CN117324238B - 一种汽车钢铁表面装饰性涂层的涂装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车钢铁表面装饰性涂层的涂装方法，包括以下步骤：①自泳涂装；将待涂装的钢铁工件预处理后，放入自泳槽槽液中使工件表面形成涂层，经过水洗的工件再进行反应水洗，预烘工序使自泳涂层表干，表干后涂焊缝密封胶；②粉末喷涂；在步骤①沉积自泳涂层的工件上喷涂粉末涂料，喷涂完毕将工件在170℃～180℃下停留20～35分钟，完成自泳涂层与粉末涂料层的一次烘干。本发明开发的涂装方法是自泳涂层+粉末涂料层的一次烘烤的涂装工艺，自泳涂层形成后预烘干,自泳涂层喷涂粉末涂料后再一次性烘干，节省了烘干时间，提高了生产效率，可满足汽车涂装的环保、低碳的要求，进一步地降低施工成本，并获得较好的涂层性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂装工艺，具体涉及一种汽车钢铁表面装饰性涂层的涂装方法。
背景技术
当前应用广泛的汽车车身及驾驶室的涂装工艺主要有两种。
第一种涂装工艺包括以下步骤：前处理-电泳-烘干（160℃*30min）-涂焊缝密封胶（140℃*30min）-烘干-溶剂型面漆-烘烤（140℃*30min）。
第二种涂装工艺包括以下步骤：前处理-电泳-烘干（160℃*30min）-涂焊缝密封胶（140℃*30min）-烘干-水性基色漆-罩光清漆-烘烤（140℃*30min）。
上述工艺均需要两次烘烤。
粉末涂料作为一类新型涂料，不含溶剂、绿色环保。粉末涂料按主要成膜物的性质分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料两大类。按照涂装方法和存在的状态又可以分为流化床浸涂粉末涂料、静电喷涂粉末涂料、紫外光固化粉末涂料、电泳粉末涂料和水分散粉末涂料等。
自动沉积涂料（自泳漆或者自泳涂料）是一种特种乳胶漆，其基本原理是依靠胶体在整个成膜体系与基体表面之间的失稳，从而使成膜物质迅速凝结在金属表面形成涂层。自沉积涂料不需要化学预处理，成本低，无边缘效应，无有机溶剂和重金属污染。
目前自泳漆只能用于钢铁表面的涂装，且商业化应用的颜色只有黑色，主要用于如汽车座椅及滑道、汽车减振器、车桥、保险杠、发动机支架、汽车钢圈、汽车底盘件等黑色钢铁件，少量作为底漆与面漆配合。实际应用中发现，自泳漆的再涂装对面漆具有较强的选择性。所以，在一定程度上，限制了自泳漆在汽车车身等领域的应用。因此现有技术中还未公开过自泳涂层与粉末涂料的配合涂装工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自泳涂层与粉末涂料层“湿碰干”（涂装行业的简化叫法，指湿膜上直接喷涂干粉的工艺过程）一次性烘干的钢铁表面装饰性涂层的涂装方法。
实现本发明目的的技术方案是一种汽车钢铁表面装饰性涂层的涂装方法，包括以下步骤：
①自泳涂装；
将待涂装的钢铁工件预处理后，放入15℃～30℃的自泳槽槽液中停留90s～180s使工件表面形成涂层，取出工件用纯水洗涤，经过水洗的工件再进行反应水洗，反应水洗后，预烘干使自泳涂层表干，表干后涂焊缝密封胶。
②粉末喷涂；
在步骤①沉积自泳层的工件上喷涂粉末涂料，喷涂完毕将工件在170℃～180℃下停留20～35分钟，完成自泳层与粉末涂料层的一次烘干。
所述粉末涂料包括如下重量份的组份：聚酯树脂 60～85份，固化剂 3～8份，流平剂 1～2份，脱气剂0.3～1份，润湿助剂 0.5～2份，附着力促进剂 0.2～2份，颜填料 5～30份；其中聚酯树脂为高耐候聚酯树脂，附着力促进剂为硅烷偶联剂。
上述步骤①自泳槽中的槽液固含量为5%～10%，槽液包括自泳漆、FeF3、H202、水。
所述自泳漆为环氧/丙烯酸热固型自泳漆。
上述步骤①自泳沉积过程中，控制槽液电导率小于4500 µS/cm。
上述步骤①反应水洗时将工件放入汉高公司清洗剂E2的3%溶液中，停留1～2分钟。
上述步骤①预烘时，将工件在70℃～120℃下预烘干10 min～20min。
步骤②的粉末涂料中固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯，流平剂为丙烯酸酯流平剂，脱气剂为安息香，润湿助剂为PE改性脱气剂。
本发明具有积极的效果：
（1）本发明开发的涂装方法是自泳涂层+粉末涂料层的一次烘烤的涂装工艺，自泳涂层形成后预烘干，在自泳涂层喷涂粉末涂料后再一次性烘干，节省了烘干时间，提高了生产效率，可满足汽车涂装的环保、低碳的要求，进一步地降低施工成本，并获得较好的涂层性能。
除了汽车零配件，本发明的涂装工艺也适用于家用电器、仪器仪表、机电产品、家具结构件等金属件上，尤其是形状复杂或有腔体结构的工件。
（2）考虑到自泳漆的交联密度大，不利于与面漆的层间附着，以及自泳漆是强酸性体系，过度亲水的结构，易导致聚合物成膜后形成微结晶、层间附着也会受到影响的问题，本申请对粉末涂料的配方进行了改进，一方面在成膜物结构中引入极性基团，另外配方中添加提高层间附着的助剂，改善自泳层与面漆层的粘结强度。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的钢铁表面装饰性涂层的涂装方法包括以下步骤：
①自泳涂装。
将待涂装的钢铁工件预处理后，放入15～30℃的自泳槽槽液中停留90～180s（本实施例中为180s）使工件表面形成漆膜，取出工件用纯水洗涤，经过水洗的工件再进行反应水洗，反应水洗后预烘使自泳漆层表干，表干后涂焊缝密封胶。
具体的，待涂装的预处理步骤为：先在55℃的酸液中停留2～3分钟酸洗，取出用流动清水冲洗除去残留酸液，接着用65℃～70℃的碱液对工件进行喷淋碱洗，喷淋碱洗后浸入65℃～70℃的碱液中3～5分钟，取出工件，先用流动清水冲洗除去残留碱液，然后放入电导率低于50 µS/cm的纯水中停留60～180s，完成工件自泳层涂装前的预处理。
自泳槽中的槽液固含量为5%～10%，槽液包括自泳漆、FeF3、H202、水，本实施例的槽液由如下重量份的组份组成：自泳漆 117份、FeF3 9份、H2029份、水 865份。
自泳漆为环氧/丙烯酸热固型自泳漆，本实施例中为汉高公司的自泳漆ACC930。
自泳沉积过程中，控制自泳槽内搅拌速度为100～200转/分钟。
自泳沉积过程中，控制槽液电导率小于4500 µS/cm；同时实时对氧化还原电位、氟离子浓度、铁离子浓度等检测，及时通过补加FeF3、H202等氧化剂来调节氧化还原电位及其浓度,保证槽液的稳定性。
反应水洗时将工件放入汉高公司清洗剂E2的3%溶液中，停留1～2分钟。
预烘时，将工件在70℃～120℃下预烘10 min～20min，本实施例中将工件在110℃下预烘10 min。
②粉末喷涂。
在步骤①沉积自泳层的工件上喷涂粉末涂料，喷涂完毕将工件在180℃下停留30分钟，完成自泳层与粉末涂料层的一次烘干。
本实施例烘干后粉末涂料层厚度为60～80mm。
采用静电喷涂的方法喷涂粉末涂料，静电喷涂时，喷涂电压80kV，喷涂距离25cm左右，喷涂膜厚60～80um。
所述粉末涂料包括如下重量份的组份：聚酯树脂 60～85份，固化剂 3～8份，流平剂 1～2份，脱气剂0.3～1份，润湿助剂 0.5～2份，附着力促进剂 0.2～2份，颜填料 5～30份。
本实施例中所用的粉末涂料包括如下重量份的组份：聚酯树脂65份，固化剂4.9份，流平剂1.0份，脱气剂0.3份，润湿助剂1.0份，附着力促进剂0.2份，颜填料28.6份。
所述聚酯树脂为高耐候聚酯树脂，本发明在成膜树脂中引入极性基团。
所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯，本实施例中为维凯公司的TGIC牌号的固化剂。
所述流平剂为丙烯酸酯流平剂 ，本实施例中为维凯公司的F588牌号的流平剂。
所述脱气剂为安息香，本实施例中为维凯公司的安息香牌号的脱气剂。
所述润湿助剂为PE改性润湿助剂，本实施例中为维凯公司的WK315牌号的润湿助剂。
所述附着力促进剂为硅烷偶联剂，含有两种基团：一种基团可以和极性较强的自泳漆漆膜结合，而另一种基团则可以与粉末涂料成膜物质结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。本实施例中为维凯公司的WK321牌号的附着力促进剂。
所述颜填料为钛白、铁黄、炭黑、沉淀硫酸钡。
（实施例2）
本实施例的钢铁表面装饰性涂层的涂装方法其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例中所用的粉末涂料包括如下重量份的组份：聚酯树脂84份，固化剂6.3份，流平剂1.2份，脱气剂0.4份，润湿助剂1.0份，附着力促进剂0.2份，颜填料6.9份；其中聚酯树脂为高耐候聚酯树脂，附着力促进剂为硅烷偶联剂。
步骤①中预烘时，将工件在在90℃下预烘15 min。
步骤②喷涂完毕将工件在185℃下停留25分钟，完成自泳层与粉末涂料层的一次烘干。
（应用例）
将工件按照实施例1的涂装方法涂装，对工件漆膜测试结果如下：
本发明开发的涂装方法是自泳涂层+粉末涂料层的一次烘烤的涂装工艺，自泳涂层形成后预烘干，在自泳涂层喷涂粉末涂料后再一次性烘干，节省了烘干时间，提高了生产效率，可满足汽车涂装的环保、低碳的要求，进一步地降低施工成本，且获得了较好的涂层性能。
Claims (3)
1.一种汽车钢铁表面装饰性涂层的涂装方法，其特征在于包括以下步骤：
①自泳涂装；
将待涂装的钢铁工件预处理后，放入15℃～30℃的自泳槽槽液中停留90s～180s使工件表面形成涂层，取出工件用纯水洗涤，经过水洗的工件再进行反应水洗，反应水洗后，预烘干使自泳涂层表干，表干后涂焊缝密封胶；
所述自泳槽中的槽液固含量为5%～10%，槽液包括自泳漆、FeF3、H202、水；自泳漆为环氧/丙烯酸热固型自泳漆；
反应水洗时将工件放入汉高公司清洗剂E2的3%溶液中，停留1～2分钟；
预烘时，将工件在70℃～120℃下预烘干10 min～20min；
②粉末喷涂；
在步骤①沉积自泳层的工件上喷涂粉末涂料，喷涂完毕将工件在170℃～180℃下停留20～35分钟，完成自泳层与粉末涂料层的一次烘干；
所述粉末涂料包括如下重量份的组份：聚酯树脂 60～85份，固化剂 3～8份，流平剂 1～2份，脱气剂0.3～1份，润湿助剂 0.5～2份，附着力促进剂 0.2～2份，颜填料 5～30份；其中聚酯树脂为高耐候聚酯树脂，附着力促进剂为硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的汽车钢铁表面装饰性涂层的涂装方法，其特征在于：步骤①自泳沉积过程中，控制槽液电导率小于4500 µS/cm。
3.根据权利要求1所述的汽车钢铁表面装饰性涂层的涂装方法，其特征在于：粉末涂料中固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯，流平剂为丙烯酸酯流平剂，脱气剂为安息香，润湿助剂为 PE改性脱气剂。
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