水性新颜色油漆投罐及外观调试

陈道飞，王兵，渠慎春，郭术川

（合众新能源汽车有限公司，浙江 桐乡 314500）

在汽车生产中，涂装是工艺流程、技术及参数控制最复杂的环节之一，目前涂装行业里投资最少、最环保且运营成本最低的工艺是B1B2紧凑型工艺。在越来越严格的环保政策法规以及汽车行业越来越激烈的竞争形势下，当下主流的汽车涂装企业都开始使用该工艺，而各个主机厂为提升销量、提高市场占有率，均加快了新产品的投放节奏，每投放一款新品必将开发5 ~ 7种新的外观颜色，如何让新颜色到场投罐并迅速完成调试，缩短上市时间，节约调试成本，规避各种问题发生，是所有涂装工程师都需要面对的课题。

1 水性漆的投罐注意事项

1.1 油漆管道的清洗要求

输调漆管道的材质一般均选用304不锈钢，在规划设计时一般都会对管道的清洗状态作出约束和要求。为确保油漆投罐后正常使用，会对管道进行二次清洗，并进行钝化处理。管路钝化由碱洗和酸洗2个步骤来完成，同时在管路系统内放置样品，在完成上述2个步骤后按ASTM A967标准测试样件，如果样件钝化失败，需用去离子水冲洗样件后重复钝化过程，直至样件通过标准。钝化后管路内用去离子水循环，取样检测pH，不合格则需不断推出系统内的去离子水，直到pH约等于原来去离子水的pH为止。

1.2 油漆投罐及液位控制要点

颜色切换中，首先应考虑切换相近颜色，如白色对应白色，避免深色油漆管道投浅色油漆，否则易因管道内壁、旁通、转弯处残留油漆而导致新颜色存在色差。首先是将管道中的剩余油漆由旁通导出至油漆桶中，然后关闭旁通，将去离子水导入调漆罐及循环罐中，开启循环泵直至管道循环完成并保持循环罐中的液位最高，保持循环罐内壁全部被浸泡，循环24 ~ 48 h，其间旁通打开且要求其循环时间须保持在总循环时间的50%以上，观察清洗状态后将去离子水导出并更换过滤袋，再将水性清洗溶剂导入调漆罐、循环罐及循环管道，保持最高液位进行循环清洗，浸泡48 h后打开旁通导出并更换滤袋，用塑料毛刷对调漆罐与循环罐的内壁进行清理，然后导入专用清洗溶剂，循环清洗时间根据循环罐及滤袋状态进行设置，过滤袋的更换遵循孔径由高至低的原则，目的是将漆块滤除并保障清洗效果，直至滤袋中无漆渣异色，而后导入水性溶剂浸泡，更换过滤袋开始循环，最后导入去离子水，更换滤袋开始循环48 h，检测去离子水的pH，与导入前的去离子水一致则说明管道已清洗干净，可以导出去离子水，再接入压缩空气将管道中残留的去离子水吹出，即具备新油漆投罐条件。油漆液位在实际使用中也非常重要，新颜色导入时就需要进行控制，循环罐液位一般控制在总液位2/3以下，如液位过高，后期的液位控制只能高于第一次使用的液位，否则裸露在罐壁上的油漆会产生起皮，脱落后掉入循环罐，影响过滤袋的使用效果；其次有助于在油漆黏度、色相等发生异常时迅速导入新批次油漆进行置换，快速解决功能及质量的异常问题。调漆罐也必须遵循这一使用原则，从而保证稳定的质量及使用效果。

2 水性色漆喷涂参数控制与工艺调整

2.1 脱水率的控制

溶剂型油漆在湿膜状态下与烘干后的差异较小，而水性漆的湿膜状态与干膜状态差异较大。通常情况下，水性漆在喷涂后目视要有点润湿。如果很干，就需要立即进行参数调整，因为太干的水性漆不具备好的流平性，太湿又存在流挂风险。但是需要注意的是，如果喷涂完成后直接进行高温烘烤，也会出现起泡的弊病，故水性色漆喷涂后、清漆喷涂前需进行闪干，闪干温度控制在80 °C左右，持续3 ~ 6 min进行脱水。油漆中的含水率控制在5% ~ 10%之内，一般情况下8% ~ 10%最佳，含水率过高会影响清漆的施工质量，过低则会导致漆膜偏干、发雾。所以，在油漆投罐后需要对色漆成膜后的脱水率进行测定。脱水率的检测方法为：称铝箔的质量(记为m1)，然后将铝箔贴在车身上，喷涂油漆后迅速将铝箔内卷严实以防止挥发并称重(记为m2)，放置在烘箱中80 °C烘烤5 min后称重(记为m3)，则脱水率的计算公式为：(m3−m1)/(m2−m1) × 100%。每月需开展一次脱水率检测。

2.2 管道黏度的控制

相对于溶剂型油漆，黏度控制对于水性漆至关重要，施工范围很小，通常由油漆厂家给出各个颜色油漆的温黏度曲线，上限与下限之间一般控制在3 s以内。因油漆在搅拌状态下受剪切后黏度下降较大，故对于一段时间内不生产的管路油漆，需制定开启、关闭循环管路操作指导书，避免在没有新油漆置换条件下长期循环搅拌，而使油漆黏度超出工艺范围。在启动长时间不使用的油漆管道时，提前2 ~ 3 h进行循环，检测黏度是否在工艺范围，超出范围则需加入新油漆进行混合循环，直至黏度满足工艺要求为止。

2.3 喷涂过程的控制

喷房的温度、湿度、风速、流量、电压、转速、空气和仿形喷涂距离均对工件外观质量、色差数据产生影响，所以在新颜色调试中必须进行固化，并随着设备控制能力的变化进行相应调整。在喷涂施工过程中，喷房内的温湿度必须严格控制，温度要保持在23 ~ 28 °C之间，相对湿度65% ~ 70%。水性色漆喷涂过程中容易产生发雾、发花等一系列质量缺陷，通过验证发现这些与漆膜的厚度和干湿程度有直接关系。在新颜色试喷时为了能够满足外观和色差要求，需要做多轮验证实验，其中最重要的就是各涂层的膜厚调整。对于膜厚，用300 mm × 10 mm的马口铁板进行梯度检测，可以一次性完成相同区域内各涂层膜厚的测试。至于外观方面，中涂和清漆必须有足够的膜厚才能实现湿膜下的缺陷覆盖和流平。要保证调试有效，喷房内的湿度必须严格监控。

2.4 高效率的调试方法

色差调试过程中考虑到各种色漆的遮盖力和铝粉含量差异，会对机器人参数进行各种调整，以使色差数据符合标准。色差的标准数据通常按三角度法或五角度法进行控制，五角度法相对于三角度法更加严格、完善，可以避免车身与车身以及车身与外饰件的数据在公差范围内也出现目视色差的现象。因为油漆性能不同，在调试过程中可以针对色漆进行一轮极限调整，具体方法是对车身同一侧前后门2个喷涂面的机器人喷涂参数进行差异化设置，以观察车身色差数据的变化。注意：在做极限调整时，机器人参数一般每次只做其中一个的对比，避免参数之间相互干扰而导致结论不正确。通过验证总结发现，在喷涂过程中机器人流量的变化主要影响b值的走向，对L值和a值的影响较小，而转速的调节往往对L值和a值起主导作用，例如转速提高会令a值和L值同时降低，流量降低则b值也降低。注意：以上只是笔者的经验，仅作参考，实际情况还需验证后才能确定。

3 结语

水性漆应用在行业内已比较成熟，因在VOC(挥发性有机化合物)排放方面的优势较传统漆明显，且随着国家环保法规要求越来越严格，现规划的涂装新工厂中普遍在推广水性漆。如何节能减排、环保、提高油漆利用率与产品质量稳定性，是涂装专业技术人员需要不断思考、钻研的课题。