双组份油漆特性和双组份混漆系统在小件涂装生产线的应用

杨 磊 张俊堂

机械工业第四设计研究院

双组份油漆特性和双组份混漆系统在小件涂装生产线的应用

杨 磊 张俊堂

机械工业第四设计研究院

随着我国对环境保护的重视程度不断增加，一些节能环保的涂装工艺和涂装设备逐步在国内涂装线上得到广泛应用，本文着重阐述双组份油漆特性和双组份混漆系统在小件涂装生产线的应用。

双组份油漆；混漆系统；小件涂装生产线

1 双组份油漆的概念

双组份油漆是相对于单组份油漆而进行定义的。单组份油漆是不需要交联固化的油漆，仅需溶剂挥发即可形成漆膜，属于物理反应，一般包括硝基类和过氯乙烯类油漆等；双组份油漆是属于交联固化的油漆，由涂料和固化剂组成，两种组份混合后产生交联反应形成漆膜，属于化学反应，一般包括聚氨酯类、双组份环氧油漆、丙烯酸烘漆等。

单组份油漆示意图(图1和图2)：

图1 干燥前油漆和稀释剂

图2 干燥后油漆

双组份油漆示意图(图3和图4)：

图3 干燥前油漆状态

图4 干燥后油漆

2 双组份油漆特性

2.1 漆膜对塑料和金属材质均有优良的附着力；

2.2 易于流平，橘皮现象小，具有保护性和装饰性作用；

2.3 涂膜光泽度、鲜映性、饱满度、机械耐久性、化学耐久性等较强；

2.4 漆膜即能进行低温烘干，也能低温自然固化，烘房系统的能耗降低；

2.5 漆膜具有优良的耐化学药品性，耐酸和耐碱。

3 双组份油漆混合的比例精度

双组份油漆，必须根据规定的配比、喷涂用量、允许的喷涂时间等因素，在现场进行调配。固化剂过多，导致固化时间变短，油漆成膜后会发生龟裂，颜色偏黄等现象；固化剂过少，将会出现油漆难以固化、甚至无法固化现象。双组份混漆系统是通过计量泵或者流量计来精确控制配比精度，消除了人工依靠经验进行配比而带来的偏差。

4 双组份混漆设备简介

4.1 便捷键（EK）：用于设置、显示、操作和监测系统，采用85～250VAC，50/60 Hz 的线路供电并将其转换为其他系统部件可接受的低压和光学信号。

4.2 流体盘（ST）：包括空气控制电磁流量开关、流体流量计和流体歧管套件的安装件。其控制面板可控制所有配比功能。

4.3 流体歧管（FM）：包括A组份和B组份的气动分料阀、溶剂和空气清洗的清洗阀、校正流量计和进行比率检查的采样阀、A组份和 B组份关闭其通往混合歧管的流体通道而进行精确校准和比率检查的止通阀、混合歧管等。

4.4 流量计（MA，MB，MS）通常有三个可选的流量计 ：

1）G3000 是一种通用齿轮流量计，通常用于流量范围在75～3000毫升/分钟（0.02～0.79 加仑/ 分钟），压力最高达4000 psi（28MPa，276bar）和粘度为20～3000厘泊的流体。其校准因子约为0.119毫升/脉冲。

2）G3000HR是一种高分辨率G3000 流量计。它通常用于流量范围在38～1500毫升/分钟（0.01～0.4加仑/分钟），压力最高达4000psi（28MPa, 276bar）和粘度为20～3000厘泊的流体。其校准因子约为0.061毫升/ 脉冲。

3）Coriolis是专用流量计，其适用流量和粘度范围较大。该流量计可用于0.125英寸或0.375英寸直径的流体管道。其校准因子可由用户设置；在低流速时使用低校准因子。

4.5 换色阀（ACV）和换色模块（CCM）：可提供装有多达30个换色阀的低压或高压换色阀组件。每个组件包括一个额外的溶剂阀，用于在换色之间清洗流体管路。

4.6 换催化剂阀（BCV）：可提供装有4个换催化剂阀的低压或高压换催化剂阀组件。每个组件包括一个额外的溶剂阀，用于在换催化剂之间清洗流体管路。

4.7 双光纤电缆（FO）：用于便捷键与壁式安装流体盘的通讯。

4.8 流体盘电源电缆（PS）：用于为壁式安装流体盘提供电源。

4.9 洗枪盒（GFB）：为手动喷枪提供自动冲洗系统。

4.10 喷涂控制台（BC）：用于日常喷涂功能控制，包括选择配方、完成作业、读取/清除警报，将系统置于待机，混合或清洗模式，通常安装在喷涂室内或喷涂设备附近。控制面板如下图2。

1）现用配方(N1)：显示现用配方。

2）目标比率(M1)：现用配方比率。其比率可按0.1的增量，在0.0:1～30.0:1 之间。

3）实际比率(M2)：实际达到的比率。按百进制，在A和B混合之后进行计算。

4）固化定时器(TI)：显示剩余的固化时间，以分钟表示。

5）状态栏(SS)：显示当前状态，混合、清洗、换色或警报）。

图1

图2

6）直观显示(SE)：存在流动时，喷枪显现为喷涂，A 组份或B 组份软管亮，表明相应组份的分料阀打开。

7）当前流速(LV)：以毫升/分钟为单位。

5 双组份混漆系统在小件涂装生产线的应用

5.1 小件涂装生产线简介

汽车翼子板、保护杠、轮罩等塑料件，涂料在其表面难于附着，另外塑料件的耐热性差，热变形温度低，生产中选用涂料的烘干温度低于金属件所用涂料的烘干温度。因此塑料件涂装和金属件涂装在工艺和涂装材料等方面有很大不同，塑料件的涂装一般不和车身涂装混线生产，专门新建小件涂装生产线用于非金属件的喷涂。

小件涂装生产线的工艺流程为：上件→前处理→水分烘干→强冷→火焰处理→上遮蔽→除静电→喷底漆→流平→底漆烘干→强冷→底漆检查/打磨→除静电→喷色漆→流平→喷清漆→流平→面漆烘干→强冷→检查修饰→下件→不合格品返修，属于典型的三喷两烘(3C2B)工艺。

一般来说，非金属件涂层为复合涂层，即底漆+色漆+清漆，底漆有双组份和单组份两种，色漆多采用单组份油漆，清漆多采用双组份油漆。双组份底漆烘烤后具有较好的遮盖力，并且可对表面颗粒等油漆缺陷进行打磨处理，特别适用于塑件本身外观较差的情况。双组份清漆施工范围宽，同单组份清漆相比，具有污染少、调整容易的优点。

5.2 双组份混漆系统在小件涂装生产线的应用优势

1）减少油漆配比过程的损耗

在被喷涂前，A组份和B组份接入设备，在非常密闭的流体盘内进行计量和分配。配比设备的单次配比容积为25毫升到100毫升，此容积的涂料被使用以后，才开始下一体积的配比。小件喷涂过程中，可根据工件数量、单个工件耗量，精确计算出双组份油漆的需求用量，然后采用混漆设备进行精确配比，这可以避免人工配比带来的洒落问题和配漆量大于使用量的问题，减少涂料的浪费。

2）提高油漆混合精度

人工方式对双组份油漆配比后，混合通常采用机械搅拌器完成，混合效果由搅拌桨叶形状和搅拌时间长短来决定，混合的精度难以保证，容易出现混合不均匀的情况。双组份混漆系统的混合精度非常高，误差能够控制±0.5%之内，消除了由于人为因素造成的混合不均匀和比例偏差所导致的工件返修。

3）提高清洗质量、降低溶剂浪费

在采用双组份油漆时，应当在油漆接近固化时间之前把喷涂器具清洗干净，不然残留的混合后的双组份油漆固化在设备之内，需要用大量的高活性溶剂进行泵体内部、管道和喷枪的冲洗。人工清洗情况下，溶剂用量无法合理控制。溶剂用量少，清洗质量难以保证；溶剂用量大，浪费严重。

双组份混漆设备，换色清洗时因为导入辅助吹扫空气，会使清洗溶剂使用量大大减少；在能够满足清洗质量的前提下，改写换色以及清洗程序，能够进一步减少换色溶剂的浪费。

4）减少人员与有害材料的接触时间

双组份油漆配比过程中，油漆挥发会引起多种危害，比如刺激工人眼睛和呼吸道、油漆挥发物与空气混合形成爆炸性混合物以及对周围的环境造成污染等。虽然采取人工保护罩和加强通风能起到一定的作用，但上述危害的系数难以大幅度降低。

采用双组份混漆系统的情况下，油漆与空气接触的时间缩短，有利于控制和减少挥发物的排放，能较大程度降低爆炸危害和环境危害，特别是工人与油漆接触时间尽可能减小，大大降低了职业健康危害。

6 结语

综上所述，在小件涂装生产线中，双组份混漆系统有利于提高产品质量和生产效率、控制对环境的污染、预防职业健康危害，与当前汽车涂装节能、环保、安全的发展趋势相吻合。此外，国家对环保工作越来越重视，涂装线废气排放的要求越来越严格，新建涂装车身生产线已充分考虑水性漆的使用，一些老的涂装生产线也开始安排水性漆改造工作，预计在三年左右的时间，水性小件线涂装也将成为市场主流。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2013.07.058