[发明专利]基于油性漆涂装生产线的汽车塑料外饰件水性漆两涂层涂装工艺

说明书

技术领域

本技术适用于轿车塑料外饰件，诸如保险杠、门槛、轮罩等，尤其是轿车保险杠的涂装施工。

背景技术

国内外汽车厂像通用、奔驰、宝马、大众、华晨、现代对于轿车彩色外饰件有不同的质量标准，这些标准主要在彩色漆膜的附着力、耐蚀、耐气候、冷热交变、潮湿、石冲击等性能方面和色差、光泽等外观方面存在一些差异。为满足汽车厂的质量标准，目前国内轿车外饰件厂家的涂装生产线均采用三涂层油性漆涂装工艺生产各类彩色保险杠，油性漆是指以溶剂为主要载体的涂料，有些是机器人喷涂，有些则是人工喷涂。三涂层是指在成型的塑料基材上进行底漆、色漆和清漆三遍喷涂，如图1所示。底漆主要作用是保证塑料基材和油漆之间的附着力，色漆则是形成汽车厂要求的颜色，清漆用于满足漆膜的各项性能和外观。通常油性漆涂装工艺又区分为低温和高温两个体系，依据最后一道清漆烘烤环节采用高温(120摄氏度以上)或是低温(80摄氏度到90摄氏度之间)烘烤干燥。按照烘烤次数来分，又可分为三喷两烘和三喷一烘(即湿碰湿)两种施工工艺。其中湿碰湿工艺因省了一道底漆烘烤，将节省能源消耗；而低温体系又较高温体系节省能源。尽管从高温到低温体系，从三喷两烘到三喷一烘体系有了一些进步，然而并没有从根本上解决能源消耗和油性漆施工有害物排放的问题。在能源消耗方面主要来自两方面，一是生产过程中能源的消耗，如烘烤等。二是处理有害排放物的能源消耗(废气通常使用燃烧方式)。

在国外，为减少有害气体排放，大多数轿车外饰件厂家从上世纪90年代就在底漆和色漆上用水性漆取代溶剂油漆，清漆因其特殊的用途和汽车厂的质量要求，则一直使用油性漆，工艺流程示意如图2；为相同的目的，也有使用粉末型涂料，其他技术进步在此基础上进行。在近两年一些油漆厂家致力于开发适合两涂层的油漆，即取消底漆，仅喷涂水性面漆和油性清漆，而达到汽车厂的质量标准，如图3所示，此技术的应用尚在尝试阶段。

面对日益紧迫的环保和节能要求，水性漆在轿车塑料涂装领域的应用是必然趋势。然而水性漆与油性漆的施工工艺条件有很大的区别，一条量产的自动涂装线动则数千万甚至上亿，彩色保险杠涂装业在国内发展的时间尚短，生产线的更新换代还需要很长的时间。

撇开水性漆和油性漆施工环境和各工艺段产品控制特性的区别，仅从图2与图1的可以看出，目前国内应用成熟的油性漆施工工艺较国际成熟的水性漆施工工艺少了色漆干燥环节。如将国外水性漆施工工艺移植到国内，必须在现有基础上增加色漆烘箱，该项改造因其破坏原有系统平衡，需要从工艺环境和整个自动输送系统进行改造，风险大投资高，时间长，通常已经投入使用的生产线无法中断几十天来进行改造。其次，改造后，将打破原有的油性漆系统的施工条件，质量风险高，油性与水性施工无法共线生产。

发明内容

为解决上述问题，本发明在油性生产线上引入两涂层水性系统。通过对基材火焰处理工序、涂装施工工具(自动喷涂状况下的机器人)和油漆供应系统的改造，实施两涂层水性施工工艺，一举解决水性涂料替代油性涂料和三涂层向两涂层的优化，而无需重新构造新生产线，节省大量投资，产品在外观和性能上符合世界知名高级汽车厂质量标准，同时在改造后，油性漆和水性漆能够实现共线生产，不影响现行油性系统。

附图说明

图1是三喷两烘油性漆涂装工艺流程示意图，为典型的油性漆喷涂工艺，国内普遍使用；

图2是三喷三烘水性漆涂装工艺流程示意图，为典型的水性漆喷涂工艺，在欧洲等国家普遍使用；

图3是两喷两烘水性漆涂装工艺流程示意图，为两涂层新技术；

具体实施方式

从工艺角度分析，需要解决如下技术难点：

1)基材前处理2)水性面漆与油性色漆隔离技术3)色漆漆膜干燥

一、基材前处理

包括水洗干燥和火焰处理、静电除尘三个步骤；水洗的目的是去除基材表面对漆膜的性能和外观造成影响的油脂、垃圾、颗粒等污染物，油性漆和水性漆在这一点上是一致的。在高温油性漆体系，一般不需要火焰处理，但低温体系中火焰处理是必须的工序，用以提高基材表明能量从而增加漆膜附着力。为达到质量要求，不同的涂料厂家对火焰处理有表面能参数要求，通常越高越好。相比油性漆和三涂层水性漆，两层水性漆工艺对基材表面的清洁程度要求更苛刻，而不同的火焰处理工艺对基材附着力产生决定性影响，经实验证明，表面能高的处理并不能在两层水性涂层工艺上取得预期的漆膜附着力。因此，水洗干燥环节可通过采取适当的化学药品及严格的工艺控制来实现，后者则需要通过设备改造和实验验证。