CN112871611A - 一种树脂基碳纤维复材用水性清漆的哑光化涂装工艺及其应用 - Google Patents

一种树脂基碳纤维复材用水性清漆的哑光化涂装工艺及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于树脂基碳纤维复材用水性清漆的涂装技术领域，具体涉及一种树脂基碳纤维复材用水性清漆的哑光化涂装工艺及其应用。所述水性清漆的哑光化涂装工艺，包括将漆液喷涂于基材表面的步骤，所述漆液的粘度为700‑900m Pa·s；且所述喷涂过程中，控制走枪速度为2‑3m/s，喷涂距离为0.4‑0.5m，扇幅为110‑130°。采用本发明所述的涂装工艺可以相对更廉价的高光清漆及现有喷涂装置实现对树脂基纤维复材自身缺陷良好遮盖的效果，同时还具有耐划痕功能，克服了高光清漆无法哑光化喷涂的问题。此外，采用本发明所述的涂装工艺可以节省树脂基碳纤维复材成型后组装、运营过程中的表面维护成本，提高复材产品后期漆面维护效率。

Description

一种树脂基碳纤维复材用水性清漆的哑光化涂装工艺及其 应用
技术领域
本发明属于树脂基碳纤维复材用水性清漆的涂装技术领域，具体涉及一种树脂基碳纤维复材用水性清漆的哑光化涂装工艺及其应用。
背景技术
在树脂基碳纤维复材制轨交产品的清漆涂装过程中，存在喷涂高光清漆后无法遮蔽基材自身缺陷及组装、运营过程中的划伤问题。
目前解决上述问题的涂装方法是使用含有消光剂的哑光清漆喷涂及后续修补喷涂，但这种方法存在如下缺点：(1)含消光剂的哑光清漆成本偏高；(2)修补时需打磨原漆面，且喷涂后较大几率存在色差；(3)喷涂后漆面仍为较高光泽度，仍然易被划伤。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种树脂基碳纤维复材用水性清漆的哑光化涂装工艺。本发明通过改进涂装工艺来解决碳纤维复合材料产品在成型、加工过程中可能存在的贫脂、富脂、气泡、纹路不齐及划痕等缺陷的遮盖问题，以及划痕易显的技术问题，同时又避免了因添加消光剂的哑光清漆喷涂存在的上述缺陷。
所述水性清漆的哑光化涂装工艺，包括将漆液喷涂于基材表面的步骤；其中：所述漆液的粘度为700-900m Pa·s；且所述喷涂的过程中，控制走枪速度为2-3m/s，喷涂距离为0.4-0.5m，扇幅为110-130°。
针对现有通过添加消光剂实现水性清漆哑光涂装效果这一技术中存在的问题，本发明首次提出通过改进涂装工艺的方式来实现水性清漆的哑光涂装效果。
在喷涂施工前，通常需要调漆来稀释漆液，以保证其可从喷嘴呈雾状顺利喷出；为了避免喷嘴堵塞及保证膜层的均匀度，通常会提高稀释度，以确保在现有常规喷涂工艺条件下在基材表面形成均匀、致密的涂层。
然而我们意外发现，基于现有水性清漆喷涂施工的喷嘴装置(目前施工最常用的喷涂装置)，当漆液粘度在一定范围内时，喷出物呈雾状漆粒形态，这一发现为通过改进喷涂工艺实现哑光效果奠定了基础；同时也改变了本领域长期以来对调漆稀释程度的偏见。
根据雾状漆粒的特点，我们在此基础上优化调整部分喷涂操作条件，以保证该雾状漆粒分散且均匀地落在基材表面，再通过多次往复喷涂进一步形成均匀、致密、符合厚度使用要求的颗粒感涂层，从而以相对更廉价的高光清漆及现有喷涂装置实现对树脂基纤维复材自身缺陷良好遮盖的效果，同时还具有耐划痕功能，克服了高光清漆无法哑光化喷涂的问题。此外，采用本发明所述的涂装工艺可以节省树脂基碳纤维复材成型后组装、运营过程中的表面维护成本，提高复材产品后期漆面维护效率。
优选地，控制所述漆液的粘度在750-850mPa·s之间；研究表明，合适的漆液粘度不仅有利于形成雾状漆粒，而且粒径大小更合适，尺寸更均匀一致，最终在基材表面形成的涂层颗粒感显著且膜层更均匀，哑光效果更佳。而粘度过大，漆粒粒径较大，所形成的膜层虽颗粒感较强但不均匀，影响整体哑光效果；而粘度过小，漆粒小且均一但哑光效果不十分显著。
优选地，所述水性清漆为水性聚氨酯清漆，其可通过添加去离子水实现调漆；进一步优选地，调漆时，控制去离子水的添加量在10％以下。
优选地，所述喷涂过程中，所述扇幅为120-130°，可使得漆粒在被涂装物表面均匀分散，避免因过于集中喷涂而造成的漆粒聚集成膜的问题。
作为本发明的具体实施方式之一，控制水性清漆的粘度为790-810mPa·s，并控制走枪速度为2-2.5m/s，喷涂距离为0.45-0.5m，扇幅为120-125°；研究表明，通过对多个操作条件的合理控制，使其呈最佳匹配关系，从而产生协同作用，以实现在基材表面形成更均匀、更致密，哑光效果更佳的涂层的显著效果。
所述涂装工艺还包括对喷涂后所得涂层进行干燥；所述干燥的温度为30-40℃，时间为6～8h；研究表面，在前述喷涂效果的基础上配合适宜的干燥温度以确保固化后所得涂层表面具有颗粒感形态(磨砂)，避免因干燥温度及时间不合适导致固化不彻底或固化过度影响颗粒感膜层的形成。
优选地，所述干燥的温度为35-40℃，时间为6～7h。
本发明的第二目的是提供一种碳纤维复合材料制品，其采用上述涂装工艺制得。所述碳纤维复合材料制品表面呈颗粒状磨砂感，哑光效果好，且涂层均匀、致密性佳。
本发明的第三目的是提供一种轨道车辆司机室，其使用上述碳纤维复合材料制品。
本发明的第四目的是提供一种轨道车辆，其包括上述轨道车辆司机室。
本发明所取得的技术效果如下：
采用本发明所述的涂装工艺可在基材表面形成均匀、致密、具有一定厚度的颗粒感涂层，从而以相对更廉价的高光清漆及现有喷涂装置实现对树脂基纤维复材自身缺陷良好遮盖的效果，同时还具有耐划痕功能，克服了高光清漆无法哑光化喷涂的问题。此外，采用本发明所述的涂装工艺可以节省树脂基碳纤维复材成型后组装、运营过程中的表面维护成本，提高复材产品后期漆面维护效率。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种碳纤维复合材料制品，采用下述水性清漆的哑光化涂装工艺，具体步骤如下：
(1)调漆：
向某型号水性聚氨酯清漆中添加去离子水，水性聚氨酯清漆与去离子水的质量比为1:9；测得调漆后所得漆液的粘度为800mPa·s。
(2)喷涂：
控制走枪速度为2m/s，提高喷枪与待喷涂基材的距离至0.5米，同时调大走枪扇幅至120°，在基材表面形成雾喷漆膜。
(3)干燥：
控制漆膜的干燥温度为35℃，干燥时间为6h，开启通风，加快漆面表干速度，放置清漆胶粒成膜甚至流垂，保持漆面颗粒感干燥。
实施例2
本实施例提供一种碳纤维复合材料制品，采用下述水性清漆的哑光化涂装工艺，具体步骤如下：
(1)调漆：
向某型号水性聚氨酯清漆中添加去离子水，水性聚氨酯清漆与去离子水的质量比为1:9；测得调漆后所得漆液的粘度为750mPa·s。
(2)喷涂：
控制走枪速度为2m/s，提高喷枪与待喷涂基材的距离至0.5米，同时调大走枪扇幅至120°，在基材表面形成雾喷漆膜。
(3)干燥：
控制漆膜的干燥温度为35℃，干燥时间为6h，开启通风，加快漆面表干速度，放置清漆胶粒成膜甚至流垂，保持漆面颗粒感干燥。
实施例3
本实施例提供一种碳纤维复合材料制品，采用下述水性清漆的哑光化涂装工艺，具体步骤如下：
(1)调漆：
向某型号水性聚氨酯清漆中添加去离子水，水性聚氨酯清漆与去离子水的质量比为1:9；测得调漆后所得漆液的粘度为850mPa·s。
(2)喷涂：
控制走枪速度为2m/s，提高喷枪与待喷涂基材的距离至0.5米，同时调大走枪扇幅至120°，在基材表面形成雾喷漆膜。
(3)干燥：
控制漆膜的干燥温度为35℃，干燥时间为6h，开启通风，加快漆面表干速度，放置清漆胶粒成膜甚至流垂，保持漆面颗粒感干燥。
对比例1
现有加入消光剂且采用常规喷涂工艺制得的碳纤维复合材料制品。
对比例2
采用现有未改进的喷涂操作条件进行涂装，具体操作条件为：
走枪速度为0.5m/s，喷枪与待喷涂基材的距离为0.3米，走枪扇幅至80°。
对比例3
采用与实施例1相似的喷涂工艺，区别在于：干燥温度为25℃，时间为12h。
对比例4
采用与实施例1相同的喷涂工艺，区别在于：调漆后漆液粘度为550mPa·s。
对比例5
采用与实施例1相同的喷涂工艺，区别在于：调漆后漆液粘度为1100mPa·s。
效果验证
1、哑光效果测试：
测试方法为：光泽度测试仪GB/T 9754-2007色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定；
将实施例1-3及对比例1-5所得碳纤维复合材料制品进行测试，结果显示：
实施例1-3、对比例1所得碳纤维复合材料制品均具有较好的哑光效果；其中，实施例1、对比例1的哑光效果最均匀，效果最好。实施例2、实施例3的哑光效果相比实施例1略差，但符合使用要求。
对比例2所得制品表面漆粒聚集成膜，无哑光效果。
对比例3所得制品因干燥时间过长导致漆粒融合，膜层颗粒感弱，难以达到哑光效果。
对比例4和对比例5所得制品因漆液粘度不合适也无法形成雾状漆粒，进而无法获得哑光效果。
2、漆膜的均匀致密性的考察：
测试方法为：目前本领域采用多次喷涂后目视检测；
测试结果显示，实施例1-3所得碳纤维复合材料制品表面的涂层均匀致密性良好，符合生产要求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种水性清漆的哑光化涂装工艺，包括将漆液喷涂于基材表面的步骤，其特征在于，所述漆液的粘度为700-900m Pa·s；且所述喷涂的过程中，控制走枪速度为2-3m/s，喷涂距离为0.4-0.5m，扇幅为110-130°。
2.根据权利要求1所述的水性清漆的哑光化涂装工艺，其特征在于，所述漆液的粘度为750-850mPa·s。
3.根据权利要求2所述的水性清漆的哑光化涂装工艺，其特征在于，所述水性清漆为水性聚氨酯清漆；
优选地，调漆时控制去离子水的添加量在10％以下。
4.根据权利要求1所述的水性清漆的哑光化涂装工艺，其特征在于，所述扇幅为120-130°。
5.根据权利要求1所述的水性清漆的哑光化涂装工艺，其特征在于，所述漆液的粘度为790-810mPa·s；走枪速度为2-2.5m/s，喷涂距离为0.45-0.5m，扇幅为120-125°。
6.根据权利要求1-5任一所述的水性清漆的哑光化涂装工艺，其特征在于，所述涂装工艺还包括对喷涂后所得涂层进行干燥；
所述干燥的温度为30-40℃，时间为6-8h。
7.根据权利要求6所述的水性清漆的哑光化涂装工艺，其特征在于，所述干燥的温度为35-40℃，时间为6～7h。
8.一种碳纤维复合材料制品，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述水性清漆的哑光化涂装工艺制得。
9.一种轨道车辆司机室，其特征在于，使用权利要求8所述的碳纤维复合材料制品。
10.一种轨道车辆，其特征在于，使用权利要求9所述的轨道车辆司机室。
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