谈辐射固化与汽车修补涂料下谈辐射固化与汽车修补涂料下汤俊业
2022-08-03 12:22:34 黑白娱乐网
谈辐射固化与汽车修补涂料(下),谈辐射固化与汽车修补涂料(下)
汽车修补漆是汽车涂料的重要组成部分。汽车金属部件特别是车身的金属底材一般采用阴极电泳漆或其他防锈漆，含有大量颜料和填加剂。当车身损坏需修补时，其底漆不可能使用电泳漆，也难以使用热固型涂料，室温固化涂料则需耗费太多时间光固化涂料作为修补漆，具有快干、高度交联、装饰性好等特点，非常具有吸引力。光固化涂料作为修补面漆中的透明涂层比较容易，但作为修补底漆和底色漆就比较困难了，光固化涂料要成为汽车修补漆需要克服许多困难。但经过努力，光固化修补涂料预计在实际中可得到使用。现在ICI已发展了一种光固化底漆——UVSpeedPrime，它采用常用于电子器件的树脂组分，由新的用于低能UV光的活性引发剂及特殊颜料组成，填加的颜料可满足抗腐蚀、硬度、消光及填孔等要求，但不影响光固化速度。和一般不透明底漆不同，该产品是透明的。该涂料易于涂布，容易打磨，并且使用安全，采用低能手持紫外光灯可在2分钟内固化，经处理和打磨后即可涂布面漆，整个修补过程快捷易行。该涂料的配方目前末见报道，但在设计光固化修补漆时，以下一些共性问题是肯定需要考虑并采取相应措施克服的： 引发剂、光源与颜料的匹配问题 由于在底色漆和底漆中加有颜料，颜料的吸光和散射作用可将有效的光线被屏蔽掉，光引发剂吸光受到很大影响，因而固化速度下降甚至失效。颜料对引发剂的屏蔽作用是光固化涂料难于克服的问题。但随着大量新光引发剂的出现，可以充分利用和颜料的透光窗口相匹配的引发剂。所谓透光窗口是指颜料吸收光谱中吸收最低的位置。不同颜料有不同的吸收光谱，透光窗口位置不同，大小也不同。一般着色颜料的透光能力从高到低顺序为：红色、黄色、蓝色、黑色。除引发剂和颜料配合外，要求光源发出的光要在窗口位置有高的强度。 深层固化问题 涂层厚度对固化速率影响很大，厚度增加，固化速率下降。其原因在于上层涂层对下涂层形成屏蔽。为此，除了使用混合引发剂、调节引发剂措施外，设计具有光漂白作用的引发剂十分重要。 双重混杂光固化的应用 含有颜料的光固化涂料往往表面可很快固化，但下层固化困难。另一方面，对于一些部件来说，无论如何设计固化装置和灯源，总有一些部位灯光不能达到或者光强不能满足要求，因此纯粹的光固化涂料不能满足这两种情况的要求。为了解决这一问题，发展了光固化与热固化混杂固化体系或称双重固化体系。混杂固化较纯粹热固化的优点是，一般混杂固化体系固化温度低、固化时间短；由于物件的大部分在光照时已实干，只有少许部位未干，因此可减少物件被沾污的可能性。 光老化问题 作为修补面漆，和一般面漆一样，需要提高防老化能力。尽管可以通过添加光稳定剂等抗老化剂改善涂膜的耐候性能，但光稳定剂的加入会影响光固化速度，这是一个难以解决的问题，是阻碍光固化清漆在汽车上使用的关键问题之一。近年来通过选用合适的引发剂及紫外光吸收剂等防老剂，打开了用于汽车面漆的道路。汽车透明清漆一般采用丙烯酸化聚氨酯光固化树脂，选用的光引发剂一般为BAPO等，同时在配方中加入紫外光吸收剂如HPT及采用受阻胺HALS为自由基去除剂，实验证明通过合适的组分调节，可以达到满意的固化速度及优良的耐候性。 三维光固化设备与技术 除了涂料本身要达到要求外，还需要有合适的涂装和固化设备，通常光固化涂料一般用于平面和简单形状器物的涂装。由于汽车部件形状各不相同，因此要求有符合三维涂装和固化的设备。不同形状和大小、角度、弯曲、边缘、凹凸情况的3D部件光固化时，需要有光投射到所有的表面上，且应有可靠和足够的能量。为此，需要采取一些措施：一是改善椭圆形灯罩形状，变化光的焦点，使它离灯面更远，聚焦面更宽，虽然这样会减少高辐照峰值，但可以使光的强度比较均匀，在离灯较远的地方也可以得到足够的辐照，同时又保持了聚集和发散光的优点，减少阴影出现；二是优化配方，涂料的光谱吸收要与灯的发射光谱相匹配；三是优化工艺条件，紫外光投射到物体的能量要与加工速度相匹配，涂料光敏性及涂层的厚度要优化，在较大光强度变化范围内都能使表面涂料彻底固化。当然，对于3D固化装置也有特殊要求，要根据物体大小和形状，物体是垂直的还是水平的，能否通过旋转使潜在的阴影部位得到照射等实际情况设计生产线。为了达到光固化能量要求与固化速度的调节等目的，将灯源装在机器人上是一个重要的方法。采用机器人有很多优点，许多固定灯源不能照射到的部分都可得到有效的照射。如前所述，在以玻璃钢为车身的涂布与光固化需要有大空间的三维涂布与固化装置，这是一个挑战。