新型水基型蠟在商用車底盤上的應用研究

馬振寧 張國政

摘 要：為了解決環保問題，增強底盤耐老化、耐蝕性，開發一種適合商用車底盤的水性防護蠟是一個較好的方向和措施。本文主要從機理、性能標準和實驗檢測、施工工藝和設備等方面介紹了水性蠟。水性蠟各項性能滿足技術標準和施工要求，具有很大的優勢和發展潛力。

關鍵詞：水基型蠟;汽車;商用車底盤

中圖分類號：U465.9 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）06-135-03

Abstract： In order to solve environmental problems and enhance the aging and corrosion resistance of the chassis， it is a better direction and measure to develop a water-based protective wax suitable for commercial vehicle chassis. This paper introduces water-based waxes from the aspects of mechanism， performance standards and experimental testing， construc -tion technology and equipment. The performance of water-based wax meets technical standards and construction require -ments， and has great advantages and development potential.

Keywords： Water-based wax; Automobile; Commercial vehicle chassis

CLC NO.： U465.9 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）06-135-03

前言

近年來，隨著我國部分省市環保政策、法規的升級，汽車企業逐漸重視，并采取低VOCs的環保涂裝材料及排放治理措施。原較多使用的傳統溶劑稀釋型防銹蠟已難以滿足新的環保法規。

商用車底盤有提高綜合老化、防銹性能的需求。目前，一般商用車底盤僅有電泳涂層，老化性能較差，在長時間陽光照射等自然環境下，易出現漆膜發白、失光、粉化現象。電泳工藝存在銳邊效應現象，即由于電泳涂層熱固化時涂膜流動性固化收縮，造成銳尖邊角或毛口處的涂層特別薄，甚至幾乎沒有，從而導致這些部位的早期腐蝕。在裝配環節，零部件或工具磕碰底盤，易造成漆膜磕碰劃傷，進而導致破損處的銹蝕。在電泳涂層的基礎上，噴涂防護涂層可以有效解決上述問題。

為了解決環保問題，增強底盤耐老化、耐蝕性，開發一種適合商用車底盤的水基型蠟是一個較好的方向和措施。本文主要從機理、性能標準和實驗檢測、施工工藝和設備等方面介紹了水基型蠟。

1 防護蠟的機理

按照汽車使用部位，防護蠟分為3個類別：空腔防護蠟、底盤防護蠟和特種防護蠟。根據溶劑含量和成分，防護蠟可分為溶劑型蠟、全固含型蠟和水基型蠟3個類型[1]。

溶劑型防腐蠟的主要成分一般為基礎石蠟、防銹劑、溶劑和添加劑，固體分含量在40%-70%，主要依靠溶劑揮發固化成膜，產生VOC較多。全固含型蠟分為純固體微晶蠟和流體狀態蠟，固體蠟采用熱熔方式進行灌注;流體狀態蠟，可以進行噴涂操作，采用非揮發形式進行固化，兩者產生的VOC都極少。水基型蠟，又稱為水性蠟，主要成分一般為基礎石蠟、防銹劑、添加劑、乳化劑和水，固體分含量為40%-60%，產生的VOC極少[1]。

為滿足汽車底盤的噴涂作業性、防腐、抗老化等性能，本次開發的水基型蠟區別于傳統水性乳化形態，是以高速剪切力分散形式將蠟質類材料、填料等物質分散在水中，使用少量的表面活性劑穩定其分散狀態，避免了大量表面活性劑造成的反溶和反向乳化問題。同時，利用不飽和樹脂的常溫自然干燥成膜的特點，增加蠟膜的致密性和防水性，并利用水性丙烯酸分散體完成常溫快速固化和干燥的性能，不僅解決了傳統溶劑型產品的安全、環保問題，也保證了生產線的施工性能，提供了長期的防腐抗老化能力。

2 水性蠟的性能標準

結合商用車底盤的外觀、防銹、耐候性、環保及安全性的需求，同時便于施工、節約能源消耗，水性蠟的開發目標（圖1）和具體的性能標準（表1）如下：

1）環保及安全性：水性產品，不燃燒;

2）干燥性：常溫可滿足成膜溫度（低能耗）、快速表干、適合流水化生產;

3）防銹性：耐鹽霧≥720h;

4）耐候性：人工老化≥1000h;

5）外觀：形成硬膜。

3 水性蠟性能實驗與結果

3.1 外觀

傳統溶劑型防銹蠟短時間內不能形成硬膜，易粘灰，不美觀。水性蠟成膜后，為無色透明的硬質膜，不會粘灰，外觀較好。

3.2 耐水性能

取電泳板，在電泳板上涂布水性蠟，按照GB/T 5209進行耐水實驗。浸泡240h后，實驗板無起泡、失光等現象，蠟膜顏色出現泛白，取出后干燥4h，可恢復到無色狀態。

3.3 耐鹽霧性能

取冷軋鋼板，用石油醚或無水乙醇清洗干凈（清洗三遍）、晾干，涂布水性蠟。測試720h后，實驗板銹蝕點<10%。

3.4 耐人工加速老化性能

取電泳板，在電泳板上涂布水性蠟，按照GB/T 1865進行耐人工加速老化實驗。測試1000 h后，蠟膜未發生粉化、生銹及裂紋現象。光澤略有降低，60°失光率≤5%。

3.5 與電泳涂層的配套性能

上述耐水、人工加速老化、自然老化、附著力、硬度實驗，均是在電泳板上進行，相當于水性蠟與電泳漆配套后的復合涂層性能測試，都達到了預定的技術標準。

3.6 水性蠟對磕碰劃傷處的保護性能

在底盤件的裝配過程中，不可避免的會對底盤件電泳漆膜造成磕碰劃傷，進而導致銹蝕。為模擬驗證水性蠟對磕碰劃傷的保護性能，按照GB/T 1771方法，電泳漆膜劃“×”，劃痕透過涂層至底材，然后涂覆水性蠟（15μm），進行1000h耐中性鹽霧試驗。

4 水性蠟的施工工藝

不同于汽車內腔水性蠟，應用于商用車底盤的水性蠟有一些特殊的施工工藝要求。一是“速干”，噴涂水性蠟至整車淋雨測試工序之間約有40-50分鐘時間，要求蠟膜自然常溫30分鐘內快速表干（≥15℃），不需烘干。在淋雨過程中或淋雨后，表干后的蠟膜無異常缺陷。在雨雪霧及低溫天氣下，自然固化受影響，需開啟烘干爐進行烘干。二是外觀美觀，商用車底盤，特別是二類底盤可以被用戶直接目視感知。蠟膜需為無色透明，不粘灰。

5 水性蠟循環供料系統

為了適應大量流水線生產，需配置水性蠟循環供料系統，主要包括中央供蠟設備、噴站出口元件、管路系統和溫控裝置。中央供蠟設備由泵、蠟處理組件、空氣處理組件和料桶組成。蠟處理組件主要包括穩壓器、過濾器、補料泵、攪拌器、背壓調壓器。空氣處理組件主要包括空氣過濾器、調壓器、空打保護器等。對于人工噴涂，噴站出口元件主要包括噴槍、涂料及空氣調壓器、快接接頭、閥門、軟管等[2]。

水性蠟黏度較低，一般考慮選擇壓縮比小的泵。水性蠟循環供料系統需具備溫控和防銹能力。水性蠟的施工溫度一般控制在20℃-25℃，可采用水夾套罐，主循環管路采用保溫層，預算較高可采用管中管系統。隔膜泵、水夾套罐、管道及連接件等與水性蠟直接接觸的元件選用SUS304L不銹鋼材質。

6 結語

水性蠟固化后，形成無色透明的硬質膜，外觀優于溶劑型防銹蠟。相對于電泳單涂層工藝，水性蠟與電泳漆復合涂層的耐老化性能、防銹性能得到了顯著提升。同時，水性蠟具備常溫快速干燥和固化的施工性能，適合流水化生產，也可解決傳統溶劑型產品的安全、環保問題。

減少汽車涂裝的VOC排放，降低能源消耗，是汽車綠色涂裝技術發展的重點。水性蠟材料的優化開發，可從源頭上降低VOC的排放，無烘干能耗，符合“環保、節能、安全”的發展方向，具有較好的社會效益和經濟效益。

參考文獻

[1] 段雪娜.汽車水基型防腐蠟的應用[J].電鍍與涂飾，2016年6期.

[2] 王錫春主編.涂裝車間設計手冊.化學工業出版社，2013.