3.3　測試方法和設(shè)備

　　3.3.1　黏度檢測以及流變檢測

　　設(shè)備：安東帕流變儀

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

　　流變儀測量shear recovery使用流變儀，分四個階段剪切，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　外觀測量

　　設(shè)備：BYK 橘皮儀

　　測量方法：測量定膜下的樣板LW/SW/DOI，用來評估配方變化對外觀的影響。

　　3.3.3　機械性能評估

　　設(shè)備：石擊儀和附著力劃格儀。

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

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

　　3.3.4　施工噴涂

　　設(shè)備以及板材： Durr 機器人、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3C1B產(chǎn)品抗流掛性能影響與改進

　　實驗設(shè)計：本文根據(jù)施工工藝過程和機器人參數(shù)設(shè)置不同的條件，來識別影響油漆流掛性能。

　　4.1　油漆閃干時間和烘烤時間以及溫度對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，中涂閃干過程中會釋放掉一部分溶劑和水份，其中收閃干過程的時間以及環(huán)境的溫濕度影響較大，設(shè)計一組交叉實驗來模擬并找出閃干這道工序?qū)α鲯斓挠绊?/span>

從以上實驗結(jié)果可以看出，噴涂環(huán)境要控制在合理的范圍內(nèi)，高濕度和低室溫會增加流掛風(fēng)險，溫度和濕度要控制一定的合理范圍內(nèi)，高濕度和低溫度會使漆膜閃干過程脫水過慢，水和有機溶劑含量過高，漆膜流掛風(fēng)險更大。從實驗結(jié)果和現(xiàn)場參數(shù)設(shè)置，把濕度60%~65%，溫度23±3℃對濕碰濕3C1B 產(chǎn)品更加適合。

　　另外一個關(guān)鍵因素是中涂和色漆之間的閃干時間，不同閃干時間漆膜脫水率是不同的，從實驗結(jié)果可以看得出，閃干時間過短會導(dǎo)致嚴(yán)重的流掛問題，過多的溶劑和水份沒有充分的揮發(fā)，會使得涂料在漆膜形成時粘度降低過快從而導(dǎo)致流掛，但是閃干時間過長也會導(dǎo)致漆膜流動性變差，使得漆膜的橘皮外觀變差，所以根據(jù)現(xiàn)場產(chǎn)量節(jié)拍設(shè)置合理的閃干時間，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　機器人參數(shù)對3C1B產(chǎn)品抗流掛性能的影響

　　本文驗證了機器人旋杯轉(zhuǎn)速、成型空氣、旋杯到車身的板距、旋杯參照車身移動的速度等幾個參數(shù)對抗流掛性能的影響。

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

　　5　3C1B產(chǎn)品配方對抗流掛性的影響與改進

　　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對流掛產(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流變劑及樹脂溶脹來提高觸變性，從而提高抗流掛性能。另一方面，由于以“濕碰濕”的方式進行噴涂，中涂和色漆的兼容性也會影響流掛性能。設(shè)計如下實驗，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“濕碰濕”工藝下流掛性能的影響，同時評估優(yōu)化前后3C1B水性漆配方在機械性能、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)到施工噴涂整個過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。根據(jù)實驗結(jié)果，在原配方中提高聚氨酯樹脂和聚丙烯酸樹脂的量優(yōu)化了色漆的抗流掛性，本文對這兩種優(yōu)化配方進一步評估其對外觀和機械性能的影響。

　　5.2　流掛性能優(yōu)化前后的外觀性能和機械性能

　　對比流掛改進前后的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。

　　機械性能的評估，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，機械性能有改進。聚丙烯酸樹脂的玻璃化溫度較高，結(jié)構(gòu)含有羧基基團，耐水性敏感，對比原配方機械性能降低，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)可以更加深入的對抗流掛的性能做優(yōu)化，同時兼顧機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)場的設(shè)備參數(shù)，閃干烘烤條件，環(huán)境溫濕度等方面去驗證，設(shè)定出一個穩(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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來源：期刊—科學(xué)管理

作者：李博

艾仕得涂料系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)（上海）有限公司