一種定量階梯黏度噴漆法

耿成翔 孫慧艷 夏冬

摘? 要：本文通過對(duì)傳統(tǒng)漆層制備過程及易出現(xiàn)缺陷類型的分析，提出了一種新型噴漆方法：定量階梯黏度噴漆法。該方法是基于漆料黏度階梯調(diào)整結(jié)合各黏度漆料用量固化來實(shí)現(xiàn)對(duì)漆層質(zhì)量的穩(wěn)定控制。為驗(yàn)證新噴漆方法的有效性、合理性和可行性，對(duì)H04-1環(huán)氧磁漆開展了工藝驗(yàn)證試驗(yàn)，從驗(yàn)證結(jié)果可以看出該方法可以高效、高經(jīng)濟(jì)性的制備質(zhì)量穩(wěn)定、均勻、高一致性的漆層。

關(guān)鍵詞：噴涂;定量階梯黏度噴漆法;環(huán)氧磁漆

中圖分類號(hào)：TQ63? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在漆料噴涂加工中，漆層的外觀質(zhì)量和厚度與漆料的工作黏度、噴涂距離、噴槍移動(dòng)速度、噴涂環(huán)境溫濕度、噴涂壓力均有直接關(guān)系。傳統(tǒng)手工噴涂中，上述參數(shù)均無法固化，在整個(gè)噴涂過程中各參數(shù)都在不斷變化中，所有參數(shù)變化的影響綜合決定了漆層質(zhì)量的穩(wěn)定性、均勻性，不同工件間的漆層一致性無法保證。

隨著涂裝設(shè)備及工藝的不斷更新?lián)Q代，噴漆加工也不斷向著過程可控、穩(wěn)定、低勞動(dòng)強(qiáng)度等方向發(fā)展。恒溫恒濕系統(tǒng)的應(yīng)用使噴漆工作環(huán)境的溫濕度可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，一般可實(shí)現(xiàn)溫度偏移控制在±2℃，濕度偏移可控制在±5%，這樣的溫濕度波動(dòng)對(duì)漆層質(zhì)量的影響已經(jīng)可以基本忽略。自動(dòng)化噴涂裝置的應(yīng)用成功解決了噴涂距離、噴槍移動(dòng)速度、噴涂壓力無法固化問題。故此，在整個(gè)噴涂過程中，仍存在漆料的工作黏度對(duì)所制備漆層質(zhì)量存在較大影響，本文將研究漆料工作黏度對(duì)漆層質(zhì)量的影響規(guī)律，確定一種基于黏度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)漆層質(zhì)量一致性控制的新型噴漆方法。

1 定量階梯黏度噴漆法理論分析

1.1 傳統(tǒng)噴漆法分析

在傳統(tǒng)工業(yè)噴漆過程中，同一個(gè)（或批）工件漆層制備通常采用同一個(gè)工作黏度，而當(dāng)漆料黏度偏大時(shí)漆料的流動(dòng)性降低，導(dǎo)致最終獲得的漆層外觀質(zhì)量不高，易出現(xiàn)橘子皮、厚度不均勻、局部堆積等缺陷，工件需要經(jīng)過多次返修才能達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，造成漆層制備的成本提高。當(dāng)漆料的黏度偏低時(shí)，雖然漆料的流平性較好，能獲得相對(duì)質(zhì)量高的漆層外觀質(zhì)量，但每次噴涂獲得的漆層厚度較低，需增加噴漆的遍數(shù)來彌補(bǔ)漆層的增厚不足，影響漆層整體制備的效率，同樣造成漆層制備成本的提高。

1.2 新噴漆法理論

通過分析漆料黏度對(duì)漆層質(zhì)量的影響規(guī)律，即在其他噴漆條件不變的前提下，高黏度漆料噴涂能提高漆層的增厚性能而漆層的外觀質(zhì)量有所降低且易出現(xiàn)缺陷;低黏度漆料噴涂能有效保證漆層的外觀質(zhì)量但漆層的增厚性能不足。因此綜合考慮漆層外觀和增厚性，提出一種變黏度噴漆法，在同一個(gè)工件漆層制備過程中，在漆料性能允許的黏度范圍內(nèi)采用先高黏度后低黏度的階梯黏度噴涂法，達(dá)到在最少的噴涂周期內(nèi)獲得高質(zhì)量的漆層。

此外，為保證不同工件甚至不同批次之間漆層厚度的一致性，可再固化每個(gè)黏度階段的漆料用量，從而提煉出一種可獲得高外觀質(zhì)量、高均勻性漆層的新噴漆方法——定量階梯黏度噴漆法。

2 新噴漆法的驗(yàn)證

本文將以噴涂H04-1綠色環(huán)氧磁漆為例，來驗(yàn)證定量黏度噴漆法的有效性、合理性和可行性。

2.1 H04-1漆層的質(zhì)量要求

按照相關(guān)技術(shù)文件要求，噴涂H04-1環(huán)氧磁漆時(shí)，不考慮返修情況可進(jìn)行一至兩遍噴涂，獲得的漆層需要考察漆層的外觀質(zhì)量和厚度兩個(gè)指標(biāo)。

2.1.1 外觀質(zhì)量

目視檢查漆層的表面應(yīng)光滑、平整、均勻、脫層及漏涂現(xiàn)象。漆層表面允許有局部不連續(xù)的、不集中的直徑Φ<0.25mm疙瘩存在。

2.1.2 厚度

所制備的漆層厚度應(yīng)達(dá)到0.04mm～0.06mm。

2.2 噴涂過程分析

按漆料說明書規(guī)定，H04-1綠色環(huán)氧磁漆的工作黏度用涂-4杯黏度計(jì)測(cè)量為12S～20S，實(shí)際中為實(shí)現(xiàn)漆層在兩遍噴涂內(nèi)能達(dá)到厚度指標(biāo)要求，一般選擇黏度為20S的漆料進(jìn)行噴涂，但因漆料的流動(dòng)性降低，所得漆層的外觀質(zhì)量偏低，常出現(xiàn)漆層不平整、不均勻、橘皮等質(zhì)量問題，工件均有一定量的返修。

故本次驗(yàn)證擬采用定量階梯黏度噴漆法進(jìn)行漆層制備，先選定工作黏度，再對(duì)每個(gè)黏度階段的漆料用量進(jìn)行不同匹配，實(shí)現(xiàn)一方面驗(yàn)證階梯黏度理論的有效性，一方面驗(yàn)證漆層的穩(wěn)定性和一致性。

2.3 試驗(yàn)參數(shù)和模擬件選取

試驗(yàn)選用的模擬件單件噴涂面積為0.1m2，當(dāng)漆料黏度為20S時(shí)，為保證漆層的質(zhì)量，單個(gè)模擬件每次噴涂的最大漆料不應(yīng)大于15mL（相當(dāng)于300mL/ m2），所能獲得的漆層厚度不大于0.043mm;當(dāng)漆料黏度為12S，在保證漆層質(zhì)量的情況下，單個(gè)模擬件每次噴涂的最大漆料不應(yīng)大于5mL（相當(dāng)于100mL/m2），所能獲得的漆層厚度不大于0.011mm。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，黏度≥18S時(shí)漆層的厚度容易達(dá)標(biāo)但外觀質(zhì)量不足;黏度≤16S時(shí)漆層的外觀質(zhì)量能保證但噴涂厚度偏薄，本次試驗(yàn)選擇20S和16S兩個(gè)黏度組合來探究定量階梯黏度噴涂法。試驗(yàn)?zāi)M件的分組情況見表1，每組選擇模擬件100件。

其余參數(shù)為溫度控制在22℃～24℃，濕度控制在45%～55%，壓縮空氣風(fēng)壓選用0.25MPa，噴槍與噴涂表面之間的距離控制13cm～17cm，噴涂環(huán)境的清潔度滿足涂裝行業(yè)噴漆要求。

表1 試驗(yàn)分組情況

分組情況 第1遍漆黏度（S） 漆料用量（mL） 第2遍漆黏度（S） 漆料用量（mL）

第1組 20 12 20 6.5

第2組 20 15 16 6

第3組 20 14 16 7

第4組 20 13 16 8

第5組 20 12 16 9

第6組 20 11 16 10

第7組 16 10 16 10

每遍噴涂漆層固化后，逐個(gè)對(duì)試驗(yàn)?zāi)M件進(jìn)行厚度測(cè)量及外觀檢查并記錄結(jié)果，其中厚度測(cè)量方式為每個(gè)模擬件均勻選取10點(diǎn)（每面5點(diǎn)）進(jìn)行厚度測(cè)量，計(jì)算平均值為當(dāng)件模擬件的漆層厚度值，最終每組模擬件隨機(jī)抽取10件的厚度計(jì)算平均值記為對(duì)應(yīng)組漆層的最終厚度值，第2遍的漆層厚度為兩次測(cè)量結(jié)果的差值理論計(jì)算得出。外觀檢查僅記錄第2遍漆層固化后的檢查結(jié)果，但第1遍漆層固化后外觀不合格時(shí)，允許進(jìn)行表面修磨處理再進(jìn)行第2遍漆層噴涂。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

按照試驗(yàn)方案的要求，漆層制備后對(duì)漆層的外觀和厚度進(jìn)行了逐件檢查，第2組～第6組試驗(yàn)制備的漆層厚度均能夠達(dá)標(biāo)，外觀質(zhì)量合格率也均能達(dá)到97%以上，且在同一組內(nèi)漆層的厚度波動(dòng)很小，可認(rèn)為厚度是均勻的。而采用第1組常規(guī)方法制備的漆層外觀質(zhì)量合格率較低，合格率僅為23%左右;采用第7組方法制備的漆層厚度均不達(dá)標(biāo)。

從試驗(yàn)結(jié)果來看，本文提出的定量階梯黏度噴漆法可高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)制備出質(zhì)量一致性和均勻性較高的漆層，定量階梯黏度噴漆法是一種優(yōu)于傳統(tǒng)噴漆法的有效、可行、可靠新型噴漆方法。

結(jié)論

從H04-1綠色環(huán)氧磁漆的試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果來看，本文提出的新型定量階梯黏度噴涂法可以高效、準(zhǔn)確、高經(jīng)濟(jì)性制備出質(zhì)量穩(wěn)定、一致的漆層。從經(jīng)濟(jì)、效率等方面考慮，該方法優(yōu)于傳統(tǒng)的噴漆方式，是噴漆加過中可優(yōu)選的方法之一。

參考文獻(xiàn)

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