拖拉機底盤噴涂水性漆的試驗探究與應(yīng)用

艾宗乾，高君惠，劉冰，韓永江，李鵬

(第一拖拉機股份有限公司大拖公司，河南洛陽 471004)

0 引言

目前，拖拉機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，但噴涂后的各項檢測參數(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、干燥時間、抗腐蝕性(即耐鹽霧性指標)、抗老化型(耐候性指標)等，這些指標有效地保證了噴涂后底盤表面質(zhì)量，對拖拉機整機外觀質(zhì)量至關(guān)重要。本文作者通過對底盤噴涂使用單組分環(huán)氧丙烯酸水性漆進行探究使用，實現(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)場實驗表明，此水性漆改進后底盤面漆質(zhì)量提升，效果顯著。

1 水性漆簡介

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)生氣泡以及易受細菌或真菌的影響的特點。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，可以通過試驗確定在原漆中的加水比例，因為加水量和黏度變化并非呈線性關(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)有測試水性漆原漆黏度所用測量儀器為尼潤黏度計NDJ-SNB，通過轉(zhuǎn)子與流體之間的轉(zhuǎn)速和時間來確定水性漆黏度，對于非牛頓型流體，其黏度值隨切變速度和時間等條件的變化而變化，故而在不同轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和時間下測定的結(jié)果不一致，水性漆原漆黏度測量不準確，時常不符合要求，且此測量方法較為繁瑣，影響現(xiàn)場施工時間；現(xiàn)有水性漆存在耐老化性低，較之競品容易失色，噴涂后容易流掛，如圖1所示。這些現(xiàn)象嚴重影響底盤噴涂質(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指標，提升水性漆品質(zhì)。

3.2 設(shè)計方案

水性漆改進方案：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，并改進水性漆黏度測量方式，以基于涂四杯測量。

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。計劃選取不少于兩種樹脂同時進行小批試驗，平行對比耐老化及耐鹽霧。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一步提高，從理論上分析如果加快干燥速度會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。

另外抗流掛性能提高還可以從較直接的手段實現(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 杯進行測試控制較為簡單，但此項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，此項重點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)場試驗探究

4.1 現(xiàn)場試驗研究

改進后的水性漆，通過施工試驗，確定加水比例在3%～5%的范圍內(nèi)，依次加水，用涂四杯測量不同加水比例下，水性漆在涂四杯內(nèi)呈自由落體下的時間，并用秒表進行記錄，預(yù)計水性漆呈牛頓型自由落體時間保持在50～60 s之間；水性漆施工黏度確定后，開始進行底盤樣漆噴涂，噴涂過程中，驗證噴槍出漆性，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，驗證底盤表面質(zhì)量，并針對油漆耐鹽霧性及耐老化性能指標進行檢測。

4.2 試驗研究效果

經(jīng)過多次水性漆試驗和調(diào)整，最終實現(xiàn)水性漆原漆黏度可用涂-4杯測量，通過適當降低耐鹽霧性(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)定標準)，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量，噴涂效果較好，如圖2所示。

圖2 整機底盤噴涂效果

5 結(jié)束語

采用文中試驗探究所用的水性漆，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，極大了提高了整機底盤外觀質(zhì)量。且水性漆施工黏度測量相較原有黏度計測量簡單，易操作，有效地提高了現(xiàn)場操作效率。