純聚酯粉末涂料在汽車車輪涂裝中的應用

李惠生

(牡丹江雙興化工有限公司，黑龍江牡丹江157021)

粉末涂料具有無公害、可回收利用、省資源、勞動效率高等特點，符合國際上流行的4E原則（經濟、環保、高效、性能卓越），應大力推廣應用。汽車車輪長期處于泥、雨水的侵蝕和陽光的暴曬，外界環境相當惡劣，因此要求涂膜質量比較嚴格。汽車車輪以前一直采用溶劑型醇酸磁漆進行涂裝，在使用中發現噴涂過程中漆液四處噴溢，又無法回收，漆料利用率低。同時，因為漆料中含揮發性有機化合物（VOC），不僅對環境造成污染，對人體亦有害。因此，為適應環保要求，保護工人身體健康，牡丹江雙興化工有限公司開展了純聚酯粉末涂料在汽車車輪涂裝中的應用研究。公司經過半年多的時間，進行上千次的試驗，終于成功研制HZM7018純聚酯沙紋粉末涂料，獲得了使用廠家的認可，已在一汽集團車輪廠使用4年之久。

1 國內外汽車車輪涂裝現狀

純聚酯粉末涂料因其具有成本低、耐腐蝕、高環保等優點，在歐美、日本等世界汽車生產大國，早已普遍使用，我國主要汽車生產廠家如一汽、二汽、紅巖等也普遍使用，其他汽車生產企業正逐步推廣使用，因此，純聚酯粉末涂料在汽車車輪涂裝中具有廣闊的發展前景［1］。

2 純聚酯粉末涂料的性能特點及施工原理

2.1 純聚酯粉末涂料的性能特點

純聚酯粉末涂料除具有一般粉末涂料的優點外，還具有固化時無副產物生成，涂膜外觀平整，與金屬底材附著力好，耐劃傷，耐變色性強等諸多優點，在使用過程中效果良好。

2.2 純聚酯粉末涂料的施工原理

一般用靜電粉末涂裝法。靜電粉末涂裝是利用電暈放電現象使粉末涂料帶電后吸附在車輪上，其過程是：粉末涂料由供粉系統借壓縮空氣送入噴槍，在噴槍前段加有高壓靜電發生器產生的高壓，由于電暈放電，在其附近產生密集的電荷，粉末由槍嘴噴出時，形成帶電粒子，它受靜電力的作用，被吸到與其帶相反電荷的車輪上去，隨著噴上的粉末增多，從而使車輪獲得一定厚度的粉末涂層。然后經加熱使粉末溶融、流平、固化，在車輪表面上形成堅硬的涂膜［2-4］。

3 用粉末涂料進行汽車車輪涂裝的設備要求及施工參數

為充分發揮純聚酯粉末涂料的性能特點，對使用的粉末涂料進行汽車車輪涂裝做了大量的試驗工作，優選出施工參數和噴涂設備要求。

3.1 噴涂設備要求

（1）空氣壓縮機。采用流化床式供粉裝置，流化是靠壓縮空氣來實現的。壓縮空氣壓力應不小于5.88×105Pa,否則不能保證噴涂質量。

（2）油水分離器。因為粉末靜電噴涂所用的壓縮空氣必須是經油水分離器過濾的無油無水、無其他雜質的干凈氣體,所以要求壓縮空氣經油水分離器后應滿足水分小于1.5g/m3,油分小于1.5×10-7(質量分數)。

（3）高壓靜電發生系統。它由高壓發生器和倍壓箱組合而成,其輸出直流電壓應控制在60～80kv范圍之內。

（4）烘房。固化過程要求烘箱各處溫度均勻，溫差不得超過5℃,否則影響涂膜質量。

3.2 施工工藝參數

為保證涂裝施工質量,根據設備情況,規定了相應的施工參數,具體數據如表1所列。

表1 純聚酯粉末涂料在汽車車輪涂裝中的施工參數Table 1 The application parameter in automobile wheel hub of polyester powder coating

4 粉末涂料與溶劑型涂料進行汽車車輪涂裝的比較

分別使用純聚酯粉末涂料與溶劑型醇酸磁漆對同一汽車車輪進行涂裝并加以比較,發現純聚酯粉末涂料明顯優于溶劑型醇酸磁漆。

4.1 工藝流程

溶劑型醇酸磁漆噴涂工藝流程:

表面處理→涂底漆→刮膩子→打磨噴第一次面漆→局部刮膩子→打磨→噴第二次面漆→打磨→噴第三次面漆

純聚酯粉末涂料噴涂工藝流程：

表面處理→噴粉→固化→冷卻

顯而易見，溶劑型涂料需多次噴涂才能形成厚膜，并且要隨季節調節黏度；而粉末涂料噴涂工操作簡單，可一次形成厚膜，易形成流水線生產。另外溶劑型涂料中含有VOC，對人體有害，對大氣造成污染。而粉末涂料不用溶劑，避免了有毒溶劑對施工人員及環境造成的危害。所以，用粉末涂料既符合環保要求，又能降低工人的勞動強度。

4.2 涂膜性能

純聚酯粉末涂料與溶劑型醇酸磁漆的涂膜性能比較如表2所列。

表2 純聚酯粉末涂料與溶劑型醇酸磁漆的涂膜性能比較Table 2 Performances comparison between pure polyester powder coating and solvent based synthetic enamel

由表2可知,純聚酯粉末涂料在沖擊強度、耐酸堿、耐濕熱等性能方面優于溶劑型醇酸磁漆,能夠滿足車輪涂裝技術要求。

4.3 經濟要求

純聚酯粉末涂料與溶劑型醇酸磁漆進行汽車車輪涂裝的經濟指標對比如表3所列。

表3 使用純聚酯粉末涂料與溶劑型醇酸磁漆進行涂裝的經濟指標對比Table 3 Coating-costs comparison between pure polyester powder coatingand solvent based synthetic enamel

由表3可知,純聚酯粉末涂料與溶劑型醇酸磁漆噴漆相比,前者不僅降低了成本,而且提高了工作效率。

5 結束語

大量的實驗證明，汽車車輪涂裝中應用純聚酯粉末涂料在簡化操作、降低勞動強度、降低成本、提高工作效率、改進產品性能等諸多方面均優于溶劑型醇酸磁漆，特別是減少了對環境的污染，符合國際上突出的環保要求，為與國際同類產品競爭創造了條件。因此用粉末涂料代替溶劑型涂料進行汽車車輪涂裝符合技術發展潮流,是經濟可行的。

［1］王錫春.最新汽車涂裝技術 ［M］.北京:機械工業出版社，1998:405～406.

［2］南仁植.粉末涂料與涂裝實用技術問答［M］.北京:化學工業出版社，2004:38～40.

［3］劉國杰.現代涂料工藝新技術［M］.北京:中國輕工業出版社，2000:15～18.

［4］葉揚祥.涂裝技術實用手冊 ［M］.北京:機械工業出版社，1998:345～347.