3.3　測(cè)試方法和設(shè)備

　　3.3.1　黏度檢測(cè)以及流變檢測(cè)

　　設(shè)備：安東帕流變儀

　　測(cè)試方法：流變儀測(cè)量1000 （1/s）旋轉(zhuǎn)5mins測(cè)量油漆旋轉(zhuǎn)粘度，記錄黏度

　　流變儀測(cè)量shear recovery使用流變儀，分四個(gè)階段剪切，先以3000 1/s 高速剪切30s，再用1 1/s 低速剪切180s，接著用60000 1/s高速剪切30s，最后用1 1/s低速剪切180s。

　　3.3.2　外觀測(cè)量

　　設(shè)備：BYK 橘皮儀

　　測(cè)量方法：測(cè)量定膜下的樣板LW/SW/DOI，用來(lái)評(píng)估配方變化對(duì)外觀的影響。

　　3.3.3　機(jī)械性能評(píng)估

　　設(shè)備：石擊儀和附著力劃格儀。

　　測(cè)量方法：用康采恩的標(biāo)準(zhǔn)使用石擊儀測(cè)量漆膜的抗石擊等級(jí)，≤K2級(jí)為合格。

　　用康采恩的標(biāo)準(zhǔn)使用劃格儀測(cè)量漆膜的附著力等級(jí)，≤K1級(jí)為合格。

　　3.3.4　施工噴涂

　　設(shè)備以及板材： Durr 機(jī)器人、靜電高壓旋杯噴涂、烘箱、30cm×57cm帶孔流掛板、膜厚儀。

　　施工膜厚范圍：

　　定膜噴涂水性中涂，膜厚范圍12~17um ,梯度噴涂水性金屬漆色漆，膜厚范圍5~35um

　　定膜噴涂2K罩光清漆，膜厚范圍 40~50um

　　4　施工工藝對(duì)3C1B產(chǎn)品抗流掛性能影響與改進(jìn)

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：本文根據(jù)施工工藝過(guò)程和機(jī)器人參數(shù)設(shè)置不同的條件，來(lái)識(shí)別影響油漆流掛性能。

　　4.1　油漆閃干時(shí)間和烘烤時(shí)間以及溫度對(duì)3C1B產(chǎn)品抗流掛性能的影響

　　水性3C1B 產(chǎn)品采用的是濕碰濕閃干工藝，中涂閃干過(guò)程中會(huì)釋放掉一部分溶劑和水份，其中收閃干過(guò)程的時(shí)間以及環(huán)境的溫濕度影響較大，設(shè)計(jì)一組交叉實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬并找出閃干這道工序?qū)α鲯斓挠绊?/span>

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，噴涂環(huán)境要控制在合理的范圍內(nèi)，高濕度和低室溫會(huì)增加流掛風(fēng)險(xiǎn)，溫度和濕度要控制一定的合理范圍內(nèi)，高濕度和低溫度會(huì)使漆膜閃干過(guò)程脫水過(guò)慢，水和有機(jī)溶劑含量過(guò)高，漆膜流掛風(fēng)險(xiǎn)更大。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置，把濕度60%~65%，溫度23±3℃對(duì)濕碰濕3C1B 產(chǎn)品更加適合。

　　另外一個(gè)關(guān)鍵因素是中涂和色漆之間的閃干時(shí)間，不同閃干時(shí)間漆膜脫水率是不同的，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看得出，閃干時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的流掛問(wèn)題，過(guò)多的溶劑和水份沒(méi)有充分的揮發(fā)，會(huì)使得涂料在漆膜形成時(shí)粘度降低過(guò)快從而導(dǎo)致流掛，但是閃干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致漆膜流動(dòng)性變差，使得漆膜的橘皮外觀變差，所以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)量節(jié)拍設(shè)置合理的閃干時(shí)間，4.5~6mins比較合理，既有益于漆膜脫水，又有益于漆膜流平。

　　4.2　機(jī)器人參數(shù)對(duì)3C1B產(chǎn)品抗流掛性能的影響

　　本文驗(yàn)證了機(jī)器人旋杯轉(zhuǎn)速、成型空氣、旋杯到車身的板距、旋杯參照車身移動(dòng)的速度等幾個(gè)參數(shù)對(duì)抗流掛性能的影響。

　　從表3可以看出，噴涂過(guò)程中，噴涂的越濕對(duì)流掛影響越大，其中板距越近，油漆到物理的霧化距離就越近，導(dǎo)致霧化的顆粒過(guò)大，顆粒中含有大量的水分和溶劑，顆?；厝艹善崮ず蠛吭黾?，有流掛風(fēng)險(xiǎn)。另外一個(gè)影響因素是板速，移動(dòng)的速度過(guò)快也會(huì)導(dǎo)致霧化不良，水含量過(guò)高，從而流掛變差。根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)的施工條件和油漆材料，對(duì)噴涂參數(shù)的設(shè)置要多次嘗試，找到流掛和流平的平衡點(diǎn)，才能達(dá)到最佳的效果。

　　5　3C1B產(chǎn)品配方對(duì)抗流掛性的影響與改進(jìn)

　　3C1B 水性漆流掛窗口與配方有較大的聯(lián)系，中涂和色漆配方中的樹脂組成、溶劑和水的含量都會(huì)對(duì)流掛產(chǎn)生影響。水性漆是假塑體，黏度隨高低剪切速率的變化而變化。中涂和色漆需要通過(guò)流變劑及樹脂溶脹來(lái)提高觸變性，從而提高抗流掛性能。另一方面，由于以“濕碰濕”的方式進(jìn)行噴涂，中涂和色漆的兼容性也會(huì)影響流掛性能。設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，分別改變配方中這四種成分的量，從流變曲線和濕膜固含兩個(gè)方面，結(jié)合流掛噴涂結(jié)果，研究和分析中涂配方中材料對(duì)“濕碰濕”工藝下流掛性能的影響，同時(shí)評(píng)估優(yōu)化前后3C1B水性漆配方在機(jī)械性能、橘皮等關(guān)鍵性能的表現(xiàn)。

　　5.1　中涂配方流變性能對(duì)抗流掛的影響

　　Shear Recovery方法模擬水性漆從循環(huán)到施工噴涂整個(gè)過(guò)程中黏度和黏度回復(fù)的變化。將高剪切后的黏度回復(fù)性作為材料觸變性的參考依據(jù)，結(jié)合噴涂流掛的結(jié)果，找到對(duì)應(yīng)關(guān)系，給配方調(diào)整作指導(dǎo)。

　　從圖2曲線圖表可以看出，中涂配方中分別增加聚氨酯樹脂、聚丙烯酸樹脂、流變助劑和乙二醇丁醚，600001/s高剪切后的粘度恢復(fù)性有不同程度的提高。增加聚氨酯樹脂和聚丙烯酸樹脂，觸變性顯著提高。從流掛噴涂結(jié)果來(lái)看，增加聚氨酯樹脂和聚丙烯酸酯，明顯改善了色漆流掛性能。但增加乙二醇丁醚和流變助劑的配方的流掛性能卻有所下降。

　　另外一方面配方中增加聚氨酯樹脂和聚丙烯酸樹脂，樹脂的帶入會(huì)使得濕膜固含比原配方的高。增加乙二醇丁醚和流變助劑的量，濕膜固含的量有所下降。對(duì)應(yīng)相應(yīng)的流掛噴涂結(jié)果，濕膜固含提高有利于抗流掛性能。由于中涂和色漆“濕碰濕”噴涂，當(dāng)中涂和色漆的濕膜固含在一定的差異范圍內(nèi)，提高中涂層的濕膜固含，可以防止由于中涂層過(guò)多的溶劑或水引起色漆在中涂層上產(chǎn)生流掛。

　　在中涂原配方的基礎(chǔ)上提高聚氨酯樹脂或聚丙烯酸樹脂的量，通過(guò)樹脂和溶劑相互作用產(chǎn)生的溶脹及樹脂本身的結(jié)構(gòu)特性，提高了材料的觸變性，配套色漆后的抗流掛性得到改進(jìn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在原配方中提高聚氨酯樹脂和聚丙烯酸樹脂的量?jī)?yōu)化了色漆的抗流掛性，本文對(duì)這兩種優(yōu)化配方進(jìn)一步評(píng)估其對(duì)外觀和機(jī)械性能的影響。

　　5.2　流掛性能優(yōu)化前后的外觀性能和機(jī)械性能

　　對(duì)比流掛改進(jìn)前后的DOI，LW和SW，從表5可以看出，提高中涂配方中聚氨酯樹脂和聚丙烯酸樹脂的量，DOI和SW得到優(yōu)化。

　　機(jī)械性能的評(píng)估，OEM油漆使用140℃烘烤的漆膜表現(xiàn)。從表6看，配方中提高聚氨酯樹脂的含量，機(jī)械性能有改進(jìn)。聚丙烯酸樹脂的玻璃化溫度較高，結(jié)構(gòu)含有羧基基團(tuán)，耐水性敏感，對(duì)比原配方機(jī)械性能降低，合理的搭配樹脂比例才可以滿足性能要求。

　　6　結(jié)論

　　綜上所述，水性3C1B汽車涂料抗流掛性能的改進(jìn)需要從配方和工藝倆方面去優(yōu)化。配方中樹脂和助劑以及溶劑的搭配對(duì)流掛性能以及其他性能影響較大，需要逐一篩選，結(jié)合流變學(xué)可以更加深入的對(duì)抗流掛的性能做優(yōu)化，同時(shí)兼顧機(jī)械性能以及外觀等關(guān)鍵性能才能做出優(yōu)異的配方，另外施工方面，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備參數(shù)，閃干烘烤條件，環(huán)境溫濕度等方面去驗(yàn)證，設(shè)定出一個(gè)穩(wěn)定的施工應(yīng)用窗口，才可以穩(wěn)定的施工。配方和工藝的合理搭配才可以做出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

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作者：李博

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