽车涂料采用水性体系已 基本成熟,同时也明确指明了汽车涂料将逐步从溶剂型转向水性体系的必然趋势。
3)循环系统
容器洗浄液:
去离子水 (干掉的部分用亲水型稀释剂洗净)
调和罐:
可以调整温度的 (20~30℃)
泵:
活塞泵
过滤器:
(例)金属漆:150~200μ、单色漆:20~50μ
洗净方法(颜色的替换):
去离子水洗 ↓
BC 洗 ↓
洗净用稀释剂洗 ↓
BC 洗 ↓
去离子水洗
注 1 通常不需要。但是新色等投入时,要考虑残存在配管内的离子交换水、进行原漆的供货。 投入时因为发泡、前一天就投入循环、用约+10 秒调整粘度、调整到当日的标准粘度。
78
86
29
2.4
83
30
2.6
蒸发速度 36 195 68
融点 (℃)
0 -95
-25
2 水性涂料和溶剂涂料的比较
涂料 水性涂料 溶剂涂料
涂装粘度 稀释剂
高
水
低
各种溶剂
PH 管理 要 不要
发泡性 大 小
绝缘 电阻值
低4
高
四 水对水性涂料产生的影响及涂装过程中固体份的变化
1 水对水性涂料产生的影响
a. 由于水的沸点为 100(℃),蒸发热为 540(cal/g),所以水性涂料具有低沸点、高蒸 发热的物理性质,因为难以挥发,导致针孔及抗流挂性降低,并且由于湿度的影响, 蒸发速度不同,特别是在高湿度的情况下,抗流挂性降低;
干燥后
疏水性
通用稀释剂
六 水性涂料的废水处理法 一般的处理方法
与溶剂型涂料不同,水性涂料---因为可以溶于水(亲水性),所以作为一般的处理必须 要通过溶解在循环水中的漆雾凝集剂来去除它(疏水性)。同时涂料粒子的疏水性由涂料的 种类和循环水中的分散状态来决定,疏水性的程度必须根据涂料的种类和凝集剂种 类的不同来适当的选择。
而我国首先也在二十世纪末制定了强制性国家标准限制了室内装修材料的 VOC 含 量 , 并于 2002 年 1 月正式开始实施。但由于我国汽车工业相对较为落后,所以在这方面起步稍 晚,但一些合资汽车制造公司已走在前面,一些汽车涂装线已采用了水性涂装线喷涂,如通 用汽车、上海大众 2 线、天津丰田二工厂、三工厂、武汉本田新线、广州本田二工厂、广州 丰田等。
100
涂 料 80 固 体 份 ( w 60 t % )
40
20
溶剂涂料 ○
● ○
●
○ ●
水性涂料 ●
0
涂
涂料
装
工
程
涂装时
静置时
预热后
从上图可以看出,溶剂型涂料可通过对稀释剂的调整,提高涂着固体份,而水性涂料却 不能指望它会上升很 亲水性
一般的洗净液 (温)水 亲水性溶剂(水/BC/胺等)
:不锈钢
:往复式 :设置在槽子下部 :同上 :保持高密闭度 :5ー30℃
:特氟隆
十 喷房温湿度变化对涂膜的影响
a. 喷房湿度高,导致粘度下降,湿膜固体份变化少、容易产生流挂、絮凝、不均匀、 色相深等问题;
b. 喷房湿度低(干),导致粘度增大,湿膜固体份变化大,容易光泽不良。
所以,在建议范围以外的条件下进行喷涂容易发生问题,这种情况下,必须通过调整涂 料的粘度等对应。