汽车车底用抗石击涂料的分析

随着交通运输的高速化,汽车速度大大提高,导致路面的沙石对汽车底板、轮罩及车身的下部冲击力显著增大,使涂层易受损坏而失去耐腐蚀能力。这直接影响着客车的使用性和乘坐性。为使客车具有良好的密封性(水密封、机械密封性)、防锈性、耐久性和舒适性,必须在车身底板、轮罩、车底板、下纵梁、挡泥板及车门踏板等的下表面进行特殊防护,这就需要在这些部位增涂1~2 mm 厚的耐磨涂层,也就是具有抗石击、防振、防声和防锈等功能的耐磨性优良的车底涂料。

1 沥青系列抗石击涂料
沥青系列抗石击涂料以沥青为主要成分,以石棉为填料配制成涂料。由于沥青的耐水、防腐蚀性强,石棉的耐热性优良,因此,在上世纪80- 90 年代,车底涂料一般采用的都是以沥青为主要成分,以石棉为填料配制成涂料。但是沥青系统抗石击涂料存在容易起泡、脆裂、石棉致癌等不少弊端,所以沥青系列防石击涂料已经不适合用作车底涂料,虽然有的客车厂还在使用,但是随着水
性环保材料的开发和应用,将会慢慢消失。

2 PVC 系列抗石击涂料
PVC 抗石击车底涂料也称为聚氯乙烯涂料,它是由聚氯乙烯树脂和增塑剂、填充料及颜料、附着力促进剂、稳定剂等添加剂混合而成的高固体份、无溶剂型涂料,是一种固体份可达95%以上(挥发物小于5%)的粘稠膏状物质。PVC抗石击车底涂料属于单组份、加热熔融塑化型制品,需在一定烘烤温度下,经一定时间熔融塑化(≥140℃×30min),熔融塑化后的胶膜具有柔韧性好、附着力强、耐磨耗、耐冲击、耐低温、耐腐蚀性、隔音性好等性能[1- 2]。
2.1 物化性能
国内外常用车底用PVC 涂料的性能见表1。
表1 国内外常用车底用PVC 涂料的性能

2.2 特点和使用方法
1)PVC 抗石击车底涂料产品适用于涂覆在涂有电泳漆或防锈漆的钢铁工件表面。
2)PVC 抗石击车底涂料可用高压无气喷涂机施工,喷涂机压力比宜在1:30~1:45 之间;也可刮涂或刷涂,喷涂层在1~2 mm。
3)PVC 密封材料的固化机理:PVC 抗石击车底涂料主要成分聚氯乙烯,塑料溶胶在40~80℃场合下就产生缓慢的反应(聚氯乙烯树脂吸取增塑剂,产生膨润),在80℃以上膨润急速进行,完全固化需要140℃×30min。因此,涂膜需经140℃以上烘烤温度、历时30 min使之充分塑化,才能使性能达到最佳状态[3- 4]。
2.3 优缺点
PVC 抗石击车底涂料是一种优良的车底涂料,虽然耐蚀性相对沥青系列抗石击涂料来说劣一些,但是也有不少的优点:
1)耐崩裂性优,涂布膜厚可比沥青质系减薄30%左右,涂膜物理性能高,与电泳涂膜的结合力高,使车底涂层的耐久性得到飞跃式的提升,确保有高防锈力。
2)与中涂的配套性(结合力)良好,扩大使用到车体外板下部,减低车体下部的击伤缺陷。
3)有机溶剂含量很少,其中不挥发份高达95%~99%,比较环保。
由于PVC 必须在140℃×30 min 才能完全固化,对于轿车和小型客车比较合适;而相对大型客车来说,就不太适用,因为大型客车的涂装都是采用的低温工艺。

3 水性系列抗石击涂料
F- 205- 1 防腐底盘胶是一种采用多种高分子水性树脂复配而成的专门用于汽车底部、轮罩等部位的抗冲击防腐涂料,适用于各种车辆底部及易受冲击部位。该胶是黑色膏状物,具有稳定的物理、化学性质,对日常的酸碱物质无敏感应,不含有毒和有机溶剂。在施工时,无任何毒气排放,无“三废”,无异味,无腐蚀性,安全性能可靠。干固后成为封闭微孔的黑色固体,孔隙结构发达,具有强度高、不变形、不粉化、不剥落、不燃烧的特点[5]。
3.1 物化性能
水性系列抗石击涂料的技术要求及检测方法如表2 所示。

3.2 产品特点
水性系列抗石击涂料是世界涂料发展的趋势,国内也有不少厂家生产,如我公司使用的F- 205- 1 防腐底盘胶就是一种水性的防石击涂料,但在性能方面,与PVC相比,还有一定的差距。主要在耐腐蚀性、抗冲击上需要提高,但是它的阻尼性能和自干或低温烘烤的性能比较适合作为大型客车的车底涂料。与沥青系列防石击涂料相比,在耐腐蚀性上还需要提高,但是它不含挥发性溶剂,比较环保,适应世界低碳的发展趋势。特别是最近PPG 公司新开发的Corashield 车底涂料,是一种性能优良的水性系列抗石击涂料,它具有以下特点:
1)优良的抗石击、抗剥落、防划痕及防锈蚀性能。
2)性价比高。
3)不含任何挥发性有机化合物;无有毒大气污染物排放。
4)轻盈、抗流挂———湿膜厚度可达1 mm,而不会出现流挂或滴落状况。
因此,像Corashield 涂料一样优良性能的水性抗石击涂料,有着一个前景广阔的使用市场[6- 8]。
3.3 优点与使用方法
1)快速干固。在常温环境下自交联,能迅速干固。喷涂1 mm 厚度的涂层,20℃时表干时间不超过1 h,实干时间不超过10 h。60~80℃温度烘烤1 mm涂层,干固时间不超过40 min。
2)附着力强。干固后用锐器很难从基板上剥离。国标(拉开法)测定其附着力大于0.6 MPa。
3)柔韧性好。干固后具有极好的柔韧性,φ50 mm弯曲不开裂、不剥落。
4)强度好,抗冲击性强。标准冲击器50 cm 冲击不开裂、不剥落。
5)耐水性好。长期浸泡水中不剥离、不起泡、不脱落。
6)耐腐蚀、防护性能好。干固物在10%的H2SO4/H2O、10%的NaOH/H2O 中浸泡24 h 不起泡、不开裂;耐盐雾试验120 h 不起泡、不开裂。
7)优异的阻尼效果。经同济大学声学所检测,复合损耗因数达0.04η。
8)无腐蚀性,阻燃性好,使用安全。无有毒、有害溶剂,无有害挥发成分。
9)工艺性好,使用方便。使用时不受环境和工艺设备限制,省时,节能,无污染。使用重庆长江机械厂生产的GPQ18C(GPQ18CS)型、GN- 3A型高粘度喷涂机一次性喷涂即可完成作业。喷涂器械用清水洗涤即可保证洗净。

4 结束语
在世界低碳经济的大潮下、绿色交通理念的影响下,低温水性抗石击涂料将越来越受到各大客车厂的青睐。

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