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长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车技术研究中心 河北 071000
摘要：随着国内汽车市场竞争的日益激烈，中国对清洁生产越来越重视，汽车涂装不仅要保证装饰性和防腐蚀性能，还要简化处理工序、减少设备投资和运行费用、降低生产成本，因此就要采用环保性能良好的材料和工艺来实现这些要求。本文简要阐述了汽车涂装中水性漆喷涂系统的工艺流程和喷涂工艺以及与溶剂型漆的区别等，希望能对日后的工作提供一定帮助。
关键词：水性漆；溶剂型漆；汽车涂装；应用分析
Abstract：automobile coating is not only to guarantee the decorative and corrosion-proof but also simplify the processes and reduce the equipment investment，operation charge and the cost of production.Therefore，it shall accomplish the requirement by the well-environmental material and processes.This article is briefly describing the difference between the processes of water paint spraying system and the coating process；it shall be helpful to the further work.
Keywords：water paint；solvent type paint；automobile；application analysis
一、水性漆与溶剂型漆的区别
水性漆与溶剂型漆相比最大的优点是VOC排放量低。相对于溶剂型漆，水性漆挥发速率更低、表面张力更高、导电性能更好，同时腐蚀性也更强，更容易产生气泡，因此水性漆与溶剂型漆相比在设备和施工工艺方面都有所不同。水的表面张力是一般溶剂的2.5倍，因而难以浸润底材，易产生缩孔，必须通过添加表面活性剂来降低表面张力，提高浸润性能，防止缩孔产生。
水性漆中水的挥发主要是通过控制喷漆室内的温度和湿度来进行调节的，而溶剂型漆则通过调整稀释剂的蒸发速率从而来调整涂着固体分。溶剂型色漆的涂着固体分高达60%～70%，而水性色漆通常为20%～30%，因此水性色漆的平滑性更好，但需要增加闪干区，否则容易出现流挂、气泡等质量问题。
二、水性漆工艺流程
结合水性漆自身特点，一般涂装工艺流程为：前处理→电泳→烘烤→打磨→擦净→密封→擦净→喷涂水性中涂→低温预烘干→烘干→打磨→擦净→喷涂水性底色漆→色漆闪干→喷涂罩光清漆→烘干。相对于传统的溶剂型油漆涂装工艺，水性漆涂装中需要严格控制喷漆室的温度与湿度，调整了中涂烘干的工序，增加了色漆闪干的工序，其他工序基本不变。
三、水性漆喷涂工艺
水性中涂、水性色漆采用的主要是机器人喷涂。车身外表面中涂和外表面色漆均由机器人进行喷涂，车身内表面中涂和色漆均由人工采用手工喷涂，然后进入闪干烘房进行烘干，最后再由手工和机器人分别进行车身内外表面清漆喷涂。对于车身外表面的机器人喷涂，机器人均采用高速旋杯自动静电喷涂工艺，大大节省了喷涂时间。
使用静电喷涂工艺，涂膜中的铝粉片在电场的作用下，会在车身表面呈现出垂直排列的状态，影响铝粉反射光的强度，使漆膜发暗，明亮度下降。通常情况下，金属色漆的喷涂采用静电喷枪进行第一道喷涂，用自动空气喷枪喷涂第二道。因为第二道采用自动空气喷枪，能改善铝粉的排列状态，提高闪光效果。
四、水性漆施工常见问题
（一）设备技术中的常见问题
1.喷漆室和烘干室
由于水的腐蚀性比溶剂大，因此喷漆室尤其是循环水处理系统均需采用不锈钢材料。由于烘干室中空气中水分含量较高也会腐蚀设备，所以烘房内壁同样也要用不锈钢材料。
2.自动喷涂系统
水性漆的溶剂是水，导电性较高，在应用时一般使用外部加电式旋杯。但是由于外部加电式旋杯系统中外置的加电手指容易积攒油漆，导致清洁频率增加。另外加电手指对旋杯移动速度和环境湿度较为敏感，会降低油漆利用率，影响油漆外观质量。如果采用内部加电式旋杯，高压静电会又从输漆系统中泄漏出去，影响生产和造成危险。
随着技术的发展，目前已对内部加电式旋杯进行改良，并且已使用开始在水性漆喷涂线上，在喷涂前，先将油漆从调漆桶中吸到储存器中，然后将其与主循环回路断开，这样可有效防止高压静电漏到调漆间。
3.输调漆系统
由于水会使金属生锈进而腐蚀容器或管道，因此水性漆的输调漆系统需采用不锈钢材料制成。水性色漆的输调漆系统应避免高压系统、高流量和高剪切力，因为这些因素都会加速水性色漆的老化速度或破坏其使用性能，从而影响喷涂效果和质量。
（二）工艺技术中的常见问题
1.喷漆室温度和湿度
水性漆中主要的稀释剂是水，水的挥发性与喷漆室的温度和湿度有直接关系。当湿度不变，温度越高，水的挥发性越高；当温度不变，湿度增加，水挥发时受到的阻力越大；当相对湿度太大时，水分挥发的很慢，施工时易产生流挂现象。因此，水性漆施工喷漆室内应控制在最佳的温湿度内，最佳温度为20～26℃，最佳相对湿度为60%～75%；允许温度为20～32℃，允许相对湿度为50%～80%。
2.水性中涂的烘干處理
由于水的沸点是100℃，而工艺要求的烘干温度约为140℃左右，那么在进行水性中涂烘干时容易引起水性涂膜起泡。因此水性中涂烘干要先采用低温预烘干，待水分蒸发后，再升至工艺要求的烘干温度进行烘干。具体的水性中涂烘干要求为：红外加热5min至80℃；在80℃条件下保温5min；然后从80℃升至140℃，升温时间为5min；在140℃条件下保温20min，从而确保树脂的交联固化。
3.水性色漆的闪干
水性色漆存在预烘干的环节，将色漆涂层中的绝大部分水分、助溶剂挥发掉。若水性色漆涂层的主要溶剂水的含量达不到10%以下，喷涂的罩光清漆将会再次溶起色漆层并产生水泡，影响外观质量。但在通常的条件下闪干，水性色漆的溶剂含量不可能达到10%以下。因此在水性色漆上喷涂罩光清漆之前必须进行适当的强制干燥。
结语
虽然水性漆存在设备投资大和能耗大的缺点，但相信随着环保呼声的日益提高以及中国对清洁生产的日渐重视，在建设和谐社会的进程中水性漆在中国汽车涂装线的应用将越来越广泛。
参考文献：
[1]宋纬.水性漆喷涂系统在我国汽车涂装中的实际应用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2013，（11）：55-56.DOI：10.3969/j.issn.1009-2374.2013.11.029.
[2]杨鑫，章军，陈慕祖等.水性漆喷涂系统在我国汽车涂装中的实际应用[J].上海涂料，2009，47（3）：12-15.DOI：10.3969/j.issn.1009-1696.2009.03.004.
摘要：随着国内汽车市场竞争的日益激烈，中国对清洁生产越来越重视，汽车涂装不仅要保证装饰性和防腐蚀性能，还要简化处理工序、减少设备投资和运行费用、降低生产成本，因此就要采用环保性能良好的材料和工艺来实现这些要求。本文简要阐述了汽车涂装中水性漆喷涂系统的工艺流程和喷涂工艺以及与溶剂型漆的区别等，希望能对日后的工作提供一定帮助。
关键词：水性漆；溶剂型漆；汽车涂装；应用分析
Abstract：automobile coating is not only to guarantee the decorative and corrosion-proof but also simplify the processes and reduce the equipment investment，operation charge and the cost of production.Therefore，it shall accomplish the requirement by the well-environmental material and processes.This article is briefly describing the difference between the processes of water paint spraying system and the coating process；it shall be helpful to the further work.
Keywords：water paint；solvent type paint；automobile；application analysis
一、水性漆与溶剂型漆的区别
水性漆与溶剂型漆相比最大的优点是VOC排放量低。相对于溶剂型漆，水性漆挥发速率更低、表面张力更高、导电性能更好，同时腐蚀性也更强，更容易产生气泡，因此水性漆与溶剂型漆相比在设备和施工工艺方面都有所不同。水的表面张力是一般溶剂的2.5倍，因而难以浸润底材，易产生缩孔，必须通过添加表面活性剂来降低表面张力，提高浸润性能，防止缩孔产生。
水性漆中水的挥发主要是通过控制喷漆室内的温度和湿度来进行调节的，而溶剂型漆则通过调整稀释剂的蒸发速率从而来调整涂着固体分。溶剂型色漆的涂着固体分高达60%～70%，而水性色漆通常为20%～30%，因此水性色漆的平滑性更好，但需要增加闪干区，否则容易出现流挂、气泡等质量问题。
二、水性漆工艺流程
结合水性漆自身特点，一般涂装工艺流程为：前处理→电泳→烘烤→打磨→擦净→密封→擦净→喷涂水性中涂→低温预烘干→烘干→打磨→擦净→喷涂水性底色漆→色漆闪干→喷涂罩光清漆→烘干。相对于传统的溶剂型油漆涂装工艺，水性漆涂装中需要严格控制喷漆室的温度与湿度，调整了中涂烘干的工序，增加了色漆闪干的工序，其他工序基本不变。
三、水性漆喷涂工艺
水性中涂、水性色漆采用的主要是机器人喷涂。车身外表面中涂和外表面色漆均由机器人进行喷涂，车身内表面中涂和色漆均由人工采用手工喷涂，然后进入闪干烘房进行烘干，最后再由手工和机器人分别进行车身内外表面清漆喷涂。对于车身外表面的机器人喷涂，机器人均采用高速旋杯自动静电喷涂工艺，大大节省了喷涂时间。
使用静电喷涂工艺，涂膜中的铝粉片在电场的作用下，会在车身表面呈现出垂直排列的状态，影响铝粉反射光的强度，使漆膜发暗，明亮度下降。通常情况下，金属色漆的喷涂采用静电喷枪进行第一道喷涂，用自动空气喷枪喷涂第二道。因为第二道采用自动空气喷枪，能改善铝粉的排列状态，提高闪光效果。
四、水性漆施工常见问题
（一）设备技术中的常见问题
1.喷漆室和烘干室
由于水的腐蚀性比溶剂大，因此喷漆室尤其是循环水处理系统均需采用不锈钢材料。由于烘干室中空气中水分含量较高也会腐蚀设备，所以烘房内壁同样也要用不锈钢材料。
2.自动喷涂系统
水性漆的溶剂是水，导电性较高，在应用时一般使用外部加电式旋杯。但是由于外部加电式旋杯系统中外置的加电手指容易积攒油漆，导致清洁频率增加。另外加电手指对旋杯移动速度和环境湿度较为敏感，会降低油漆利用率，影响油漆外观质量。如果采用内部加电式旋杯，高压静电会又从输漆系统中泄漏出去，影响生产和造成危险。
随着技术的发展，目前已对内部加电式旋杯进行改良，并且已使用开始在水性漆喷涂线上，在喷涂前，先将油漆从调漆桶中吸到储存器中，然后将其与主循环回路断开，这样可有效防止高压静电漏到调漆间。
3.输调漆系统
由于水会使金属生锈进而腐蚀容器或管道，因此水性漆的输调漆系统需采用不锈钢材料制成。水性色漆的输调漆系统应避免高压系统、高流量和高剪切力，因为这些因素都会加速水性色漆的老化速度或破坏其使用性能，从而影响喷涂效果和质量。
（二）工艺技术中的常见问题
1.喷漆室温度和湿度
水性漆中主要的稀释剂是水，水的挥发性与喷漆室的温度和湿度有直接关系。当湿度不变，温度越高，水的挥发性越高；当温度不变，湿度增加，水挥发时受到的阻力越大；当相对湿度太大时，水分挥发的很慢，施工时易产生流挂现象。因此，水性漆施工喷漆室内应控制在最佳的温湿度内，最佳温度为20～26℃，最佳相对湿度为60%～75%；允许温度为20～32℃，允许相对湿度为50%～80%。
2.水性中涂的烘干處理
由于水的沸点是100℃，而工艺要求的烘干温度约为140℃左右，那么在进行水性中涂烘干时容易引起水性涂膜起泡。因此水性中涂烘干要先采用低温预烘干，待水分蒸发后，再升至工艺要求的烘干温度进行烘干。具体的水性中涂烘干要求为：红外加热5min至80℃；在80℃条件下保温5min；然后从80℃升至140℃，升温时间为5min；在140℃条件下保温20min，从而确保树脂的交联固化。
3.水性色漆的闪干
水性色漆存在预烘干的环节，将色漆涂层中的绝大部分水分、助溶剂挥发掉。若水性色漆涂层的主要溶剂水的含量达不到10%以下，喷涂的罩光清漆将会再次溶起色漆层并产生水泡，影响外观质量。但在通常的条件下闪干，水性色漆的溶剂含量不可能达到10%以下。因此在水性色漆上喷涂罩光清漆之前必须进行适当的强制干燥。
结语
虽然水性漆存在设备投资大和能耗大的缺点，但相信随着环保呼声的日益提高以及中国对清洁生产的日渐重视，在建设和谐社会的进程中水性漆在中国汽车涂装线的应用将越来越广泛。
参考文献：
[1]宋纬.水性漆喷涂系统在我国汽车涂装中的实际应用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2013，（11）：55-56.DOI：10.3969/j.issn.1009-2374.2013.11.029.
[2]杨鑫，章军，陈慕祖等.水性漆喷涂系统在我国汽车涂装中的实际应用[J].上海涂料，2009，47（3）：12-15.DOI：10.3969/j.issn.1009-1696.2009.03.004.