水性新顏色油漆投罐及外觀調試

陳道飛，王兵，渠慎春，郭術川

（合眾新能源汽車有限公司，浙江 桐鄉 314500）

在汽車生產中，涂裝是工藝流程、技術及參數控制最復雜的環節之一，目前涂裝行業里投資最少、最環保且運營成本最低的工藝是B1B2緊湊型工藝。在越來越嚴格的環保政策法規以及汽車行業越來越激烈的競爭形勢下，當下主流的汽車涂裝企業都開始使用該工藝，而各個主機廠為提升銷量、提高市場占有率，均加快了新產品的投放節奏，每投放一款新品必將開發5 ~ 7種新的外觀顏色，如何讓新顏色到場投罐并迅速完成調試，縮短上市時間，節約調試成本，規避各種問題發生，是所有涂裝工程師都需要面對的課題。

1 水性漆的投罐注意事項

1.1 油漆管道的清洗要求

輸調漆管道的材質一般均選用304不銹鋼，在規劃設計時一般都會對管道的清洗狀態作出約束和要求。為確保油漆投罐后正常使用，會對管道進行二次清洗，并進行鈍化處理。管路鈍化由堿洗和酸洗2個步驟來完成，同時在管路系統內放置樣品，在完成上述2個步驟后按ASTM A967標準測試樣件，如果樣件鈍化失敗，需用去離子水沖洗樣件后重復鈍化過程，直至樣件通過標準。鈍化后管路內用去離子水循環，取樣檢測pH，不合格則需不斷推出系統內的去離子水，直到pH約等于原來去離子水的pH為止。

1.2 油漆投罐及液位控制要點

顏色切換中，首先應考慮切換相近顏色，如白色對應白色，避免深色油漆管道投淺色油漆，否則易因管道內壁、旁通、轉彎處殘留油漆而導致新顏色存在色差。首先是將管道中的剩余油漆由旁通導出至油漆桶中，然后關閉旁通，將去離子水導入調漆罐及循環罐中，開啟循環泵直至管道循環完成并保持循環罐中的液位最高，保持循環罐內壁全部被浸泡，循環24 ~ 48 h，其間旁通打開且要求其循環時間須保持在總循環時間的50%以上，觀察清洗狀態后將去離子水導出并更換過濾袋，再將水性清洗溶劑導入調漆罐、循環罐及循環管道，保持最高液位進行循環清洗，浸泡48 h后打開旁通導出并更換濾袋，用塑料毛刷對調漆罐與循環罐的內壁進行清理，然后導入專用清洗溶劑，循環清洗時間根據循環罐及濾袋狀態進行設置，過濾袋的更換遵循孔徑由高至低的原則，目的是將漆塊濾除并保障清洗效果，直至濾袋中無漆渣異色，而后導入水性溶劑浸泡，更換過濾袋開始循環，最后導入去離子水，更換濾袋開始循環48 h，檢測去離子水的pH，與導入前的去離子水一致則說明管道已清洗干凈，可以導出去離子水，再接入壓縮空氣將管道中殘留的去離子水吹出，即具備新油漆投罐條件。油漆液位在實際使用中也非常重要，新顏色導入時就需要進行控制，循環罐液位一般控制在總液位2/3以下，如液位過高，后期的液位控制只能高于第一次使用的液位，否則裸露在罐壁上的油漆會產生起皮，脫落后掉入循環罐，影響過濾袋的使用效果；其次有助于在油漆黏度、色相等發生異常時迅速導入新批次油漆進行置換，快速解決功能及質量的異常問題。調漆罐也必須遵循這一使用原則，從而保證穩定的質量及使用效果。

2 水性色漆噴涂參數控制與工藝調整

2.1 脫水率的控制

溶劑型油漆在濕膜狀態下與烘干后的差異較小，而水性漆的濕膜狀態與干膜狀態差異較大。通常情況下，水性漆在噴涂后目視要有點潤濕。如果很干，就需要立即進行參數調整，因為太干的水性漆不具備好的流平性，太濕又存在流掛風險。但是需要注意的是，如果噴涂完成后直接進行高溫烘烤，也會出現起泡的弊病，故水性色漆噴涂后、清漆噴涂前需進行閃干，閃干溫度控制在80 °C左右，持續3 ~ 6 min進行脫水。油漆中的含水率控制在5% ~ 10%之內，一般情況下8% ~ 10%最佳，含水率過高會影響清漆的施工質量，過低則會導致漆膜偏干、發霧。所以，在油漆投罐后需要對色漆成膜后的脫水率進行測定。脫水率的檢測方法為：稱鋁箔的質量(記為m1)，然后將鋁箔貼在車身上，噴涂油漆后迅速將鋁箔內卷嚴實以防止揮發并稱重(記為m2)，放置在烘箱中80 °C烘烤5 min后稱重(記為m3)，則脫水率的計算公式為：(m3?m1)/(m2?m1) × 100%。每月需開展一次脫水率檢測。

2.2 管道黏度的控制

相對于溶劑型油漆，黏度控制對于水性漆至關重要，施工范圍很小，通常由油漆廠家給出各個顏色油漆的溫黏度曲線，上限與下限之間一般控制在3 s以內。因油漆在攪拌狀態下受剪切后黏度下降較大，故對于一段時間內不生產的管路油漆，需制定開啟、關閉循環管路操作指導書，避免在沒有新油漆置換條件下長期循環攪拌，而使油漆黏度超出工藝范圍。在啟動長時間不使用的油漆管道時，提前2 ~ 3 h進行循環，檢測黏度是否在工藝范圍，超出范圍則需加入新油漆進行混合循環，直至黏度滿足工藝要求為止。

2.3 噴涂過程的控制

噴房的溫度、濕度、風速、流量、電壓、轉速、空氣和仿形噴涂距離均對工件外觀質量、色差數據產生影響，所以在新顏色調試中必須進行固化，并隨著設備控制能力的變化進行相應調整。在噴涂施工過程中，噴房內的溫濕度必須嚴格控制，溫度要保持在23 ~ 28 °C之間，相對濕度65% ~ 70%。水性色漆噴涂過程中容易產生發霧、發花等一系列質量缺陷，通過驗證發現這些與漆膜的厚度和干濕程度有直接關系。在新顏色試噴時為了能夠滿足外觀和色差要求，需要做多輪驗證實驗，其中最重要的就是各涂層的膜厚調整。對于膜厚，用300 mm × 10 mm的馬口鐵板進行梯度檢測，可以一次性完成相同區域內各涂層膜厚的測試。至于外觀方面，中涂和清漆必須有足夠的膜厚才能實現濕膜下的缺陷覆蓋和流平。要保證調試有效，噴房內的濕度必須嚴格監控。

2.4 高效率的調試方法

色差調試過程中考慮到各種色漆的遮蓋力和鋁粉含量差異，會對機器人參數進行各種調整，以使色差數據符合標準。色差的標準數據通常按三角度法或五角度法進行控制，五角度法相對于三角度法更加嚴格、完善，可以避免車身與車身以及車身與外飾件的數據在公差范圍內也出現目視色差的現象。因為油漆性能不同，在調試過程中可以針對色漆進行一輪極限調整，具體方法是對車身同一側前后門2個噴涂面的機器人噴涂參數進行差異化設置，以觀察車身色差數據的變化。注意：在做極限調整時，機器人參數一般每次只做其中一個的對比，避免參數之間相互干擾而導致結論不正確。通過驗證總結發現，在噴涂過程中機器人流量的變化主要影響b值的走向，對L值和a值的影響較小，而轉速的調節往往對L值和a值起主導作用，例如轉速提高會令a值和L值同時降低，流量降低則b值也降低。注意：以上只是筆者的經驗，僅作參考，實際情況還需驗證后才能確定。

3 結語

水性漆應用在行業內已比較成熟，因在VOC(揮發性有機化合物)排放方面的優勢較傳統漆明顯，且隨著國家環保法規要求越來越嚴格，現規劃的涂裝新工廠中普遍在推廣水性漆。如何節能減排、環保、提高油漆利用率與產品質量穩定性，是涂裝專業技術人員需要不斷思考、鉆研的課題。