汽车行业水性涂料应用工艺设计

来源：广东政和工程有限公司中山分公司 作者：郭华锋 时间：2019-06-221 水性涂料汽车行业的应用优势和施工要点
随着近些年环保理念和环保工艺的提升，汽车行业的VOC排放受到了严格的限制，基于环保和成本考虑，目前水性涂料已经逐渐替代溶剂型涂料，通过水代替大部分的有机溶剂，减少VOC的排放。从实际工作来看，水性涂料应用于汽车行业可以更好的减少涂料对操作工人身体健康的伤害，提高工艺施工过程中的安全性，而且用水代替了大部分的有机溶剂也不宜起火，无论是安全方面还是应用效果都比较理想，值得广泛推广使用。
但是水性涂料以水为作为溶剂体系也存在着一些问题需要在具体操作过程中注意。首先是水溶剂的表面张力比较大，润湿性较差，对涂料雾化要求比较高，同时挥发速率比较低，因此需要做好施工过程中的湿度和温度，控制溶剂的挥发速率。其次，水性溶剂容易出现流挂和气泡的现象。水性涂料对雾化要求和温度、湿度的要求比较高，一旦出现喷涂环境的波动，很容易出现流挂缺陷，导致涂料触变性。而且水的张力比较大，在同样的烘烤条件下，容易出现因水分残留形成气泡，导致漆膜凹陷和缺陷，因此应注意以低温烘烤的方式进行。此外，水性涂料在施工过程中需要注意喷涂过程中水对车辆、循环系统的腐蚀性，因此应做好相应部分的防腐处理。
水性涂料在施工过程中，应避免在现场搅和，而应由供应商直接稀释交货，交货后对水性涂料应做好保持和防腐工作，存储的仓库一般温度维持在10度左右即可，在运输过程中要采用具有防腐功能的管道进行运输，防止水性涂料腐蚀金属，此外在具体喷涂过程中应提前设置预烘烤，烘烤的温度为70度左右为宜，以提高水性涂料的挥发性，防止水分的残留，同时需要确保水性涂料的喷涂条件，防止出现涂料污染情况，以免造成缩孔的现象。

2 汽车行业水性涂料应用工艺设计
根据汽车流程，分为汽车水性涂料装前处理、汽车水性涂料中面涂工艺和汽车水性涂料涂装后处理工艺等，本文主要介绍的是汽车水性涂料中面涂工艺，对水性涂料存在的流挂、针孔、漆泡进行工艺分析。
2.1 汽车行业水性涂料中涂工艺
水性涂料在喷涂之前应做好中涂的前处理工作，做好电泳的打磨，修复车身缺陷，同时在打磨的过程中要确保整车的防腐性能，根据实际情况设置电泳打磨的工序，提高平整度。同时注意底盘PVC、车身密封胶的处理工作，特别是密封胶应完全封住钣金搭接缝隙，确保密封胶使用后没有气孔和缝隙的出现。中涂工艺首先要选择中涂涂料，需要对中涂的颜色与色漆进行搭配，以确保面漆漆膜的颜色饱和和明暗度，根据面漆的色系来选择合适的涂料进行搭配，一般浅色系的色漆采用白中涂料搭配，如果是黑色色漆则需要选用灰中涂搭配。选择水性涂料后，应选择外加电式雾化器，防止因水性涂料中水的导电性造成的泄漏问题，根据手工和机器人喷涂的不同，需要做好空气压力控制，旋杯转速控制，以确保雾化的效果。
此外，根据水性涂料挥发速率的问题，应做好喷涂环境的选择，严格控制喷涂环境的温度、湿度和风速。如果温度过低，容易造成产生流挂缺陷，如果温度过高，容易出现橘皮缺陷，因此在实际操作过程中，一般要求施工的温度为25度左右，上下幅度控制在5度内，湿度应保持在55%，上下浮动5%左右，同时水平风速小于0.2/s。
在实际操作过程中，对车内的喷涂一般主要是人工喷涂的方式，主要是因为车内范围狭小，机器喷涂受限，而且人工喷涂可以实现一次喷涂成膜，适合在具体的外观要求不高的车内进行喷涂，而且全部喷涂确保了面漆的遮盖效果，喷涂比较理想，当然根据色漆遮盖力的实际情况，中涂可以根据实际情况决定是否全部喷涂。车外的喷涂质量要求比较高，直接影响着车身的外观质量，因此应主要是采用机器喷涂的方式，在喷涂的过程中可以确保基于汽车外观平整大面基础上的工艺一致性，减少色差和不饱和的出现。中涂涂料在外观喷涂过程中需要注意温度和湿度的控制，温度和湿度的控制与人工喷涂是一样的，同时应确保中涂干膜厚度不低于25um，空气压力范围控制在0.2-0.35MPa范围内。在实际操作过程中，机器喷涂在吐出量控制、静电电压控制、喷涂仿形枪距设定方面都需要根据水性喷涂要求和车身外观质量而进行调整，以更好的提升喷涂后的饱和度，提高上漆率。
水性涂料施工过程中应在湿膜阶段设置流平段，确保水分挥发，保证有足够的时间闪干，防止出现水分未挥发进入高温烘干时涂膜水分出现针孔、漆泡、橘皮等现象。因此在流平段时间应至少设置为15分钟，同时设置升温段、保温段和强冷段，针对性的解决针孔、漆泡等问题。
2.2 汽车行业水性涂料面漆工艺
汽车水性涂料面漆工艺实施前应做好前处理工作，主要是控制车身表面打磨粗糙度，提高遮盖能力，根据车身缺陷情况进行打磨对严重缺陷要严格进行打磨处理，对轻微缺陷可以用打磨球进行处理。前处理后要选择色漆和清漆涂料，色漆的正确选择与中涂层的配套直接关系到车身整体的外观效果，汽车清漆是汽车涂层中直接与外界环境直接接触的涂层，需要保护色漆不被外界环境直接影响，因此清漆层的要求普遍比较高，而且汽车行业发展过程中，清漆水化技术依然有待进一步提高，在实际操作过程中还有很大的提升空间，需要进一步做好与面漆的鲜映性。面漆涂料对喷枪和雾化器的选择比较高，要求比较严格，水性色漆通常不含填料，因此喷枪和空气压力控制要根据色漆进行选择，特别是手工喷枪要严格按照要求进行，减少流挂缺陷影响，一般色漆的手工喷枪通常是采用1.5mm口径-1.7口径的空气喷枪，以更好的提升喷漆雾化效果。机器人基本是以旋杯雾化器为主，在实际操作过程中应做好静电电压控制、旋杯转速设置，确保雾化效果和表面流平、脱水率。此外，要做好环境的选择。面漆和清漆在喷涂过程中需要做好环境设置，在实际工作中面漆的施工环境要求比色漆的要求高。面漆喷涂时为了提高溶剂挥发率，降低流挂缺陷的法律，通常会控制温度在25度左右，上下浮动不超过2度，湿度在55%，上下浮动不超过5%，同时在水平风速和垂直风速方面有明确的要求。清漆的温度控制、垂直和水平风速控制基本和色漆一样，但湿度要求比较高，通常是在60%-85%范围内。面漆内口喷涂基本是以人工喷涂为主，喷枪的涂料吐出量应是500cc/min，以提高上漆率，同时可以根据内口喷涂的实际情况进行调节，此外面漆喷涂通常是通过两道手工喷涂，第一遍喷涂闪干后进行二次喷涂一次来提高上漆率，减少内口流挂缺陷。对车身的外部面漆喷涂难度比较大，容易出现车身色彩的问题，因此基本是以机器人自动喷涂为主，以确保车身颜色一致，在喷涂过程中油漆的吐出量应设置在200cc-500cc/min，根据实际情况进行调整，以更好的控制脱水率，同时要设置流平段，防止出现针孔的现象，确保车身漆面外观保持一致。面漆预烘干非常重要，可以有效解决面漆喷涂挥发率低的问题，减少缩孔等现象，宏观时间应与温度想匹配，设置升温段、保温段和强冷段，提高清漆漆面质量。

3 总结
汽车水性涂料涂装工艺比较复杂，在汽车喷涂过程中已经形成了一定的规范操作，但在具体操作过程中依然需要结合水性涂料的特性进行工艺的调整，根据水性涂料的不同设计出不同的应用工艺，减少水性涂料在喷涂过程中的缺陷，提升喷涂的质量。汽车水性涂料中面涂工艺是非常重要的环节，直接关系到整个车身的喷涂治疗，应进一步的加大研究力度，做好与水性涂料的配套。