汽車輪轂涂料的研制與應用

鮑磊

(中信戴卡股份有限公司， 河北 秦皇島 066011)

汽車輪轂涂料的研制與應用

鮑磊

(中信戴卡股份有限公司， 河北 秦皇島 066011)

汽車輪轂是汽車的重要部件，關系著汽車的運行安全，所以必須要保證汽車輪轂的質量。對于汽車輪轂來說，表面涂料是影響其質量和性能的關鍵。國外一些高檔汽車所用的輪轂涂料不但具有優(yōu)異的機械性能，同時對耐鹽霧性和耐候性等都具有很高的要求。而我國基于市場的要求，也不斷研發(fā)出了一些優(yōu)等的輪轂涂料，如罩光清漆和金屬閃光漆。本文便以汽車輪轂罩光清漆和金屬閃光漆為例，探討了這兩種涂料的配方設計和研制過程，以及相關材料因素對其性能的影響。

汽車輪轂；輪轂涂料；罩光清漆；金屬閃光漆；研制

0 引言

近年來，隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展及人們對汽車需求量的與日俱增，我國的汽車產(chǎn)銷量逐年增高，而與此同時，一些相關產(chǎn)業(yè)也展現(xiàn)出了非常旺盛的發(fā)展活力。作為汽車的重要配件，汽車輪轂就屬于汽車相關產(chǎn)品中發(fā)展前景非常大的一類配套產(chǎn)品。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會所給出的相關數(shù)據(jù)顯示，我國鋁輪轂年產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的三分之一。而超高的汽車輪轂產(chǎn)量，也意味著對汽車輪轂涂料的要求十分之高。好的汽車輪轂涂料，是保障輪轂質量和性能的關鍵。筆者以汽車輪轂罩光清漆和金屬閃光漆為例，對其研制與應用的相關問題進行了分析。

1 試驗部分

1.1 罩光清漆的研制

(1)原材料

汽車輪轂罩光清漆的研制主要需要應用到以下材料：氨基樹脂和丙烯酸樹脂、流平劑和紫外吸收劑以及相應溶劑。

(2)配方設計

罩光清漆的配方設計如下：氨基樹脂(規(guī)格阿克蘇138，質量分數(shù)20%-30%)、丙烯酸樹脂(規(guī)格WF-S7026，質量分數(shù)60%-75%)、流平劑(規(guī)格BYK-306，質量分數(shù)0.1%)、流平劑(規(guī)格WF-F377，質量分數(shù)0.5%)、紫外吸收劑(規(guī)格CIBAII30，質量分數(shù)0.5%-1.0%)、紫外吸收劑(規(guī)格CIBA292，質量分數(shù)0.5%-1.0%)、溶劑(質量分數(shù)5%-10%)。

(3)制漆工藝

將氨基樹脂和丙烯酸樹脂混合，在2000r/min的速度下進行攪拌，攪拌時間5-10 min；然后再以1000r/min的速度進行攪拌，同時一邊攪拌一邊加入流平劑和紫外吸收劑以及相應溶劑，并分散10-20min，以充分混合均勻。

(4)試板制備及性能指標

仔細打磨馬口鐵板，然后除銹除油，涂覆(20±3)μm干膜厚度的罩光清漆，在(140±2)℃的基材溫度下烘干20min。涂膜性能的檢測結果為60°，光澤測試結果110，對比樣漆100；鉛筆硬度測試結果2H，對比樣漆1H；耐沖擊性測試結果50cm，對比樣漆50cm；柔韌性測試結果1mm，對比樣漆1mm；劃格附著力測試結果0級，對比樣漆0級。

(5)氨基樹脂的影響

隨著氨基樹脂使用量的增加，漆膜硬度也會不斷提高、脆性則會不斷增大。只要氨基樹脂和丙烯酸樹脂搭配適宜，則可以達到較好的物化性能和施工性。試驗顯示，氨基樹脂和丙烯酸樹脂的最佳用量比為20-35：65-80。

(6)丙烯酸樹脂的選擇

所選用的丙烯酸樹脂具有耐候性好、干燥快、光澤高、豐滿度好及柔韌性好等優(yōu)點，因此十分適合作罩光清漆。其主要參數(shù)為：固體含量(70±2)%、羥基含量2.6%、酸值(7±2) (mgKOH·g-1)、粘度60-80s、色度≤1。

(7)流平劑的影響

汽車輪轂對于涂層外觀具有著十分之高的要求，尤其是涂料的流變性能。而為了更好地確保其流平性，并使流平性與成膜厚度和流掛之間保持良好的平衡，需要采用合適的流平劑。流平劑的檢測結果為：使用0.2%-0.3%時，外觀有輕微桔紋，清晰度一般，60°光澤為100；使用0.5%-0.6%時，外觀平整光滑，清晰度較好，60°光澤為110；使用0.8%以上時，外觀光滑，清晰度一般，60°光澤為105。

1.2 金屬閃光漆的研制

(1)原材料

汽車輪轂金屬閃光漆的研制主要需要應用到以下材料：氨基樹脂和丙烯酸樹脂、鋁漿、蠟液、醋酸丁酸纖維素、流平劑以及相應溶劑。

(2)配方設計

金屬閃光漆的配方設計如下：氨基樹脂(質量分數(shù)10%-15%)、丙烯酸樹脂(規(guī)格WF-S6030，質量分數(shù)30%-40%)、鋁漿(質量分數(shù)4%-8%)、蠟液(規(guī)格4200-10X，質量分數(shù)3%-10%)、醋酸丁酸纖維素(規(guī)格CAB-381-0.5，質量分數(shù)4%-10%)、分散劑(質量分數(shù)0.1%-0.2%)、流平劑(質量分數(shù)0.1%-0.2%)、溶劑(質量分數(shù)30%-45%)。

(3)制漆工藝

將蠟液和丙烯酸樹脂混合，在2000r/min的速度下進行攪拌，攪拌時間5-10 min；然后再以1000r/min的速度進行攪拌，同時一邊攪拌一邊加入氨基樹脂、醋酸丁酸纖維素、流平劑以及相應溶劑，并分散5-10min，以充分混合均勻。再把鋁漿置入溶劑中，并加入適量分散劑，攪拌均勻，浸泡10-15 min。最后再以500r/min的速度攪拌樹脂，同時加入鋁漿，分散10-20min，以充分混合均勻。

(4)試板制備及性能指標

仔細打磨馬口鐵板，然后除銹除油，涂覆(15±3)μm干膜厚度的金屬閃光漆，在(140±2)℃的基材溫度下烘干20min。涂膜性能的檢測結果為：60°光澤測試結果80，對比樣漆75；鉛筆硬度測試結果2H，對比樣漆1H；耐沖擊性測試結果50cm，對比樣漆50cm；柔韌性測試結果1mm，對比樣漆1mm；劃格附著力測試結果0級，對比樣漆0級。

(5)丙烯酸樹脂的選擇

所選用的丙烯酸樹脂具有柔韌性好、與底材附著力佳、與CAB-381-0.5相容性好等優(yōu)點，因此十分適合作金屬閃光漆。其主要參數(shù)為：固體含量(60±2)%、羥基含量3.0%、酸值(5±2)(mgKOH·g-1)、粘度60-70s、色度≤1。

(6)鋁粉顏料的影響

由于鋁粉顏料具有較好的防腐性能和裝飾功能，因此被廣泛應用于汽車、家電等領域。鋁粉顆粒直徑1-200μm，厚度0.1-0.2μm，呈微小鱗片狀。鋁粉乃片狀結構，對紫外線具有很好的反射性，對水、氣體及離子等也具有良好的屏障性，所以優(yōu)于一般色漆。形狀越圓、顆粒越粗的鋁粉顏料的反射光線比例越高；反之結構越不規(guī)則、顆粒越細的鋁粉顏料的散射光的比例則越高。

1.3 稀釋劑的配方設計

(1)罩光清漆稀釋劑的配方設計

罩光清漆稀釋劑的配方設計需要考慮四點問題：溶劑的溶解力、揮發(fā)速率、粘度和安全性、成本。根據(jù)這幾點要求，設計出如下配方：醋酸丁酯(質量分數(shù)25%-30%)、二甲苯(質量分數(shù)40%)、正丁醇(質量分數(shù)20%)、丙二醇甲醚醋酸酯(質量分數(shù)5%-10%)、S-100(質量分數(shù)5%-10%)、DBE(質量分數(shù)5%)。

(2)金屬閃光漆稀釋劑的配方設計

金屬閃光漆稀釋劑的配方設計同樣需要考慮上述四點問題，其設計配方如下：醋酸丁酯(質量分數(shù)40%-50%)、二甲苯(質量分數(shù)20%-30%)、正丁醇(質量分數(shù)10%-20%)、丙二醇甲醚醋酸酯(質量分數(shù)10%-20%)。

2 結語

汽車輪轂對涂料的要求十分嚴格，若想生產(chǎn)出優(yōu)質的汽車輪轂，必須要同時具備優(yōu)質的材料、綜合性能優(yōu)異的涂料以及合理的涂裝工藝。目前我國的生產(chǎn)廠家多使用的是國外汽車輪轂涂料產(chǎn)品，而國產(chǎn)品的質量仍舊有所不足，未來仍需繼續(xù)加強研究。

[1]王培明，陳偉娟，劉建穎，劉萍.汽車輪轂用低重金屬防腐涂料的研制[J].中國涂料，2013，(05):43-46.

[2]王軍，姜曉輝.汽車輪轂金屬閃光漆的研制與應用[J].涂料技術與文摘，2004，(01):16-19+6.

鮑磊(1983-)，男，本科，工程師，主要從事汽車輪轂涂裝噴涂的技術管理工作。