CN109622336A - 一种汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车用碳纤维制品的水性涂料喷漆工艺，具体步骤包括：喷砂；清洗；脱水；水性底漆喷涂；水性底漆烘烤；水性底漆层研磨；水性中涂喷涂；水性中涂烘烤；水性中涂研磨；水性色漆喷涂；水性色漆闪干；水性清漆喷涂水性清漆烘烤。本发明汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，以环保为本，让涂装喷漆行业从油性涂料（甲苯类），向水性涂料（无污染，无毒害）类进行改革，实现碳纤维制品喷漆，零毒害生产，零毒害产品使用。只喷涂4次水性油漆，即可达到碳纤维编织纹涂装漆膜外观要求，喷涂效率与塑胶喷涂一样，能大幅度提高传统的碳纤维喷涂工艺效率，体现水性油漆的生产优势，环保优势，目前以应用于新能源电动跑车碳纤维复合材料。

Description

一种汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，特别是涉及一种碳纤维编织纹汽车外饰件的编织纹外漏喷漆工艺。

背景技术

现在汽车碳纤维外饰件表面喷涂方法，一般表面进行打磨，去静电和除尘等表面处理，以及对汽车外饰件进行喷底漆，刮腻子，挂灰及喷色漆等步骤。其中，刮腻子和刮灰是汽车碳纤维表面喷涂完底漆之后，通过填补或者整体处理的方式，清除汽车碳纤维编织纹表面的高低不平的部分，使得汽车碳纤维编织纹平整光滑，是得油漆均能有效的附着在汽车碳纤维外饰件表面，保证汽车表面外观的质量。

但是还存在以下问题：刮腻子和刮灰均需要工人手工反复的将腻子涂覆在汽车碳纤维编织纹表面，使得刮腻子步骤施工进度缓慢，导致整体喷涂作业的周期较长，从而使得现在的汽车碳纤维外饰件编织纹裸露，仅适用于小规模的喷涂处理，而不能满足当前汽车大规模生产的需求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，改变传统碳纤维编织纹喷漆工艺难度，目的是让碳纤维汽车外覆盖件喷漆更环保，打破传统的甲苯油漆涂装工艺，让以后的产品探险纤维汽车无油漆气味，有毒害气体循环存在，另外水性油漆特性与碳纤维脱模剂相容而非如油性油漆相斥，更能简化碳纤维外覆盖件喷漆工艺，有效的降低碳纤维涂装成本，如：降低电能（烘烤造成的成本），研磨耗材，油漆耗用等。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，具体步骤包括：

（1）喷砂：对编织纹碳纤维制品表面进行喷砂处理；

（2）清洗：对进行喷砂处理后的编织纹碳纤维制品进行水洗，分离表面砂砾、油污的影响喷漆的物质；

（3）脱水：对水洗处理后的编织纹碳纤维制品进行脱水处理；

（4）水性底漆喷涂：对脱水处理后的编织纹碳纤维制品进行喷涂处理，在常温15-25℃喷漆操作房，喷涂水性底漆，使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 2.5mm，喷涂空气压力0.2-0.3MPa ，喷枪枪距 250mm，枪速 600mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；喷涂2-3道，漆膜要求：目视湿膜厚度为20-30µm；

（5）水性底漆烘烤：对喷涂水性底漆后的，编织纹碳纤维制品静置一定时间，让其自行进行水分初步挥发，挥发时间10-15min，然后在温度60--80℃条件下进行烘烤，保温时间30-45min；进行干燥固化；

（6）水性底漆层研磨：对烘烤处理后的编织纹碳纤维制品进行研磨，处理后的表面粗糙度为Ra0.7-1.2；

（7）水性中涂喷涂：对研磨处理后的编织纹碳纤维制品在常温15-25℃下喷涂水性中涂，使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 2.5mm，喷涂空气压力 0.2-0.3MPa ，喷枪枪距250mm，枪速 600mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；厚度为40-50µm；

（8）水性中涂烘烤：对喷涂处理后的编织纹碳纤维制品先静置10-15min后，在温度60-80℃条件下进行烘烤，保温时间30-45min；

（9）中涂研磨：对烘烤处理后的编织纹碳纤维制品进行研磨，处理后的表面粗糙度为Ra0.2-0.6；

（10）水性色漆喷涂：

（101）对研磨处理后的编织纹碳纤维制品在常温15-25℃下喷涂色漆底漆，厚度为40-50µm；使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 1.5mm，喷涂空气压力 0.2-0.5MPa ，喷枪枪距 300mm，枪速 800mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；

（102）水性色漆闪干15-20min；

（11）透明清漆喷涂：对研磨处理后的编织纹碳纤维制品进行透明清漆喷涂处理，喷涂环境落尘量1万级以下，喷漆温度20-25℃，湿度40%-70%，喷涂厚度45--55µm；使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 0.8-1.3mm，喷涂空气压力 0.2-0.3MPa ，喷枪枪距 200mm，枪速500mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；

（12）静置：要求睡醒清漆喷涂完成后，进行静置15-20min，让水份进行挥发，湿膜气体排放；

（13）清漆烘烤：静置挥发完成后，进行烘烤固化，要求在温度80℃下保持60min；

（14）检验：检查编织纹碳纤维成品，符合要求后包装。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，喷砂处理采用P180—P360玻璃砂，喷砂压力3-6巴。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，水洗采用超声波清洗。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，进行40℃烘烤15min脱除水分。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（6）中，采用气动研磨机器，P200-P320干磨砂纸进行研磨操作，每平方研磨速度5min。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（9）中，采用P800水磨砂纸进行施工，并在研磨后进行脱水处理。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（11）中，静置15min在70℃环境下烘烤45min完全干燥，漆膜硬度HB-H。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（11）中，静置30min在80-100℃烘烤条件下30-60min完全干燥，漆膜硬度达到3H以上。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（12）中，成品合格要求包括：外观平整光滑，无缺陷，无任何色差；光泽≥93℃；橘皮L≤10、≤15；硬度3H；附着力0-1级。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）和步骤（8）中，静置的时间为至少15min。

本发明的有益效果是：本发明汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，使消费者产品无毒害，无污染，更环保，另外改变传统碳纤维编织纹喷漆工艺难度，采用1.前处理（喷砂工艺）；2.水性底漆喷涂工艺；3.水性中途喷涂工艺；4.水性色漆喷涂工艺；5.水性清漆喷涂工艺。只喷涂4次水性油漆，就可以解决碳纤维编织纹汽车外饰件热压或模压所产生的问题，如：干砂，编织纹发白，针孔等，即可达到碳纤维编织纹涂装漆膜外观要求，以应用于新能源电动跑车碳纤维复合材料。

附图说明

图1是本发明汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺一较佳实施例的流程结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，具体步骤包括：

（1）、碳纤维编织纹喷砂：

对编织纹碳纤维表面进行喷砂处理，采用P180-P360玻璃砂，喷砂压力3-6巴，表面粗糙度Ra4-Ra6。

由于编织纹碳纤维热压成型后，目前都存在的0.005-0.01mm直径的针孔，编织格存在0.001-0.01mm不等的气泡，针孔残留脱模剂。采用手工研磨，或者机器研磨，解决此类问题势必损伤碳纤维编织纹路。故本发明采用P180-P360玻璃砂，砂石以冲击波力进行冲击研磨，碳纤维针孔内部的脱模剂能进行有效清理，编织纹的气泡非常薄弱，喷砂的冲击力，根据实际生产压力调节，不损伤碳纤维纹路的情况下清除编织纹内气泡，是目前先有效的前处理方式。

（2）、碳纤维编织纹清洗：

再进行超声波水洗，分离表面砂砾，油污等影响喷漆的物质。

碳纤维编织纹喷砂处理后，表面会存留大量的砂粉，不清理会覆盖编织纹路，对涂料附着力也会造成影响，采用超声波水洗处理，能有效的处理砂粉。如采用研磨基材表面，会产生大量的树脂粉，碳纤粉，超声波水洗，简单，快速，彻底的操作方式。

（3）、碳纤维编织纹脱水处理：

再进行40℃烘烤15min脱除水分。

超声波水洗后，基材表面湿度大，且编织纹存留水分，直接喷漆会产生水泡，漆膜剥离，附着力极差。

（4）、碳纤维编织纹基材覆盖：

在常温15--25℃喷漆操作房，喷涂透明底漆，使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴2.5mm，喷涂空气压力 0.2-0.3MPa ，喷枪枪距 250mm，枪速 600mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；喷涂2-3道，漆膜要求：目视湿膜厚度为20-30µm；厚度限度不低于20µm，对碳纤维编织纹的针孔，此水性油漆有流动性，且与碳纤维针孔残留的脱模剂相容，具备流动覆盖填充性。

喷涂条件：温湿度15--25℃是最佳操作环境，温湿度过高，过低，都会对涂料使用，喷涂操作产生影响。漆膜厚度：鉴于本涂料的特性，漆膜厚度20--30 um为最佳厚度，能对基材的针孔，凹陷起到有效的填充作用。

优选地，对碳纤维外覆制品进行底漆喷涂，喷涂3次，且每次之间间隔5分钟，让水分进行蒸发。

（5）、透明底漆烘烤：

本透明底漆静置15分钟后，可在烘烤温度60--80℃条件无任何起泡现象,保温时间30-45min，故此透明底漆喷涂层要求，以喷涂湿膜平整度为准。

静置目的：透明底漆喷涂后，静置的目的是让透明底漆流平，水分初步蒸发，填补的时间去反应，让涂料初步固化。

（6）、透明底漆层研磨：

透明底漆研磨，可直接采用气动研磨机器，P200-P320干磨砂纸进行研磨操作，简单速度快，每平方研磨速度5min，表面粗糙度为Ra0.7-1.2.

漆膜表观现状：基材表面的针孔，凹陷得到了完全覆盖，脱水红干后，漆膜表面会出现不同程度的凹坑。研磨的目的：研磨漆膜表面的凹陷，让漆膜表面平整，光滑。

（7）、透明中涂喷涂：

常温15-25℃下喷涂作业，使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 2.5mm，喷涂空气压力 0.2-0.3MPa ，喷枪枪距 250mm，枪速 600mm/s，吐出量根据膜厚要求设定。厚度20-30µm，喷涂湿膜为S级小橘皮最佳，静置15mim后流平为镜面，如果厚底低于30µm对透明底漆层附着力较差，间接会影响透明清漆的亮度。

喷涂温湿度：温湿度15--25℃是最佳操作环境，温湿度过高，过底，都会对涂料使用，喷涂操作产生影响。漆膜厚度的目的：漆膜厚度40--50 um为最佳厚度，为透明清漆增加整体的饱满度，对个别的遗留的小针孔，凹陷得到2次填补作用。

优选地，对碳纤维外覆制品进行中涂喷涂，喷涂3次，且每次之间间隔5分钟，让水分进行蒸发；

（8）、透明中涂烘烤温度：

先静置10-15min，烘烤温度固化点60-80℃，保温时间30-45min,最高可承受120℃，温度越高，漆膜硬度越高，表面强度越大。

静置目的：透明底漆喷涂后，静置的目的是让透明底漆有个流平的，填补的时间去反应，让涂料初步固化。

（9）透明中涂研磨：

采用P800水磨砂纸进行施工，要求表面粗糙度Ra0.2-0.6，表面平整无凹陷，无任何喷漆不良，如有请返回步骤（5）或（7）步骤操作.。

研磨目的：为了色漆，透明清漆流平度最大化，采用P800水磨砂纸进行施工，要求表面粗糙度Ra0.2-0.6，次效果下透明清漆漆膜效果最佳，橘皮度最小，甚至达到镜面效果。

（11）水性色漆喷涂：

（111）对研磨处理后的编织纹碳纤维制品在常温15-25℃下喷涂色漆底漆，厚度为40-50µm；使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 1.5mm，喷涂空气压力 0.2-0.5MPa ，喷枪枪距 300mm，枪速 800mm/s，吐出量根据膜厚要求设定。优选地，对碳纤维外覆制品进行色漆喷涂，喷涂3次，且每次之间间隔5分钟，让水分进行蒸发；

（112）次水性色漆闪干15-20min，即可喷涂清漆，无需烘烤，完全脱水处理；

（12）透明清漆喷涂：

喷涂环境落尘量1万级以下，喷漆温度20-25℃最佳，湿度40%-70%，喷涂厚度45--55µm，如果透明清漆低于30µm，对底漆层附着力较差，对外观亮度，透光度，饱和度，较差，影响漆膜外观目视效果，如果面漆高于60µm，静置时间短，则会出现气泡。

透明清漆环境必要性：喷涂透明清漆的环境度，直接决定成品的良率，所以喷涂环境度越高成品的良率越高，漆膜外观效果越好。温湿度的必要性：喷漆温度20-25℃最佳，40%-60%次条件下，涂料的流动性好，涂料粘度稳定性好，喷涂施工效果最佳。漆膜厚度的必要性：透明清漆45--55µm下漆膜饱满度好，漆膜光泽度可达93℃，透光度效果好，也有利于抛光处理表面颗粒，凸点等。漆膜厚度偏高，提升喷漆产品良率，湿膜施工中可以覆盖0.005mm以下颗粒。

具体地，使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 0.8-1.3mm，喷涂空气压力 0.2-0.3MPa ，喷枪枪距 200mm，枪速 500mm/s，吐出量根据膜厚要求设定。

（13）静置：要求睡醒清漆喷涂完成后，进行静置15-20min，让水份进行挥发，湿膜气体排放。

透明清漆的静置的目的：让透明清漆喷涂完成后实现自动流平，让透明清漆涂料内部换气，排气，杜绝烘烤过程中气泡的产生。

（14）清漆烘烤条件：

静置15min可在70℃环境下烘烤45min完全干燥，漆膜硬度HB-3H。

（15）检查碳纤维编织纹工件，表面平整光滑，无任何喷漆缺陷，符合要求后包装。

（16）后续抛光处理等。

本发明中所提到的省漆高效高负荷压送式喷枪具有为铝合金锻造镀镍枪身，不锈钢涂料通道；有耐磨损针嘴帽套装可供选择；配合SATA压力罐或双隔膜泵使用；重心稳定；喷幅宽，雾化精细；完美细致的雾化效果；最佳喷涂气压：2.5巴； 耗气量：约430升/分钟；喷涂距离：19厘米；喷幅大小：约40厘米；面漆喷涂口径：(0.8-1.1-1.3-1.5-1.7-2.0)；底漆喷涂口径：(1.3-1.5-1.7-2.0)。

碳纤维编织纹透明层，涂层性能表：

表1：

漆膜质量检测的重要性：

1.测试成品是否符合规定标准；

2.杜绝不良品的流通，避免不合格发货给客户；

3.检测漆膜成品数据；

4.记录数据，优化工艺。

本发明碳纤维编织纹外观透明清漆涂装工艺，打破了碳纤维编织纹施工困难，工艺繁琐，耗费大的缺陷，采用喷砂，喷透明底漆，透明底漆，透明清漆，等关键工序，简单工艺，解决碳纤维编织纹喷涂施工难题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，具体步骤包括：

（1）喷砂：对编织纹碳纤维制品表面进行喷砂处理；

（2）清洗：对进行喷砂处理后的编织纹碳纤维制品进行水洗，分离表面砂砾、油污的影响喷漆的物质；

（3）脱水：对水洗处理后的编织纹碳纤维制品进行脱水处理；

（4）水性底漆喷涂：对脱水处理后的编织纹碳纤维制品进行喷涂处理，在常温15-25℃喷漆操作房，喷涂水性底漆，使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 2.5mm，喷涂空气压力0.2-0.3MPa ，喷枪枪距 250mm，枪速 600mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；喷涂2-3道，漆膜要求：目视湿膜厚度为20-30µm；

（5）水性底漆烘烤：对喷涂水性底漆后的，编织纹碳纤维制品静置一定时间，让其自行进行水分初步挥发，挥发时间10-15min，然后在温度60--80℃条件下进行烘烤，保温时间30-45min；进行干燥固化；

（6）水性底漆层研磨：对烘烤处理后的编织纹碳纤维制品进行研磨，处理后的表面粗糙度为Ra0.7-1.2；

（7）水性中涂喷涂：对研磨处理后的编织纹碳纤维制品在常温15-25℃下喷涂水性中涂，使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 2.5mm，喷涂空气压力 0.2-0.3MPa ，喷枪枪距250mm，枪速 600mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；厚度为40-50µm；

（8）水性中涂烘烤：对喷涂处理后的编织纹碳纤维制品先静置10-15min后，在温度60-80℃条件下进行烘烤，保温时间30-45min；

（9）中涂研磨：对烘烤处理后的编织纹碳纤维制品进行研磨，处理后的表面粗糙度为Ra0.2-0.6；

（10）水性色漆喷涂：

（101）对研磨处理后的编织纹碳纤维制品在常温15-25℃下喷涂色漆底漆，厚度为40-50µm；使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 1.5mm，喷涂空气压力 0.2-0.5MPa ，喷枪枪距 300mm，枪速 800mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；

（102）水性色漆闪干15-20min；

（11）透明清漆喷涂：对研磨处理后的编织纹碳纤维制品进行透明清漆喷涂处理，喷涂环境落尘量1万级以下，喷漆温度20-25℃，湿度40%-70%，喷涂厚度45--55µm；使用省漆高效高负荷压送式喷枪，喷嘴 0.8-1.3mm，喷涂空气压力 0.2-0.3MPa ，喷枪枪距 200mm，枪速500mm/s，吐出量根据膜厚要求设定；

（12）静置：要求睡醒清漆喷涂完成后，进行静置15-20min，让水份进行挥发，湿膜气体排放；

（13）清漆烘烤：静置挥发完成后，进行烘烤固化，要求在温度80℃下保持60min；

（14）检验：检查编织纹碳纤维成品，符合要求后包装。

2.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，喷砂处理采用P180-P360玻璃砂，喷砂压力3-6巴。

3.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（2）中，水洗采用超声波清洗。

4.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，进行40℃烘烤15min脱除水分。

5.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（6）中，采用气动研磨机器，P200-P320干磨砂纸进行研磨操作，每平方研磨速度5min。

6.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（9）中，采用P800水磨砂纸进行施工，并在研磨后进行脱水处理。

7.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（11）中，静置15min在70℃环境下烘烤45min完全干燥，漆膜硬度HB-H。

8.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（11）中，静置30min在80-100℃烘烤条件下30-60min完全干燥，漆膜硬度达到3H以上。

9.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（12）中，成品合格要求包括：外观平整光滑，无缺陷，无任何色差；光泽≥93℃；橘皮L≤10、≤15；硬度3H；附着力0-1级。

10.根据权利要求1所述的汽车用碳纤维制品的水性油漆喷漆工艺，其特征在于，所述步骤（5）和步骤（8）中，静置的时间为至少15min。