拖拉機(jī)底盤噴涂水性漆的試驗(yàn)探究與應(yīng)用

艾宗乾，高君惠，劉冰，韓永江，李鵬

(第一拖拉機(jī)股份有限公司大拖公司，河南洛陽(yáng) 471004)

0 引言

目前，拖拉機(jī)底盤用油漆主要分為傳統(tǒng)溶劑型油漆和水性漆兩種，兩種漆所配套工藝噴涂方式也不盡相同，但噴涂后的各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)大體上是相同的，底盤噴涂后的質(zhì)量主要體現(xiàn)在油漆黏度、附著力、干燥時(shí)間、抗腐蝕性(即耐鹽霧性指標(biāo))、抗老化型(耐候性指標(biāo))等，這些指標(biāo)有效地保證了噴涂后底盤表面質(zhì)量，對(duì)拖拉機(jī)整機(jī)外觀質(zhì)量至關(guān)重要。本文作者通過對(duì)底盤噴涂使用單組分環(huán)氧丙烯酸水性漆進(jìn)行探究使用，實(shí)現(xiàn)水性漆耐鹽霧性與耐老化性能提高，提升底盤面漆質(zhì)量。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，此水性漆改進(jìn)后底盤面漆質(zhì)量提升，效果顯著。

1 水性漆簡(jiǎn)介

水性漆，即以水為稀釋劑，水性漆與傳統(tǒng)溶劑型漆一樣，基本成分包括溶劑、樹脂、顏料和添加劑等[1]。水性中涂漆主要有聚酯和聚氨酯漆，其施工固體含量較高，一般為50%～60%。水性漆的抗石擊性能優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型油漆。水性面漆的底色漆主要有丙烯酸和聚氨酯漆。水性漆與溶劑型涂料相比具有低揮發(fā)速率、高表面張力、高導(dǎo)電性、易腐蝕性、易產(chǎn)生氣泡以及易受細(xì)菌或真菌的影響的特點(diǎn)。大多數(shù)水性涂料為非牛頓流體，在施工黏度上有別于溶劑型涂料，可以通過試驗(yàn)確定在原漆中的加水比例，因?yàn)榧铀亢宛ざ茸兓⒎浅示€性關(guān)系。

2 現(xiàn)有水性漆噴涂后存在問題

底盤噴涂所使用涂料為單組分環(huán)氧丙烯酸水性漆，呈非牛頓型流體，果凍狀，現(xiàn)有測(cè)試水性漆原漆黏度所用測(cè)量?jī)x器為尼潤(rùn)黏度計(jì)NDJ-SNB，通過轉(zhuǎn)子與流體之間的轉(zhuǎn)速和時(shí)間來(lái)確定水性漆黏度，對(duì)于非牛頓型流體，其黏度值隨切變速度和時(shí)間等條件的變化而變化，故而在不同轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和時(shí)間下測(cè)定的結(jié)果不一致，水性漆原漆黏度測(cè)量不準(zhǔn)確，時(shí)常不符合要求，且此測(cè)量方法較為繁瑣，影響現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間；現(xiàn)有水性漆存在耐老化性低，較之競(jìng)品容易失色，噴涂后容易流掛，如圖1所示。這些現(xiàn)象嚴(yán)重影響底盤噴涂質(zhì)量，因此需要更改現(xiàn)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

由于目前現(xiàn)有工藝、設(shè)備及成本等方面原因，底盤涂裝不能采用復(fù)合涂層、雙組分等方案，在滿足產(chǎn)品品質(zhì)，環(huán)保要求和職業(yè)健康要求的前提下，仍采用水性單組分環(huán)氧丙烯酸涂料噴涂，涂料調(diào)整為牛頓型流體。通過兼顧耐鹽霧性和耐候性兩項(xiàng)指標(biāo)，提升水性漆品質(zhì)。

3.2 設(shè)計(jì)方案

水性漆改進(jìn)方案：在現(xiàn)有單組分環(huán)氧丙烯酸水性漆的基礎(chǔ)上，通過更改涂料配比成分，在不降低耐鹽霧性的前提下，提高耐老化性，減少水性漆流掛，并改進(jìn)水性漆黏度測(cè)量方式，以基于涂四杯測(cè)量。

3.2.1 提高耐老化性能

由于涂料 70%以上的性能由樹脂決定，故類似耐老化這種主要性能的提高，通常需要改進(jìn)或改變主體樹脂，通過類比篩查，偏向選取丙烯酸樹脂或者丙烯酸占比較多的樹脂，但不排斥其他類型的樹脂能兼顧抗老化和防銹。計(jì)劃選取不少于兩種樹脂同時(shí)進(jìn)行小批試驗(yàn)，平行對(duì)比耐老化及耐鹽霧。兼顧老化和鹽霧的平衡性。

篩選配方內(nèi)其他原料，如顏料，選取抗老化性能高的，使產(chǎn)品的抗老化性能整體提升。

3.2.2 提高抗流掛性能

抗流掛性能的提高結(jié)合目前已經(jīng)在使用的產(chǎn)品分析，應(yīng)該在提高漆膜的干燥性能上進(jìn)一步提高，從理論上分析如果加快干燥速度會(huì)降低濕膜流掛的概率。干性提高的方案同樣可以從樹脂、配方角度改進(jìn)。

另外抗流掛性能提高還可以從較直接的手段實(shí)現(xiàn)，如不同的抗流掛助劑等。

3.2.3 黏度調(diào)成牛頓型流變狀態(tài)

黏度變?yōu)榭梢酝ㄟ^ T-4 杯進(jìn)行測(cè)試控制較為簡(jiǎn)單，但此項(xiàng)的改變需要上線階段摸索具體黏度調(diào)整到多少秒以致有較好的防止流掛效果，此項(xiàng)重點(diǎn)工作是在以上前期各性能確定后在上線磨合和涂裝線配套階段。

4 水性樣漆現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)探究

4.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

改進(jìn)后的水性漆，通過施工試驗(yàn)，確定加水比例在3%～5%的范圍內(nèi)，依次加水，用涂四杯測(cè)量不同加水比例下，水性漆在涂四杯內(nèi)呈自由落體下的時(shí)間，并用秒表進(jìn)行記錄，預(yù)計(jì)水性漆呈牛頓型自由落體時(shí)間保持在50～60 s之間；水性漆施工黏度確定后，開始進(jìn)行底盤樣漆噴涂，噴涂過程中，驗(yàn)證噴槍出漆性，油漆霧化程度及噴涂過程中是否存在流掛等，噴涂并烘干后，驗(yàn)證底盤表面質(zhì)量，并針對(duì)油漆耐鹽霧性及耐老化性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

4.2 試驗(yàn)研究效果

經(jīng)過多次水性漆試驗(yàn)和調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)水性漆原漆黏度可用涂-4杯測(cè)量，通過適當(dāng)降低耐鹽霧性(符合公司要求耐鹽霧性)，兼顧耐老化性的基礎(chǔ)上，提升水性漆品質(zhì)，水性漆耐鹽霧性保持在240 h以上(符合公司規(guī)定標(biāo)準(zhǔn))，耐老化性提高至300 h以上，水性漆原漆黏度可基于涂四杯測(cè)量，噴涂效果較好，如圖2所示。

圖2 整機(jī)底盤噴涂效果

5 結(jié)束語(yǔ)

采用文中試驗(yàn)探究所用的水性漆，可減少底盤噴涂過程流掛性，提高了水性漆的耐候性，減輕了耐老化程度，極大了提高了整機(jī)底盤外觀質(zhì)量。且水性漆施工黏度測(cè)量相較原有黏度計(jì)測(cè)量簡(jiǎn)單，易操作，有效地提高了現(xiàn)場(chǎng)操作效率。