基于油性漆涂装生产线的汽车塑料外饰件水性漆两涂层涂装工艺制造技术

一种基于油性漆涂装生产线的汽车塑料外饰件水性漆两涂层涂装施工工艺，通过前处理环节工艺控制，采用稳定的工业级丙烷（９５％以上纯度）作为火焰处理燃料并进行基材火焰处理实验设计，对机器人进行油性／水性隔离共用系统改造，对油性生产线的底漆烘箱温度进行调整，实现两涂层涂装技术；取消底漆喷涂，用水性色漆直接在塑料基材施工，清漆仍为油性漆工艺。在设备改造完成后，原油性漆仍可正常生产。

【技术实现步骤摘要】

本技术适用于轿车塑料外饰件，诸如保险杠、门槛、轮罩等，尤其是轿车保险杠的涂装施丄。
技术介绍
国内外汽车厂像通用、奔驰、宝马、大众、华晨、现代对于轿车彩色外饰件有不同的质量标准，这 些标准土要在彩色漆膜的附着力、耐蚀、耐气候、冷热交变、潮湿、石冲击等性能方面和色差、光泽等外 观方面存在一些差异。为满足汽车厂的质量标准，目前国内轿车外饰件厂家的涂装生产线均采用三涂层油 性漆涂装工S生产各类彩色保险杠，油性漆是指以溶剂为主要载体的涂料，有些是机器人喷涂，有些则是 人工喷涂。三涂层是指在成型的塑料基材上进行底漆、色漆和淸漆二遍喷涂，如图1所示。底漆主要作用 是保证塑料基材和油漆之间的附着力，色漆则是形成汽车厂要求的颜色，清漆用于满足漆膜的各项性能和外观。通常油性漆涂装r艺乂区分为低温和高温两个体系，依据最后一道清漆烘烤环节采用高温(120摄氏度以上)或是低温(80摄氏度到90摄氏度之间)烘烤干燥。按照烘烤次数来分，又可分为三喷两烘和 三喷一烘(即湿碰湿)两种施工工艺。其中湿碰湿工艺因省了一道底漆烘烤，将节省能源消耗；而低温体系又较高温体系节省能源。尽管从高温到低温体系，从三喷两烘到二喷一烘体系有了一些进步，然而并没 有从根本上解决能源消耗和油性漆施工有害物排放的问题。在能源消耗方面主要来自两方面， 一是生产过 程中能源的消耗，如烘烤等。—是处理有害排放物的能源消耗(废气通常使用燃烧方式)。在国外，为减少有害气体排放，大多数轿车外饰件厂家从上世纪90年代就在底漆和色漆上用水性漆 取代溶剂油漆，清漆W其特殊的用途和汽车厂的质量要求，则一直使用油性漆，工艺流程示意如图2;为 相同的目的，也有使用粉末型涂料，其他技术进步在此基础上进打。在近两年一些油漆厂家致力于开发适 合两涂层的油漆，即取消底漆，仅喷涂水性面漆和油性清漆，而达到汽车厂的质量标准，如图3所示，此 技术的应用尚在尝试阶段。面对日益紧迫的环保和节能要求，水性漆在轿车塑料涂装领域的应用是必然趋势。然而水性漆与油性 漆的施工工艺条件有很大的区别， 一条量产的自动涂装线动则数千万甚至上亿，彩色保险杠涂装业在国内 发展的时间尚短，生产线的更新换代还需要很长的时间。撇开水性漆和油性漆施工环境和各工艺段产品控制特性的区别，仅从图2与图1的可以看出，目前国 内应用成熟的油性漆施工工艺较国际成熟的水性漆施工工艺少了色漆干燥环节。如将国外水性漆施工工艺 移植到国内，必须在现有基础上增加色漆烘箱，该项改造因其破坏原有系统平衡，需要从工艺环境和整个 自动输送系统进行改造，风险大投资高，时间长，通常已经投入使用的生产线无法中断几十天来进行改造。 其次，改造后，将打破原有的油性漆系统的施工条件，质量风险高，油性与水性施工无法共线生产
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术在油性生产线上引入两涂层水性系统。通过对基材火焰处理工序、涂装施工 工具(自动喷涂状况下的机器人)和油漆供应系统的改造，实施两涂层水性施工工艺， 一举解决水性涂料 替代油性涂料和三涂层向两涂层的优化，而无需重新构造新生产线，节省大量投资，产品在外观和性能上 符合世界知名高级汽车厂质量标准，同时在改造后，油性漆和水性漆能够实现共线生产，不影响现行油性 系统。附图说明图l是三喷两烘油性漆涂装工艺流程示意图，为典型的油性漆喷涂工艺，国内普遍使用； 图2是三喷三烘水性漆涂装工艺流程示意图，为典型的水性漆喷涂T艺，在欧洲等国家普遍使用； 图3是两喷两烘水性漆涂装丁艺流程示意图，为两涂层新技术；具体实施方式从工艺角度分析，需要解决如下技术难点1)基材前处理2)水性面漆与油性色漆隔离技术3)色漆漆膜干燥一、 基材前处理包括水洗干燥和火焰处理、静电除尘三个歩骤；水洗的目的是去除基材表面对漆膜的性能和外观造成 影响的油脂、垃圾、颗粒等污染物，油性漆和水性漆在这一点上是一致的。在高温油性漆体系， 一般不需 要火焰处理，但低温体系中火焰处理是必须的工序，用以提高基材表明能量从而增加漆膜附着力。为达到 质量要求，不同的涂料厂家对火焰处理有表面能参数要求，通常越高越好。相比油性漆和三涂层水性漆， 两层水性漆工艺对基材表面的清洁程度要求更苛刻，而不同的火焰处理工艺对基材附着力产生决定性影 响，经实验证明，表面能高的处理并不能在两层水性涂层工艺上取得预期的漆膜附着力。因此，水洗干燥 环节可通过采取适当的化学药品及严格的工艺控制来实现，后者则需要通过设备改造和实验验证。火焰处理工序首先是燃烧气体的稳定，需要将普通的城市用天然气能源更换为工业丙烷，纯度在95% 以上，因普通城市燃气的热值、成分比经常变动，含杂质较多，将导致火焰处理效果不稳定或是带来颗粒 污染。保证燃料稳定的前提下，在不同基材上进行火焰处理实验设计，按照汽车厂的质量标准，测试油漆 性能，比较实验结果，确定可以移植到产品的火焰参数，在产品上优化火焰处理路径。二、 水性漆和油性漆的彻底隔离在机器人自动喷涂生产线上，可使用如下较为经济的方法1) 水性油性喷涂运动部分使用同一台机器人2) 喷涂控制部分，完全独立。包括供漆系统、管路、喷涂控制系统、喷枪。 目前，ABB公司具有这项技术，能实现功能，同时油性、水性系统可以在线切换。三、色漆漆膜的干燥一般水性系统施工需要色漆漆膜在一定温度下流平，以达到漆膜干燥，避免清漆喷涂后发生縮孔。然4而油性漆在色漆和清漆之间是湿碰湿施工的，没有色漆干燥环节，这使得一般水性漆无法在油性漆系统上 施工。采用两层施工工艺后，即可利用底漆烘箱干燥色漆漆膜，温度从正常的底漆90度烘烤降低到60度， 即可保证色漆漆膜干燥，含水量少于10%，满足后道清漆喷涂的要求。四、小结通过上述措施，能够实现在油性自动喷涂生产线上实施水性色漆油性清漆施工工艺，总改造投资小、 风险小，可以在生产间隙时间进行，从根本上更加节能环保。权利要求1一种汽车塑料外饰件涂装施工工艺，在油性漆涂装生产线上，通过(1)水洗干燥环节工艺控制，(2)采用稳定的工业级丙烷(95％以上纯度)作为火焰处理燃料，并进行基材火焰处理实验设计，(3)对机器人进行油性/水性隔离共用系统改造，(4)对油性生产线的烘箱温度进行调整，实现两涂层涂装技术，同时原油性漆仍可正常生产。2.根据权利要求1所述涂装施工工艺，其特征为(l)无底漆(2)水性色漆直接在塑料基材上施工(3) 利用油性漆的底漆烘箱进行水性色漆的干燥(4)清漆仍采用油性漆工艺。全文摘要一种基于油性漆涂装生产线的汽车塑料外饰件水性漆两涂层涂装施工工艺，通过前处理环节工艺控制，采用稳定的工业级丙烷(95％以上纯度)作为火焰处理燃料并进行基材火焰处理实验设计，对机器人进行油性/水性隔离共用系统改造，对油性生产线的底漆烘箱温度进行调整，实现两涂层涂装技术；取消底漆喷涂，用水性色漆直接在塑料基材施工，清漆仍为油性漆工艺。在设备改造完成后，原油性漆仍可正常生产。文档编号B05D3/00GK101670332SQ20081001315公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月10日 优先权日2008年9月10日专利技术者鸣 董 申请人:沈阳名华模塑科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车塑料外饰件涂装施工工艺，在油性漆涂装生产线上，通过（１）水洗干燥环节工艺控制，（２）采用稳定的工业级丙烷（９５％以上纯度）作为火焰处理燃料，并进行基材火焰处理实验设计，（３）对机器人进行油性／水性隔离共用系统改造，（４）对油性生产线的烘箱温度进行调整，实现两涂层涂装技术，同时原油性漆仍可正常生产。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董鸣，
申请(专利权)人：沈阳名华模塑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]