1. Рисование
Определение: Покраска — это общий термин для обозначения операций, выполняемых для образования защитной пленки с использованием краски с целью покрытия поверхности объекта для защиты, эстетических целей и т. д.
- Назначение: Цель покраски заключается не только в эстетике, но и в защите и, следовательно, улучшении качества продукции.
1) Защита: Большинство основных материалов, из которых состоят автомобили, — это стальные листы, и когда кузов автомобиля покрыт сталью, она вступает в реакцию с влагой или кислородом в воздухе, вызывая образование ржавчины. Главная цель покраски — защитить объект, предотвратив образование ржавчины.
2) Эстетика: Форма автомобиля включает в себя несколько типов поверхностей и линий, таких как трехмерные поверхности, плоские поверхности, изогнутые поверхности, прямые линии и кривые. Окраска такого сложного объекта создает ощущение цвета, соответствующего форме автомобиля, и одновременно улучшает его эстетику.
3) Повышение рыночной привлекательности: В настоящее время на рынке представлено множество различных типов автомобилей, но среди них, при сравнении автомобилей с единой формой и одинаковыми функциями, например, двухцветной окраски, стоимость повышается. Таким образом, одной из целей является попытка повысить ценность продукта за счет покраски. Кроме того, в связи с недавними быстрыми изменениями окружающей среды требуется повышенная износостойкость кузова автомобилей. Например, растет спрос на функциональные краски, предотвращающие повреждение защитного покрытия кислотными дождями и ухудшение первоначального блеска из-за воздействия щеток автоматических автомоек, что повышает рыночную привлекательность.В зависимости от требований к качеству покрытия используются как автоматическая, так и ручная покраска.
2. Состав краскиСостав краски: Краска представляет собой вязкую жидкость, в которой три компонента — пигмент, смола и растворитель — равномерно смешаны (диспергированы).
- Пигмент: цветной порошок, не растворяющийся в растворителях или воде. Отличие от красителей в том, что он диспергирован в виде частиц, нерастворимых в воде или растворителях. Размер частиц варьируется от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров. Кроме того, существуют различные формы, такие как круглая, палочкообразная, игольчатая и чешуйчатая. Это порошок, который придает цвет (красящую способность) и укрывистость (способность покрывать и скрывать поверхность объекта, делая его непрозрачным) лакокрасочному покрытию. Существует два типа: неорганические и органические пигменты. Пигменты, используемые для полировки и наполнения, применяются для улучшения тактильных ощущений. Бесцветные и прозрачные краски называются прозрачными, когда пигменты исключены из компонентов, составляющих краску.
Он используется для придания пленочному покрытию большего блеска.
1) Функция пигмента
* Цветовые пигменты: придают цвет, обеспечивают укрывистость.
Неорганические пигменты: это в основном природные пигменты, такие как белый, желтый и красновато-коричневый. Это соединения металлов, такие как цинк, титан, свинец, железо, медь и т. д. В целом, они обладают отличной атмосферостойкостью и термостойкостью, а также хорошими укрывающими свойствами, но по яркости цвета уступают органическим пигментам. В качестве автомобильной краски не используются одни только неорганические пигменты. Кроме того, с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды, пигменты, содержащие вредные тяжелые металлы, такие как кадмий и хром, в настоящее время не используются.
Органический пигмент: производится органическим синтезом путем периодической химической реакции и представляет собой вещество, состоящее из соединения металла или находящееся в природе в том виде, в каком оно есть. В целом, укрывистость у него не очень хорошая, но поскольку получается чистый цвет, он широко используется для ярких однотонных, металлизированных и слюдяных красок, например, для наружных работ автомобилей.
* Антикоррозийный пигмент: предотвращение образования ржавчины
* Пигмент-наполнитель: позволяет получить твердое покрытие, предотвращающее его разрушение и повышающее долговечность.
- Смола: прозрачная жидкость, которая соединяет пигмент и придает покрытию блеск, твердость и адгезию. Другое название — связующее вещество. Свойства высыхания и долговечность покрытия в значительной степени зависят от свойств смолы.
1) Натуральная смола: в основном извлекается или выделяется из растений и используется для производства красок, таких как лаки на масляной основе, обычные лаки и эмали.
2) Синтетическая смола: это общее название для смол, синтезируемых посредством химических реакций из различных химических сырьевых материалов. Это органическое соединение с очень большой молекулярной массой по сравнению с природными смолами. Кроме того, синтетические смолы делятся на термопластичные смолы (размягчаются и плавятся при нагревании) и термореактивные смолы (затвердевают в результате химической реакции при нагревании и не размягчаются и не плавятся даже при повторном нагревании после охлаждения).
- Растворитель: это прозрачная жидкость, которая плавит смолу, благодаря чему пигмент и смола легко смешиваются. После нанесения краски он испаряется, как разбавитель, и не остается на пленке покрытия.
Cживопись ар
1. Обзор и определение красокС точки зрения обеспечения «антикоррозийных» и «эстетических свойств», автомобильные краски сыграли важную роль в повышении конкурентоспособности автомобилей благодаря применению новейших технологий того времени. В следующих категориях качественных изделий краски и системы покрытий разработаны для достижения этих качеств покрытия наиболее экономичным способом.
Краски, как правило, текучие и обладают свойством наноситься на поверхность покрываемого объекта, образуя сплошную пленку (покрытие) в процессе сушки и отверждения. В соответствии с физико-химическими свойствами образующейся таким образом пленки, покрываемому объекту придается «антикоррозионное» и «пластичное» покрытие.
2. Процесс покраски автомобилейДля достижения наилучшего экономичного качества покрытия целевого автомобиля, устанавливаются технологический процесс и технические характеристики покрытия, и каждому важному параметру покрытия, полученному на каждом этапе, присваивается соответствующее качество. Кроме того, поскольку характеристики покрытия зависят от качества обработки, краска, используемая на каждом этапе, разрабатывается таким образом, чтобы с учетом условий процесса максимально эффективно выполнять назначенную основную функцию.В покрасочном цехе строго контролируется процесс нанесения покрытия.
Описанный выше процесс представляет собой трехслойную или четырехслойную систему нанесения покрытия, наиболее часто используемую для покрытия наружных панелей автомобилей. Пленка покрытия, образующаяся в каждом из этих процессов, выполняет функции, которые будут описаны далее, и определяет качество покрытия автомобилей как комплексной системы. В грузовых автомобилях и легковых машинах в некоторых случаях используется двухслойная система нанесения покрытия, в которой промежуточный этап исключен. Также в автомобилях высокого класса можно добиться лучшего качества, нанося промежуточный или верхний слой дважды.
Кроме того, недавно был изучен и применен процесс снижения стоимости нанесения покрытия за счет интеграции процессов нанесения среднего и верхнего слоев покрытия.
- Процесс обработки поверхности: он улучшает защиту от ржавчины за счет подавления коррозионной реакции металла и усиления адгезии между подслоем (электроосажденной пленкой) и материалом (подложкой). В настоящее время основным компонентом пленки является фосфат цинка, а метод погружения является распространенным, поскольку он позволяет эффективно обрабатывать детали со сложной структурой. В частности, при катионном электроосаждении в покрытие добавляют металлы, такие как Fe, Ni и Mn, помимо Zn, для дальнейшего повышения коррозионной стойкости.
- Электроосажденное покрытие (электроосажденная грунтовка катионного типа): Антикоррозийное покрытие в основном выполняет функцию защиты от ржавчины. Помимо превосходных антикоррозийных свойств, катионная электроосажденная краска на основе эпоксидной смолы обладает следующими преимуществами в автомобильной антикоррозийной обработке днища: ① Отсутствие вымывания обработанной фосфатом цинка пленки в процессе электроосаждения. ② Ингибирующее действие на коррозионную реакцию благодаря щелочности структуры смолы. ③ Превосходные антикоррозийные свойства благодаря сохранению адгезии за счет высокой щелочестойкости эпоксидной смолы.
1) Преимущества катионного электроосаждения
* Даже сложные формы могут быть покрыты пленкой равномерной толщины.
* Отличное проникновение внутрь сложных деталей и соединений.
* Автоматическая покраска
* Простота обслуживания и управления линией.
* Хорошая обрабатываемость при покраске.
* Может применяться система промывки водой с замкнутым циклом ультрафильтрации (меньше потерь краски и меньшее загрязнение сточных вод).
* Низкое содержание растворителей и низкий уровень загрязнения воздуха.
* Это краска на водной основе, и риск возгорания невелик.
2) Катионная электроосажденная краска: как правило, это полиаминосмола, получаемая путем добавления первичных и четвертичных аминов к эпоксидной смоле. Она нейтрализуется кислотой (уксусной кислотой) для обеспечения водорастворимости. Кроме того, метод отверждения пленочного покрытия представляет собой реакцию сшивания уретана с использованием блокированного изоцианата в качестве отверждающего агента.
3) Улучшение характеристик электроосажденной краски: Она широко используется во всем мире в качестве грунтовки для автомобилей, но исследования и разработки продолжают совершенствовать не только антикоррозионные свойства всего автомобиля, но и качество отделки.
* Функция предотвращения коррозии/защитный слой
Вперед. Абсолютно превосходное покрытие, устойчивость к проникновению в швы, устойчивость к сколам.
Вы. Устойчивость листовой стали к коррозии (водостойкость, устойчивость к вращению).
низкотемпературная закалка (улучшенная коррозионная стойкость деталей, прикрепленных к резине, и т. д.)
* Косметическая функциядекоративный
Свойства покрытия шероховатости стальной пластины (способствует улучшению гладкости и блеска и т. д.)
Вы. Устойчивость к пожелтению (предотвращение пожелтения белого верхнего слоя шерсти)
- Промежуточный слой: Промежуточный слой играет вспомогательную роль, максимально усиливая антикоррозионную функцию грунтовки (электроосаждение) и штукатурную функцию финишного слоя, а также улучшает качество всей лакокрасочной системы. Кроме того, процесс нанесения промежуточного слоя способствует снижению дефектов покрытия, поскольку в некоторой степени скрывает неизбежные дефекты грунтовки (царапины, прилипание пыли и т. д.) в процессе фактической покраски.
Промежуточная краска — это тип краски, в которой в качестве основной смолы используется безмасляная полиэфирная смола, которая отверждается при нагревании путем добавления меламиновой смолы, а в последнее время и уретана (Bl). В последнее время, для повышения устойчивости к сколам, в процессе предварительной обработки иногда наносят грунтовку от сколов методом «мокрое по мокрому».
1) Долговечность промежуточного слоя
* Водостойкость: низкая впитываемость и предотвращает образование волдырей.
* Устойчивость к сколам: поглощает энергию удара при броске камня, уменьшает повреждение защитного покрытия, что снижает уровень шума и предотвращает образование коррозий.
* Устойчивость к погодным условиям: Меньшее разрушение под воздействием УФ-лучей и предотвращение отслаивания верхнего слоя покрытия при воздействии внешней среды.
2) Штукатурная функция промежуточного слоя
* Свойство грунтовки: Способствует выравниванию поверхности готового наружного покрытия, покрывая шероховатости электроосажденного покрытия.
* Устойчивость к растворителям: За счет подавления набухания и растворения промежуточного слоя по отношению к растворителю верхнего слоя достигается высокое качество контрастного изображения.
* Коррекция цвета: Средний слой шерсти обычно серый, но в последнее время стало возможным нанесение верхнего слоя с низкой укрывистостью путем его окрашивания (закрепитель цвета).
3) Промежуточная краска
*Требования к качеству промежуточного покрытия: устойчивость к сколам, укрывистость основания, адгезия к электроосажденной пленке, гладкость, отсутствие потери света, адгезия к верхнему слою, устойчивость к ухудшению качества из-за воздействия света.
- Верхнее покрытие: Главная функция верхнего покрытия — обеспечение эстетических свойств, а также защита и поддержание внешнего вида автомобиля. К качественным характеристикам относятся цвет, гладкость поверхности, блеск и качество изображения (способность четко отображать изображение объекта в пленочном покрытии). Кроме того, верхнее покрытие должно обеспечивать защиту и поддержание эстетики автомобиля в течение длительного времени.
- Верхнее покрытие: Главная функция верхнего покрытия — обеспечение эстетических свойств, а также защита и поддержание внешнего вида автомобиля. К качественным характеристикам относятся цвет, гладкость поверхности, блеск и качество изображения (способность четко отображать изображение объекта в пленочном покрытии). Кроме того, верхнее покрытие должно обеспечивать защиту и поддержание эстетики автомобиля в течение длительного времени.
1) Финишное покрытие: Цвета классифицируются в зависимости от пигментной основы краски и в основном делятся на цвета слюды, металлизированные цвета и однотонные цвета в зависимости от того, используются ли хлопьевидные пигменты, такие как хлопья алюминиевого порошка.
* Качество внешнего вида: гладкость, блеск, яркость, ощущение поверхности
* Долговечность: сохранение блеска и защита, изменение цвета, выцветание
* Адгезия: Адгезия при повторном нанесении покрытия, двухцветная адгезия, адгезия со средой.
* Устойчивость к растворителям
* Химическая стойкость
* Функциональные качества: устойчивость к мойке автомобиля, устойчивость к кислотным дождям, устойчивость к сколам.
2) Экологически чистая краска
* Краска с высоким содержанием твердых веществ: Это краска с высоким содержанием твердых веществ, соответствующая нормам по содержанию летучих органических соединений (ЛОС) и отличающаяся сниженным количеством используемых органических растворителей. Она характеризуется превосходным ощущением поверхности и использованием низкомолекулярной смолы.
* Краска на водной основе (Water Bome Type): Это краска, в которой минимизировано количество используемых органических растворителей, а в качестве разбавителя используется вода (чистая вода). Характерной особенностью является необходимость предварительного нагрева (IR_Preheat) для испарения воды в процессе покраски, что требует модернизации оборудования, а также использования электродного метода распыления для красок на водной основе.
3) Функциональная краска
* CCS (Complex Crosslinking System, complex crosslinking type paint): это тип уретановой (изоцианатной) или силановой смолы, в которой заменяется часть меламиновой смолы, уязвимой к кислотным дождям в акрилово-меламиновой смоле, что улучшает кислотостойкость и устойчивость к царапинам.
* NCS (Новая система сшивания, новый тип краски со сшиванием): краска на немеламиновой основе, изготовленная методом кислотно-эпоксидного отверждения на акриловой смоле. Обладает превосходной кислотостойкостью, устойчивостью к царапинам и пятнам.
- Работоспособность финишного покрытия: Для экономичного получения хорошей воспроизводимости целевого финишного покрытия крайне важна хорошая обрабатываемость краски (распыление, текучесть, образование микропор, гладкость и т. д.). Для этого важно регулировать вязкость в процессе многослойного формирования от нанесения до спекания и отверждения. Важными факторами также являются условия окружающей среды, такие как температура, влажность и скорость ветра в покрасочной камере.
1) Вязкость смолы: молекулярная масса, совместимость (параметр растворимости: значение SP)
2) Пигмент: маслопоглощение, концентрация пигмента (PWC), размер диспергированных частиц.
3) Добавки: вязкостный агент, выравнивающий агент, пеногаситель, ингибитор цветоделения и т. д.
4) Скорость отверждения: концентрация функциональных групп в базовой смоле, реакционная способность сшивающего агента.
Кроме того, толщина пленочного покрытия оказывает большое влияние на конечный внешний вид финишного слоя. В последнее время структурный вязкостный агент, такой как микрогель, позволяет добиться как текучести, так и выравнивающих свойств, а толстая пленка покрытия улучшает конечный внешний вид.
- Устойчивость верхнего покрытия к атмосферным воздействиям: Несмотря на то, что автомобили подвергаются воздействию различных условий окружающей среды, верхнее покрытие испытывает воздействие света, воды, кислорода, тепла и т. д. В результате возникает ряд неблагоприятных явлений, ухудшающих внешний вид.
1) Оптические явления
* Снижение блеска: ухудшается гладкость поверхности покрытия, увеличивается рассеянное отражение света от поверхности. Важен состав смолы, но также влияет и пигмент.
* Изменение цвета: Цветовой тон исходного покрытия меняется в зависимости от старения пигмента или смолы в пленочном покрытии. Для автомобильной промышленности следует выбирать наиболее атмосферостойкий пигмент.
2) механические явления
* Трещины: Трещины возникают в поверхностном слое покрытия или во всем покрытии в результате изменений физических свойств покрытия вследствие фотоокисления или гидролиза (снижение удлинения, адгезии и т. д.) и внутренних напряжений. В частности, они чаще всего возникают в прозрачных металлических покрытиях, и помимо корректировки физических свойств покрытия путем изменения состава акриловой смолы и корректировки физических свойств покрытия, эффективным является применение поглотителя ультрафиолетового излучения и антиоксиданта.
* Отслаивание: Частичное отслаивание защитной пленки происходит из-за снижения ее адгезии или реологических свойств, а также под действием внешних сил, таких как брызги или вибрация камней.
3) химическое явление
* Загрязнение пятнами: Если на поверхность защитного покрытия попадут сажа, трупы насекомых или кислотные дожди, деталь окрасится в пятна. Необходимо нанести устойчивый к царапинам и щелочам пигмент и смолу. Одна из причин нанесения прозрачного покрытия на металлизированную поверхность — защита алюминиевого порошка.
- Будущие вызовы в области защитных покрытий: Эстетика и дизайн приобретают все большее значение для улучшения коммерческих характеристик автомобилей. В условиях растущего спроса и изменений в материалах, таких как пластмассы, необходимо также учитывать социальные требования, например, ухудшение условий эксплуатации автомобилей и снижение загрязнения воздуха. В этих условиях рассматриваются различные варианты защитных покрытий для автомобилей будущего.
Давайте подробнее рассмотрим типичные процессы автомобильной покраски и выясним, где тепло- и массоперенос играют важную роль. Общий процесс покраски автомобилей выглядит следующим образом.
① Предварительная обработка
② Электроосаждение (подложка)
③ Покраска герметиком
④ Грунтовочное покрытие
⑤ роспись по воску
⑥ Противосколовая грунтовка
⑦ Грунтовка
⑧ Верхнее покрытие
⑨ Удаление дефектов и полировка
Процесс производства автомобиля занимает около 20 часов, из которых 10 часов, то есть половина, уходит примерно на 10 часов на описанные выше процессы. Среди них наиболее значимыми и важными являются предварительная обработка, электроосаждение (подложка), грунтование и финишное покрытие. Давайте рассмотрим эти процессы подробнее.
Дата публикации: 08.11.2022
