新型水基型蜡在商用车底盘上的应用研究

马振宁 张国政

摘 要：为了解决环保问题，增强底盘耐老化、耐蚀性，开发一种适合商用车底盘的水性防护蜡是一个较好的方向和措施。本文主要从机理、性能标准和实验检测、施工工艺和设备等方面介绍了水性蜡。水性蜡各项性能满足技术标准和施工要求，具有很大的优势和发展潜力。

关键词：水基型蜡;汽车;商用车底盘

中图分类号：U465.9  文献标识码：A  文章编号：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

近年来，随着我国部分省市环保政策、法规的升级，汽车企业逐渐重视，并采取低VOCs的环保涂装材料及排放治理措施。原较多使用的传统溶剂稀释型防锈蜡已难以满足新的环保法规。

商用车底盘有提高综合老化、防锈性能的需求。目前，一般商用车底盘仅有电泳涂层，老化性能较差，在长时间阳光照射等自然环境下，易出现漆膜发白、失光、粉化现象。电泳工艺存在锐边效应现象，即由于电泳涂层热固化时涂膜流动性固化收缩，造成锐尖边角或毛口处的涂层特别薄，甚至几乎没有，从而导致这些部位的早期腐蚀。在装配环节，零部件或工具磕碰底盘，易造成漆膜磕碰划伤，进而导致破损处的锈蚀。在电泳涂层的基础上，喷涂防护涂层可以有效解决上述问题。

为了解决环保问题，增强底盘耐老化、耐蚀性，开发一种适合商用车底盘的水基型蜡是一个较好的方向和措施。本文主要从机理、性能标准和实验检测、施工工艺和设备等方面介绍了水基型蜡。

1 防护蜡的机理

按照汽车使用部位，防护蜡分为3个类别：空腔防护蜡、底盘防护蜡和特种防护蜡。根据溶剂含量和成分，防护蜡可分为溶剂型蜡、全固含型蜡和水基型蜡3个类型[1]。

溶剂型防腐蜡的主要成分一般为基础石蜡、防锈剂、溶剂和添加剂，固体分含量在40%-70%，主要依靠溶剂挥发固化成膜，产生VOC较多。全固含型蜡分为纯固体微晶蜡和流体状态蜡，固体蜡采用热熔方式进行灌注;流体状态蜡，可以进行喷涂操作，采用非挥发形式进行固化，两者产生的VOC都极少。水基型蜡，又称为水性蜡，主要成分一般为基础石蜡、防锈剂、添加剂、乳化剂和水，固体分含量为40%-60%，产生的VOC极少[1]。

为满足汽车底盘的喷涂作业性、防腐、抗老化等性能，本次开发的水基型蜡区别于传统水性乳化形态，是以高速剪切力分散形式将蜡质类材料、填料等物质分散在水中，使用少量的表面活性剂稳定其分散状态，避免了大量表面活性剂造成的反溶和反向乳化问题。同时，利用不饱和树脂的常温自然干燥成膜的特点，增加蜡膜的致密性和防水性，并利用水性丙烯酸分散体完成常温快速固化和干燥的性能，不仅解决了传统溶剂型产品的安全、环保问题，也保证了生产线的施工性能，提供了长期的防腐抗老化能力。

2 水性蜡的性能标准

结合商用车底盘的外观、防锈、耐候性、环保及安全性的需求，同时便于施工、节约能源消耗，水性蜡的开发目标（图1）和具体的性能标准（表1）如下：

1）环保及安全性：水性产品，不燃烧;

2）干燥性：常温可满足成膜温度（低能耗）、快速表干、适合流水化生产;

3）防锈性：耐盐雾≥720h;

4）耐候性：人工老化≥1000h;

5）外观：形成硬膜。

3 水性蜡性能实验与结果

3.1 外觀

传统溶剂型防锈蜡短时间内不能形成硬膜，易粘灰，不美观。水性蜡成膜后，为无色透明的硬质膜，不会粘灰，外观较好。

3.2 耐水性能

取电泳板，在电泳板上涂布水性蜡，按照GB/T 5209进行耐水实验。浸泡240h后，实验板无起泡、失光等现象，蜡膜颜色出现泛白，取出后干燥4h，可恢复到无色状态。

3.3 耐盐雾性能

取冷轧钢板，用石油醚或无水乙醇清洗干净（清洗三遍）、晾干，涂布水性蜡。测试720h后，实验板锈蚀点<10%。

3.4 耐人工加速老化性能

取电泳板，在电泳板上涂布水性蜡，按照GB/T 1865进行耐人工加速老化实验。测试1000 h后，蜡膜未发生粉化、生锈及裂纹现象。光泽略有降低，60°失光率≤5%。

3.5 与电泳涂层的配套性能

上述耐水、人工加速老化、自然老化、附着力、硬度实验，均是在电泳板上进行，相当于水性蜡与电泳漆配套后的复合涂层性能测试，都达到了预定的技术标准。

3.6 水性蜡对磕碰划伤处的保护性能

在底盘件的装配过程中，不可避免的会对底盘件电泳漆膜造成磕碰划伤，进而导致锈蚀。为模拟验证水性蜡对磕碰划伤的保护性能，按照GB/T 1771方法，电泳漆膜划“×”，划痕透过涂层至底材，然后涂覆水性蜡（15μm），进行1000h耐中性盐雾试验。

4 水性蜡的施工工艺

不同于汽车内腔水性蜡，应用于商用车底盘的水性蜡有一些特殊的施工工艺要求。一是“速干”，喷涂水性蜡至整车淋雨测试工序之间约有40-50分钟时间，要求蜡膜自然常温30分钟内快速表干（≥15℃），不需烘干。在淋雨过程中或淋雨后，表干后的蜡膜无异常缺陷。在雨雪雾及低温天气下，自然固化受影响，需开启烘干炉进行烘干。二是外观美观，商用车底盘，特别是二类底盘可以被用户直接目视感知。蜡膜需为无色透明，不粘灰。

5 水性蜡循环供料系统

为了适应大量流水线生产，需配置水性蜡循环供料系统，主要包括中央供蜡设备、喷站出口元件、管路系统和温控装置。中央供蜡设备由泵、蜡处理组件、空气处理组件和料桶组成。蜡处理组件主要包括稳压器、过滤器、补料泵、搅拌器、背压调压器。空气处理组件主要包括空气过滤器、调压器、空打保护器等。对于人工喷涂，喷站出口元件主要包括喷枪、涂料及空气调压器、快接接头、阀门、软管等[2]。

水性蜡黏度较低，一般考虑选择压缩比小的泵。水性蜡循环供料系统需具备温控和防锈能力。水性蜡的施工温度一般控制在20℃-25℃，可采用水夹套罐，主循环管路采用保温层，预算较高可采用管中管系统。隔膜泵、水夹套罐、管道及连接件等与水性蜡直接接触的元件選用SUS304L不锈钢材质。

6 结语

水性蜡固化后，形成无色透明的硬质膜，外观优于溶剂型防锈蜡。相对于电泳单涂层工艺，水性蜡与电泳漆复合涂层的耐老化性能、防锈性能得到了显著提升。同时，水性蜡具备常温快速干燥和固化的施工性能，适合流水化生产，也可解决传统溶剂型产品的安全、环保问题。

减少汽车涂装的VOC排放，降低能源消耗，是汽车绿色涂装技术发展的重点。水性蜡材料的优化开发，可从源头上降低VOC的排放，无烘干能耗，符合“环保、节能、安全”的发展方向，具有较好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1] 段雪娜.汽车水基型防腐蜡的应用[J].电镀与涂饰，2016年6期.

[2] 王锡春主编.涂装车间设计手册.化学工业出版社，2013.