專利名稱：基于油性漆涂裝生產線的汽車塑料外飾件水性漆兩涂層涂裝工藝的制作方法
技術領域：
本技術適用于轎車塑料外飾件，諸如保險杠、門檻、輪罩等，尤其是轎車保險杠的涂裝施丄。
背景技術：
國內外汽車廠像通用、奔馳、寶馬、大眾、華晨、現代對于轎車彩色外飾件有不同的質量標準，這 些標準土要在彩色漆膜的附著力、耐蝕、耐氣候、冷熱交變、潮濕、石沖擊等性能方面和色差、光澤等外 觀方面存在一些差異。為滿足汽車廠的質量標準，目前國內轎車外飾件廠家的涂裝生產線均采用三涂層油 性漆涂裝工S生產各類彩色保險杠，油性漆是指以溶劑為主要載體的涂料，有些是機器人噴涂，有些則是 人工噴涂。三涂層是指在成型的塑料基材上進行底漆、色漆和淸漆二遍噴涂，如圖1所示。底漆主要作用 是保證塑料基材和油漆之間的附著力，色漆則是形成汽車廠要求的顏色，清漆用于滿足漆膜的各項性能和
外觀。通常油性漆涂裝r藝乂區分為低溫和高溫兩個體系，依據最后一道清漆烘烤環節采用高溫(120攝
氏度以上)或是低溫(80攝氏度到90攝氏度之間)烘烤干燥。按照烘烤次數來分，又可分為三噴兩烘和 三噴一烘(即濕碰濕)兩種施工工藝。其中濕碰濕工藝因省了一道底漆烘烤，將節省能源消耗；而低溫體
系又較高溫體系節省能源。盡管從高溫到低溫體系，從三噴兩烘到二噴一烘體系有了一些進步，然而并沒 有從根本上解決能源消耗和油性漆施工有害物排放的問題。在能源消耗方面主要來自兩方面， 一是生產過 程中能源的消耗，如烘烤等。—是處理有害排放物的能源消耗(廢氣通常使用燃燒方式)。
在國外，為減少有害氣體排放，大多數轎車外飾件廠家從上世紀90年代就在底漆和色漆上用水性漆 取代溶劑油漆，清漆W其特殊的用途和汽車廠的質量要求，則一直使用油性漆，工藝流程示意如圖2;為 相同的目的，也有使用粉末型涂料，其他技術進步在此基礎上進打。在近兩年一些油漆廠家致力于開發適 合兩涂層的油漆，即取消底漆，僅噴涂水性面漆和油性清漆，而達到汽車廠的質量標準，如圖3所示，此 技術的應用尚在嘗試階段。
面對日益緊迫的環保和節能要求，水性漆在轎車塑料涂裝領域的應用是必然趨勢。然而水性漆與油性 漆的施工工藝條件有很大的區別， 一條量產的自動涂裝線動則數千萬甚至上億，彩色保險杠涂裝業在國內 發展的時間尚短，生產線的更新換代還需要很長的時間。
撇開水性漆和油性漆施工環境和各工藝段產品控制特性的區別，僅從圖2與圖1的可以看出，目前國 內應用成熟的油性漆施工工藝較國際成熟的水性漆施工工藝少了色漆干燥環節。如將國外水性漆施工工藝 移植到國內，必須在現有基礎上增加色漆烘箱，該項改造因其破壞原有系統平衡，需要從工藝環境和整個 自動輸送系統進行改造，風險大投資高，時間長，通常已經投入使用的生產線無法中斷幾十天來進行改造。 其次，改造后，將打破原有的油性漆系統的施工條件，質量風險高，油性與水性施工無法共線生產
發明內容
為解決上述問題，本發明在油性生產線上引入兩涂層水性系統。通過對基材火焰處理工序、涂裝施工 工具(自動噴涂狀況下的機器人)和油漆供應系統的改造，實施兩涂層水性施工工藝， 一舉解決水性涂料 替代油性涂料和三涂層向兩涂層的優化，而無需重新構造新生產線，節省大量投資，產品在外觀和性能上 符合世界知名高級汽車廠質量標準，同時在改造后，油性漆和水性漆能夠實現共線生產，不影響現行油性 系統。
圖l是三噴兩烘油性漆涂裝工藝流程示意圖，為典型的油性漆噴涂工藝，國內普遍使用； 圖2是三噴三烘水性漆涂裝工藝流程示意圖，為典型的水性漆噴涂T藝，在歐洲等國家普遍使用； 圖3是兩噴兩烘水性漆涂裝丁藝流程示意圖，為兩涂層新技術；具體實施方式
從工藝角度分析，需要解決如下技術難點1)基材前處理2)水性面漆與油性色漆隔離技術3)色漆漆膜干燥一、 基材前處理包括水洗干燥和火焰處理、靜電除塵三個歩驟；水洗的目的是去除基材表面對漆膜的性能和外觀造成 影響的油脂、垃圾、顆粒等污染物，油性漆和水性漆在這一點上是一致的。在高溫油性漆體系， 一般不需 要火焰處理，但低溫體系中火焰處理是必須的工序，用以提高基材表明能量從而增加漆膜附著力。為達到 質量要求，不同的涂料廠家對火焰處理有表面能參數要求，通常越高越好。相比油性漆和三涂層水性漆， 兩層水性漆工藝對基材表面的清潔程度要求更苛刻，而不同的火焰處理工藝對基材附著力產生決定性影 響，經實驗證明，表面能高的處理并不能在兩層水性涂層工藝上取得預期的漆膜附著力。因此，水洗干燥 環節可通過采取適當的化學藥品及嚴格的工藝控制來實現，后者則需要通過設備改造和實驗驗證。火焰處理工序首先是燃燒氣體的穩定，需要將普通的城市用天然氣能源更換為工業丙烷，純度在95% 以上，因普通城市燃氣的熱值、成分比經常變動，含雜質較多，將導致火焰處理效果不穩定或是帶來顆粒 污染。保證燃料穩定的前提下，在不同基材上進行火焰處理實驗設計，按照汽車廠的質量標準，測試油漆 性能，比較實驗結果，確定可以移植到產品的火焰參數，在產品上優化火焰處理路徑。二、 水性漆和油性漆的徹底隔離在機器人自動噴涂生產線上，可使用如下較為經濟的方法1) 水性油性噴涂運動部分使用同一臺機器人2) 噴涂控制部分，完全獨立。包括供漆系統、管路、噴涂控制系統、噴槍。 目前，ABB公司具有這項技術，能實現功能，同時油性、水性系統可以在線切換。三、色漆漆膜的干燥一般水性系統施工需要色漆漆膜在一定溫度下流平，以達到漆膜干燥，避免清漆噴涂后發生縮孔。然4而油性漆在色漆和清漆之間是濕碰濕施工的，沒有色漆干燥環節，這使得一般水性漆無法在油性漆系統上 施工。采用兩層施工工藝后，即可利用底漆烘箱干燥色漆漆膜，溫度從正常的底漆90度烘烤降低到60度， 即可保證色漆漆膜干燥，含水量少于10%，滿足后道清漆噴涂的要求。四、小結通過上述措施，能夠實現在油性自動噴涂生產線上實施水性色漆油性清漆施工工藝，總改造投資小、 風險小，可以在生產間隙時間進行，從根本上更加節能環保。
權利要求
1一種汽車塑料外飾件涂裝施工工藝，在油性漆涂裝生產線上，通過(1)水洗干燥環節工藝控制，(2)采用穩定的工業級丙烷(95％以上純度)作為火焰處理燃料，并進行基材火焰處理實驗設計，(3)對機器人進行油性/水性隔離共用系統改造，(4)對油性生產線的烘箱溫度進行調整，實現兩涂層涂裝技術，同時原油性漆仍可正常生產。
2.根據權利要求1所述涂裝施工工藝，其特征為(l)無底漆(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進行水性色漆的干燥(4)清漆仍采用油性漆工藝。
全文摘要
一種基于油性漆涂裝生產線的汽車塑料外飾件水性漆兩涂層涂裝施工工藝，通過前處理環節工藝控制，采用穩定的工業級丙烷(95％以上純度)作為火焰處理燃料并進行基材火焰處理實驗設計，對機器人進行油性/水性隔離共用系統改造，對油性生產線的底漆烘箱溫度進行調整，實現兩涂層涂裝技術；取消底漆噴涂，用水性色漆直接在塑料基材施工，清漆仍為油性漆工藝。在設備改造完成后，原油性漆仍可正常生產。
文檔編號B05D3/00GK101670332SQ20081001315
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月10日 優先權日2008年9月10日
發明者鳴 董 申請人:沈陽名華模塑科技有限公司