高档轿车外饰件水性涂装施工性研究

董鸣

（北京北汽模塑科技有限公司，北京 110606）

1 保险杠涂装生产工艺

高档轿车塑料外饰件使用改性PP料为基材，溶剂涂料的体系通常采用双组份底漆，色漆及双组份清漆，施工主要过程为：

上件➜前处理（脱脂清洁、除水、干燥、火焰处理、冷却）➜底漆喷涂➜固化（流平、烘烤、冷却）➜色漆喷涂（流平）➜清漆喷涂➜固化（流平、

烘烤、冷却）➜下件。

高档轿车成熟应用的水性涂料体系则通常采用双组份水性底漆，水性色漆及溶剂型双组份清漆，施工主要过程为：

上件➜前处理（脱脂清洁、除水、干燥、火焰处理、冷却）➜底漆喷涂➜固化（流

平、烘烤、冷却）➜色漆喷涂➜固化（流平、烘烤、冷却）➜清漆喷涂➜固化（流平、烘烤、冷却）➜下件。

以上两个过程，直观来看，水性色漆相比溶剂色漆，无法直接进行清漆的喷涂，需经过一个固化过程，这也是水性涂料的生产线初期投资高的主要原因。

1.1 涂料特性对比

事实上，由于涂料特性的差异，水性涂料与溶剂涂料在实际生产中控制特性存在较大差异，以下简单说明。

水性漆以纯水为主要媒介（通常>80%，实色漆>50%），溶剂型漆以甲苯为主要媒介。水相比甲苯具有低挥发速率、高表面张力、高导电性、腐蚀性以及易产生气泡的特点，相关技术参数对比如表1。

表1 涂料介质特性参数对比表

在施工过程中，漆膜含水量的控制非常关键，如控制不当，则在涂层表面形成气泡针孔或橘皮流挂等缺陷。含水量的控制，不仅影响外观，同时可影响漆膜之间以及漆膜对基材的附着力。

1.2 施工工艺对比

主要施工工艺差异对比如表2。

2 在溶剂体系涂装线上水性涂装体系施工性研究

通过上述典型工艺流程的对比可以看出，溶剂体系施工产线，与水性体系施工产线，主体一致，理论研究和笔者在沈阳名华模塑科技有限公司的生产实践证明，通过局部改造，溶剂体系产线具备水性涂装体系施工可行性，并能够满足高端客户的质量要求。

2.1 改造方案一：加法

此方案直接从两种涂料体系主体工艺流程推导而来，即在溶剂体系的基础上，增加色漆流平后道的烘烤、冷却三个工艺段。通常，在高空空间允许的情况下，自动涂装线的链条走向从色漆流平段引出，由升降机提升到喷房上层空间，通过烘箱段（通常采用U型，～15min，80℃），再下降到喷房平层，建设一段强冷区后，回流到清漆喷房入口处。在改造过程中，可以将新增部分隔离施工，独立调试成功后，在主生产线节假日停机时间并入调试；同时需保持新并入段随时断开，恢复生产的预案。

此方案为目前欧美标准的轿车塑料外饰件水性涂料施工流程，几乎所有高端客户认可的水性涂料体系，均可适配此产线。由于起步晚，市场应用少，在2012年之前，高端轿车塑料外饰件用的水性色漆几乎100%依赖进口，相对客户认可的溶剂涂料，价格达到3倍；自2012年以来，德国Woerwag涂料公司，首先在河北廊坊投资了水性涂料生产线，其主要生产原料来自国外，成本仍有一定幅度的降低；之后，其主要欧洲竞争对手，AKZO和BASF在国内都相继进行了水性涂料的生产。当前水性色漆价格仍显著高于溶剂涂料，随着涂料公司深度国产化和市场充分竞争，二者价格差异应会进一步降低。

采用此方案，通常应用于大批量水性涂装体系生产。由于当前技术，高压静电悬杯喷涂水性和溶剂型涂料施工不能共用，如采用涂料利用率高的悬杯技术，则需要从溶剂体系一次性切换到水性体系，考虑到高端客户的认可流程复杂性和严密性，需要与客户共同协定切换时间计划。

2.2 改造方案二：减法

此方案将底漆层取消，直接在塑料基材前处理后，在底漆喷房喷涂水性色漆，利用原溶剂体系的底漆烘烤和冷却环节，用于水性色漆的固化和冷却。由于溶剂底漆的干燥时间比水性色漆长，因此需适当降低烘烤温度，适配涂料供应商提供的涂料闪干时间温度曲线。这个方案的好处在于投资很少，风险低，可以在产线清洁维护阶段，逐步改造机器人及其他辅助设备，改造过程几乎完全不影响原产线的溶剂生产体系。改造后，可灵活切换水性体系和溶剂体系生产工艺，且同样满足高端客户的质量要求。尽管存在成本低、风险小、柔性高的优点，但是也存在显著的缺点。

一方面，由于在溶剂体系的底漆喷房，并行生产水性体系，因此底漆施工机器人需要适配两个体系。如前对比，水性和溶剂体系的静电悬杯放电模式不同，无法共用。可行的技术是，将底漆施工机器人改造为双头枪系统，两种体系自动切换。喷枪的涂料使用效率不足高压静电悬杯的一半，因而在生产过程中，涂料的应用效率不高，相应单件油漆耗量较高。但是由于取消了底漆涂装，总体成本得到平衡。

另一方面，无底漆水性漆涂装工艺，仅有少数涂料供应商在轿车塑料外饰件上，获得了高端客户认可，因此，涂料的可选范围较窄。比如在德国奔驰体系上，仅AKZO和Woerwag获得认可，虽然如此，此体系亦为成熟生产体系。如有更大的市场应用需求，各主要涂料供应商有能力提供服务，需要开发时间。

总体看，该改造方案，更适用于少量水性涂装体系产品的批量生产，尤其适用于较小的轿车外饰件，如门把手、防擦条、后视镜等；对于保险杠厂家，通常存在多个客户的生产状况，仅部分客户较少的产品要求水性涂料生产，这个减法方案则不失为一个非常实用的过渡性低成本方案。

3 结语

本文提供的在溶剂型产线上，改造水性涂装工艺，以及关键点的控制，是基于生产管理实践的经验总结。

[1]董鸣.基于油性涂装线生产线的汽车塑料外饰件水性漆两涂层涂装工艺[P].CN200810013154.9，2010-03-17.

[2]严仓锋.水性漆在汽车零部件涂装中的应用研究[J].现代涂料与涂装，2016，19（9）：22-24.