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汽车涂装常用涂料

汽车涂装常用涂料

(1)按涂装对象的不同,汽车漆可分为:

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①新车原装涂料+=U9<8 

②汽车修补漆!

(2)按在汽车上的涂层由下至上分类:

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①汽车用底漆,多为电泳漆)L"J?

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②汽车用中间层涂料YTfig{a 

③汽车用底色漆(包括实色底漆和金属闪光底漆)j}G9+GX~, 

④汽车用面漆,一般指实色面漆,不需要罩光{J;(K~>?

⑤汽车用罩光清漆DeQZDY// 

⑥汽车修补漆>ATccv 

(3)按涂装方式分类:

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①汽车用电泳漆"~08<+ 

②汽车用液体喷漆aOmQ

③汽车用粉末涂料h0-CTPQ7A 

④汽车用特种涂料如PVC密封涂料R]d934s 

⑤涂装后处理材料(防锈蜡、保护蜡等)ZP

 

(4)按在汽车上的使用部位分类:

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①汽车车身用涂料S\@U3|Q5 

②货厢用涂料`OWwqLoeA 

③车轮、车架等部件用的耐腐蚀涂料F441K,I 

④发动机部件用涂料^:

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⑤底盘用涂料L?

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⑥车内装饰用涂料?

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减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。

本文分别从涂装材料、涂装工艺、涂装设备、涂装管理四大方面简要介绍了国内外汽车涂装技术的发展动态。

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涂装材料、涂装工艺、涂装设备、涂装管理是汽车涂装的四大要素,相互之间相辅相成,促进了涂装工艺和技术的进步与发展。

21世纪被称为面向环境的新世纪,环境保护倍受全球关注,并已成为人类最迫切研究的课题。

汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中能耗最高且产生三废最多的环节之一。

因此,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。

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新涂装材料的应用!

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  新涂装材料的应用是涂装技术进步的先导,在不断满足涂层性能要求的前提下,始终以应用可减少公害、降低涂装成本的材料为主要发展目标。

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  由生物可降解性活性剂配制的脱脂剂、无镍磷化液、无亚硝酸盐磷化液、无铬钝化剂、低温脱脂剂(处理温度43℃)、性能与常规相同的低温(35℃)少渣(比常规低10%~30%)磷化液、无铅无锡阴极电泳涂料及低温固化(160℃10min)、低加热减量(4%以下)、低VOC挥发量(0.4%~0.8%)型阴极电泳涂料在欧美及日本已经推广应用多年。

在北美和欧洲,可替代传统中涂的二次电泳涂料已经开始应用。

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  在欧洲,有些汽车公司已经在近几年新建涂装线上全部采用水性涂料,VOC排放量已低于法规要求的35g/m2(德国TA-Luft,1995年)。

从20世纪90年代开始,所有新建涂装线底漆全部采用了电泳底漆或粉末涂料,中涂采用水性涂料或高固体分材料,面漆采用水性底色加高固体分清漆。

目前,粉末清漆已经开始应用于轿车的车身涂装。

继粉末罩光漆工业化应用后,粉末金属底色也已经商业化。

在北美,粉末中涂已经工业化应用多年,同时水性面漆底色近几年普及得非常快,高固体分中涂和面漆应用也相当普遍。

欧美的紫外光(UV)固化涂料在汽车涂装中的应用技术已经接近成熟。

日本也在积极开发和推广水性涂料、高固体分及超高固体分罩光漆。

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  随着全球环境的不断恶化,我们必须大幅度提高汽车涂层的耐酸雨性能和抗擦伤性能。

近几年来,减小车身内外表面电泳底漆膜厚差的高泳透力、低颜料分的电泳涂料、耐酸雨和抗擦伤面漆、多色中涂和采用粘度控制技术涂料等得到普遍应用。

我国几大汽车公司在漆前处理材料和电泳漆的应用方面与国际水平相差不大,但由于应用水性中涂和水性面漆必须使用专用设备,因此提高了涂装成本。

尽管国外独资及合资企业具备在国内生产水性中涂和水性面漆的能力,但汽车涂装中涂和面漆仍采用传统的中低固体分溶剂型涂料,涂装VOC排放远落后于欧洲。

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涂装工艺及设备!

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  近十多年来,涂装工艺及设备的进步主要体现在环保型涂装材料的应用,减少废水、废渣的排放,降低成本,优化汽车生产过程等几个方面。

由于涂装材料的进步,车身涂层体系的设计也有了革命性的进展,几种典型的新涂装体系及新技术已经或即将用于工业生产。

我国目前的涂装工艺及设备总体相当于欧美10年前的水平,有些企业在新涂装线上采用了一些当今国际先进水平的新设备。

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1.节水及废料回收技术{jM

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  前处理和电泳是汽车涂装耗水量和废水排放量最大的环节。

随着膜技术的不断成熟,采用膜分离技术(UF和RO)回收脱脂液,再生清洗水和前处理废水,使得实现真正意义的电泳闭路清洗成为可能。

目前,膜分离技术已经开始应用。

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近几年来,随着发达国家环保涂料的工业化应用,一些涂料的循环利用技术(如粉末浆再循环利用技术,粉末底色及清漆回收技术,废漆絮凝干燥器技术,超滤法、冷却法和静电吸附法回收水性漆技术,过喷漆雾的水性漆回收技术等)也得以应用,从而使涂装线的涂料利用率进一步提高,最大限度地减少废漆渣的排放。

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  目前,我国在涂装节水及三废综合利用方面重视程度不够,在新技术应用方面相对落后。

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2.几种新的车身涂装工艺}$|%/Y 

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  逆过程工艺:

在车身外表面先喷涂粉末涂料,待热熔融后再进行电泳涂装,随后粉末/电泳涂膜一起烘干。

使用这种工艺约可减少60%的电泳涂料用量,用厚度为70μm的粉末涂层替代车身外表面的电泳底漆和中涂层,取消中涂及烘干工序,从而节省材料和能源费用,降低VOC排放量。

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  二次电泳工艺:

采用两涂层电泳材料,用第二层电泳(35~40μm)替代中涂。

电泳工艺自动化施工稳定可靠性高,一次合格率高,材料利用率高,设备投资少(不需空调系统),因此可节省费用的48%,减少了维修频次及传统中涂的漆渣和VOC排放。

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一体化涂装工艺(三涂层概念):

采用与面漆同色的功能层(15μm)替代中涂,功能层与面漆底色间不需烘干,取消中涂线,在提高生产效率的同时,大幅降低了VOC排放量。

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3.敷膜技术替代塑料覆盖件涂装F~z_>1lpP& 

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  敷膜技术是预制一种适应于热成形的面漆涂膜,其经热成形后的产品的面漆性能和外观与传统的烘烤喷涂涂膜非常相近。

该技术主要应用于塑料件生产,采用“夹物模压”或“内模”工艺将预制好的复合涂膜在塑料件浇注成形的同时完成成形并与塑料件熔为一体,得到无缺陷的涂装覆盖件。

车身骨架采用传统冲压焊装工艺制造,涂装车间只对车身骨架进行涂装,面漆采用粉末喷涂技术。

由于车身骨架外露面积较小,所以面漆颜色不必与覆盖件相同,深浅各1种即可。

大面积的覆盖件都是采用敷膜技术制造的塑料件,颜色有上千种。

这样大大简化了车身涂装工艺,在降低涂装成本的同时,使涂装的VOC排放达到7g/m2左右,远低于欧洲排放法规的要求。

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4.车身涂装P2ZERO概念

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  所谓P2Zero概念就是零排放油漆车间。

在满足苛刻的环保要求和用户质量要求的前提下,减少三废处理的成本,减少油漆车间操作成本和简化油漆工艺。

车身钢板的防腐底漆在制成零件前进行涂覆,进入油漆车间的车身不需再涂底漆,只喷涂一道粉末底色和一道粉末罩光,因此,可最大限度地减少工艺等待时间、取消传统的调漆间、工艺调整更加灵活、从钢板到涂漆前车身的生产过程取消防锈工艺、彻底消除传统涂装焊缝及空腔结构防腐差的问题、节省涂装车间面积、降低三废处理费用、无需漆渣系统及废漆处理系统、无喷漆室排气、空气污染和固体废料趋于零、无液体排放、涂料制造及使用效率大于95%、无气味无危险。

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5.底盘类零件的涂装DeA@0HOxh 

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  在发达国家,底盘类零件涂装普遍采用磷化、阴极电泳或粉末喷涂工艺,大总成一般是零件先进行电泳或粉末喷涂,然后装配,根据需要再对总成喷涂低温或室温固化面漆。

由于阴极电泳和粉末涂层具有良好的机械性能,有些零件的机械加工可以在涂装后进行,这样可以避免零件在涂装前因加工时间长而锈蚀。

车架、底盘类零件毛胚多是热轧板和铸件,成形前或涂装前多采用喷丸或喷砂处理,酸洗处理已经逐渐被淘汰。

目前,我国的零部件涂装生产规模普遍较小,总体上相对落后。

轿车及其他小型乘用车相对较好,载货车、客车、农用运输车的涂装工艺和使用的涂料水平都不高。

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6.新型涂装运输机zgK;422$m 

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  国内目前车身涂装线前处理和电泳采用的典型运输机有推杆悬链、摆杆链和程控葫芦。

它们各有优缺点,共同的缺点是都不能解决车身内部诸多空腔结构体内的有效排气问题,尤其是车顶盖内的气袋问题。

这些部位不能得到磷化和电泳处理。

新型的多功能穿梭机(Vario-Shuttle)和滚浸运输机(RoDip)诞生后,不仅解决了这些问题,而且继承了前述的运输机的所有优点。

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  多功能穿梭机还具备在一条生产线上实现多品种不同工艺的功能,完全符合自动化柔性涂装生产的要求。

这两种运输机在国内新建车身涂装线上已经开始应用。

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7.其他涂装设备结构和功能的改进;t|,nz4kJ 

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  在欧洲,涂装设备的结构材料以不锈钢为主,设备的电气线路均设计在设备结构中,取消了电气管路,设备的模块化设计和车间的立体分区布置,最大限度地保证涂装的高清洁度要求和安全防火要求。

无外部风管及内部辐射强化对流的新一代烘干室,大幅度提高了热效率和烘干温度的均匀性。

随着机器人技术的进步,车身自动涂装机逐渐被多自由度的喷涂机器人取代,喷涂和密封大量采用机器人自动操作,比涂装机更适应柔性化生产。

机械化传动链条普遍采用非金属材料,大幅度降低传动噪音。

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涂装管理pUGN!

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  涂装管理包括涂装材料的订货、材料质量控制和施工过程的控制等方面。

由于汽车涂装使用的材料品种繁多、在储运过程中易变质、工艺流程长、需要控制的参数多等原因,在汽车生产管理中其复杂程度最高。

在汽车工业发达国家,汽车涂装材料的发展促进了汽车涂装技术的进步,为了降低涂装成本,供货方式也从单一的材料供货过渡为系统供货。

系统供货方式始于20世纪90年代初,目前在欧美已经基本普及。

世界各大汽车制造企业历来对涂装管理极为重视,由涂料厂商直接负责涂装生产的技术管理,使汽车生产厂的涂装管理大大简化,涂装一次合格率提高,生产成本降低。

目前,这种管理方式在国内各汽车公司仍处于尝试阶段。

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  近几年,部分有实力的涂装材料公司和涂装设备公司又推出了BOT服务模式,即汽车公司的涂装车间由涂装材料公司或涂装设备公司投资建设,并负责生产管理,根据汽车公司的整车生产计划进行涂装生产,供给汽车公司的是合格的涂膜。

汽车公司只需制定技术标准的和验收监督涂装产品质量。

这将成为涂装管理的一大发展趋势。

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结束语:

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  我国汽车涂装技术与国际水平的差距在不断缩小,但发展仍不均衡,就涂装质量的保证而言,几大轿车生产企业已经达到国际水平,但综合比较仍有10年左右的差距,主要体现在清洁生产技术方面;就汽车涂装生产关键装备技术而言,我国可能在今后相当长的时间内主要依赖进口。

预计我国在未来10~15年内,汽车涂装水平将全面与国际接轨,加快节省资源和环保技术的应用。

汽车涂料就是指涂装在轿车、吉普车、大客车、大卡车等各种类型的汽车车身及零部件上的涂料,有时也包括一些农机产品如拖拉机、联合收割机和摩托车用涂料,一般系指制造新汽车用的涂料及辅助材料和车辆修补用涂料。

汽车作为户外交通工具,有其特殊的使用条件,另外,随着近年来汽车工业的飞速发展,汽车的生产量越来越大,这就使汽车的涂装工艺完全转向高速率和现代化的流水作业。

根据这些特点,要求汽车漆具有下列特性。

(1)漂亮的外观。

要求漆膜丰满,光泽华丽柔和,鲜映性好,色彩多种多样并符合潮流。

现在轿车上多使用金属闪光涂料和含有云母珠光颜料的涂料,使其外观看上去更加赏心悦目,给人以美感。

(2)极好的耐候性耐腐蚀性,要求适用于各种温度、曝晒及风雨侵蚀,在各种气候条件下保持不失光、不变色、不起泡、不开裂、不脱落、不粉化、不锈蚀。

要求漆膜的使用寿命不低于汽车本身的寿命,一般为大于10年。

(3)极好的施工性和配套性。

汽车漆一般系多层涂装,因靠单层涂装一般达不到良好的性能,所以要求各涂层之间附着力好,无缺陷。

并要求涂料本身性能适应汽车工业现代化的涂装流水线。

(4)极好的机械性能。

适应汽车的高速、多震和应变,要求漆膜的附着力好、坚硬柔韧、耐冲击、耐弯曲、耐划伤、耐摩擦等性能优越。

(5)极好的耐擦洗性和耐污性。

要求耐毛刷、肥皂、清洗剂清洗,与其他常见的污渍接触后不留痕迹。

(6)良好的可修补性。

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1、汽车漆的主要类型5)A1\ 

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(1)按涂装对象的不同,汽车漆可分为:

①新车原装涂料;②汽车修补漆。

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(2)按在汽车上的涂层由下至上分类:

①汽车用底漆,现多为电泳漆;②汽车用中间层涂料,即中涂;③汽车用底色漆(包括实色底漆和金属闪光底漆);④汽车用面漆,一般指实色面漆,不需要罩光;⑤汽车用罩光清漆;⑥汽车修补漆。

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(3)按涂料涂装方式分类:

①汽车用电泳漆;②汽车用液体喷漆;③汽车用粉末涂料;④汽车用特种涂料如PVC密封涂料;⑤涂装后处理材料(防锈蜡、保护蜡等)。

(4)按在汽车上的使用部位分类:

①汽车车身用涂料;②货厢用涂料;③车轮、车架等部件用的耐腐蚀涂料;④发动机部件用涂料;⑤底盘用涂料;⑥车内装饰用涂料。

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2、汽车用底漆的特点及常用品种汽车用底漆就是直接涂装在经过表面处理的车身或部件表面上的第一道涂料,它是整个涂层的开始。

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  根据汽车用底漆在汽车上的所用部位,要求底漆与底材应有良好的附着力,与上面的中涂或面漆具有良好配套性,还必须具备良好的防腐性、防锈性、耐油性、耐化学品性和耐水性。

当然,汽车底漆所形成的漆膜还应具有合格的硬度、光泽、柔韧性和抗石击性等机械性能。

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  随着汽车工业所快速发展,对汽车底漆的要求也越来越高。

20世纪50年代,汽车还是喷涂硝基底漆或环氧树脂底漆,然后逐步发展到溶剂型浸涂底漆、水性浸涂底漆、阳极电泳底漆、阴极电泳底漆。

目前比较高档的汽车尤其是轿车一般采用阴极电泳底漆,阴极电泳底漆经过20多年的发展,同时也经过引进先进技术和工艺,现在已经能很好地满足底漆所要求的各项机械性能、与其他涂层的配套性尤其是现代的流水线涂装工艺,目前轿车用底漆几乎已全部使用阴极电泳底漆。

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  汽车用溶剂型底漆主要选用硝基树脂、环氧树脂、醇酸树脂、氨基树脂、酚醛树脂等为基料,颜料一般选用氧化铁红、钛白、炭黑及其他颜料和填料,涂装方式有喷涂和浸涂两种。

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电泳漆是在水性浸涂底漆的基础上发展起来的,它在水中能离解为带电荷的水溶性成膜聚合物,并在直流电场的作用下泳向相反电极(被涂面),在其表面上不沉积析出。

采用电泳涂装法要求被涂物一定是电导体。

根据所采用的电泳涂装方式的不同,电泳底漆可分为阳极电泳底漆和阴极电泳底漆。

电泳底漆使用的成膜聚合物是阴、阳离子型树脂,中各剂为无机碱、有机胺或有机酸,颜料一般选用钛白和炭黑等。

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3、汽车用中涂漆的特点及常用品种汽车用中涂也称二道浆,就是用于汽车底漆和面漆或底色漆之间涂料。

要求它既能牢固地附着在底漆表面上,又能容易地与它上面的面漆涂层相结合,起着重要的承上启下的作用。

中涂除了要求与其上下涂层有良好的附着力和结合力,同时还应具有填平性,以消除被涂物表面的洞眼、纹路等,从而制成平整的表面,使得涂饰面漆后得到平整、丰满的涂层,提高整个漆膜的鲜映性和丰满度,以提高整个涂层的装饰性;还应具有良好的打磨性,从而打磨后能得到平整光滑的表面。

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  腻子、二道底漆和封闭漆都是涂料配套涂层的中间层,即中涂。

腻子是用来填补被施工物件的不平整的地方,一般呈厚浆状,颜料含量高,涂层的机械性能强度差,易脱落,所以目前大量流水线生产的新车已不再使用腻子,有时仅用于汽车修补。

封闭漆是涂面漆前的最后一道中间层涂料,涂膜呈光亮或半光亮,一般仅用于装饰性要求较高的涂层中(例如汽车修补),这种涂层要求在涂面漆之前涂一道封闭漆,以填平上述底层经打磨后遗留的痕迹,从而得到满意的平整底层。

目前新车原始涂装一般采用二道底漆作为中间涂层。

它所选用的基料与底漆和面漆所用基料相似,这样就可保证达到与上下涂层间牢固的结合力和良好的配套性。

该二道中涂主要采用聚酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和粘结树脂等作为基料;颜料和填料选用钛白、炭黑、硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅等。

二道中涂一般固体分高,可以制得足够的膜厚(大约40μm);机械性能好,尤其是具有良好的抗石击性;另外还具有表面平整、光滑,打磨性好,耐腐蚀性、耐水性优良等特点,对汽车整个漆膜的外观和性能起着至关重要的作用。

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4、汽车用面漆特点及常用品种L]yS[UN$ 

  汽车用面漆是汽车整个涂层中的最后一层涂料,它在整个涂层中发挥着主要的装饰和保护作用,决定了涂层的耐久性能和外观等。

汽车面漆可以使汽车五颜六色,焕然一新。

这是我们主要讨论实色面漆。

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  汽车面漆是整个漆膜的最外一层,这就要求面漆具有比底层涂料更完善的性能。

首先耐候性是面漆的一项重要指标,要求面漆在极端温变湿变、风雪雨雹的气候条件下不变色、不失光、不起泡和不开裂。

面漆涂装后的外观更重要,要求漆膜外观丰满、无橘皮、流平性好、鲜映性好,从而使汽车车身具有高质量的协调和外形。

另外,面漆还应具有足够的硬度、抗石化性、耐化学品性、耐污性和防腐性等性能,使汽车外观在各种条件下保持不变。

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  随着汽车工业的飞速发展,汽车用面漆在近50年来,无论在的所用的基料方面,还是在颜色和施工应用方面,都经历了无数次质的变化。

上世纪三四十年代主要采用硝基磁漆、自干型醇酸树脂磁漆和过氯乙烯树脂磁漆,至八九十年代采用氨基醇酸磁漆、中固聚酯磁漆、热塑性丙烯酸树脂磁漆、热固性丙烯酸树脂磁漆和聚氨基耐污性等都有了显著的提高,从而大大改善了面漆的保护性能。

与此同时汽车面漆在颜色方面也逐渐走向多样化,使汽车外观更丰满、更诱人。

进入20世纪90年代以来,为执行全球性和地区环保法,减少汽车面漆挥发分的排放量,开始研究探索和采用水性汽车面漆。

目前一些西方发达国家的新建汽车涂装线上,已采用了水性汽车面漆,国内基本上还处于溶剂型汽车面漆阶段。

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  如上所述,汽车面漆的主要品种是磁漆,一般具有鲜艳的色彩、较好的机械性能以及满意的耐候性。

汽车用面漆多数为高光泽的,有时根据需要也采用半光的、锤纹漆等。

面漆所采用的树脂基料基本上与底层涂料相一致,但其配方组成却截然不同。

例如,底层涂料的特点是颜料分高,配料预混后易增稠,生产及贮存过程中颜料易于沉淀等。

而面漆在生产过程中对细度、颜色、涂膜外观、光泽、耐候性方面的要求更为突出,原料和工艺上的波动都会明显地影响涂膜性能,对加工的精细度要求更加严格。

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  目前高档汽车和轿车车身主要采用氨基树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、中固聚酯等树脂为基料,选用色彩鲜艳、耐候性好的有机颜料和无机颜料如钛白、酞菁颜料系列、有机大红等。

另外还必须添加一些助剂如紫外吸收剂、流平剂、防缩孔剂、电阻调节剂等来达到更满意的外观和性能。

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5、汽车用金属闪光底色漆的特点及主要品种d^@dzNv 

  所谓金属闪光底色漆就是作为中涂层和罩光清漆层之间的涂层所用的涂料。

它的主要功能是着色、遮盖和装饰作用。

金属闪光底漆的涂膜在日光照耀下具有鲜艳的金属光泽和闪光感,给整个汽车添装诱人的色彩。

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  金属闪光底漆之所以具有这种特殊的装饰效果,是因为该涂料中加入了金属铝粉或珠光粉等效应颜料。

这种效应颜料在涂膜中定向排列,光线照过来后通过各种有规律的反射、透射或干涉,最后人们就会看到有金属光泽的、随角度变光变色的闪光效果。

溶剂型金属闪光底漆的基料有聚酯树脂、氨基树脂、共聚蜡液和CAB树脂液。

其中聚酯树脂和氨基树脂可提供烘干后坚硬的底色漆漆膜,共聚蜡液使效应颜料定向排列,CAB树脂液主要是用来提高底色漆的干燥速率、提高体系低固体分下的粘度、阻止铝粉和珠光颜料在湿漆膜中杂乱无章的运动和防止回溶现象。

有时底漆中还加入一点聚氨酯树脂来提高抗石击性能。

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  目前国内汽车涂装线一般采用溶剂型闪光底色漆,而在一些西方发达国家已经大量使用水性底色漆。

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典型的闪光底色漆配方组成见表1-24。

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表1-24典型闪光底色漆配方\"qY"V 

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基料15%-20%丙烯酸-聚氨酯-氨基树脂,用胺进行水稀释11%-13%聚酯-氨基树脂混合物VAWF3 

溶剂10%-15%水、乙二醇、醇70%-90%酯、脂肪烃uYn_?

颜料1%-20%铝粉、珠光粉、着色颜料1%-10%铝粉、珠光粉、着色颜料<_h~w} 

增稠剂<1%PH控制增稠剂1%-5%没有真的增稠剂,但有控制排列效果的原料V

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助剂<1%润湿剂、消泡剂、快干剂<1%润湿剂vo`2\R. 

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6、汽车用塑料涂料的主要品种K$>%e36Cc 

  汽车塑料涂料与其他金属部件用涂料相似,也分为底漆、底色漆、清漆或面漆(面漆用来代替底色漆/清漆体系)。

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  底漆可直接涂在经表面处理过的塑料底材表面上,一般要求膜厚30μm左右,以完全覆盖部件表面的流痕和缺陷。

环氧-聚酰胺双组分塑料底漆主要用于汽车前后保险杠上,因保险杠一般是聚丙烯的,该底漆中还加入了少量氯化聚丙烯作为基料以提高底漆的附着力。

另外还有溶剂型单/双组分聚氨酯底漆用于汽车保险杠和其他塑料部件上。

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  底色漆一般多采用与金属部件用底色漆组分相同的体系,膜厚一般为10-15μm。

清漆主要是溶剂型双组分聚氨酯体系,即将聚丙烯酸酯及聚酯类与多异氰酸酯结合,其漆膜能达到所需的柔韧度,还具有高耐

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