水性(2K)丙烯酸聚氨酯：汽车漆系列产品及施工方法-北京钰林化工有限公司

图一、公交车辆OEM原厂漆施工流程
喷涂前清洁处理 金属表面除油、脱脂、打磨、除 锈，按ISO8504:1992进行评估处 理，如有油脂，应用溶剂清洗至 SSPC—SPI标准，底材粗糙度＞ 20u 水性（2K）丙烯酸聚氨酯防锈底漆 喷涂水性底漆（喷枪口径：1.8-2.0㎜， 气压6-8㎏/厘米2，喷枪距离15-20㎜， 环境温度15-35℃，湿度10-80％）膜厚 40-60u→70℃1h烘干→100目粗砂纸干 磨，粗糙度10-20u→吹净 原子灰修整刮涂第一道→修整→刮涂 第二道→100目粗砂纸干磨→刮涂第 三道→400目水砂纸精磨，粗糙度1020u（腻子最终厚度≤2㎜）→吹净 烘干
2.1 树脂体系的选择 国内外钢结构防腐涂料，通常采用水性丙烯酸改性醇酸、水性环 氧底漆二大系列，针对国内客车涂装工艺要求，将可供选择的树 脂体系平行对比，试验结果如表一所示： 表一
类别 水性丙烯酸 改性醇酸底漆 水性（2K） 环氧底漆 水性（2K） 丙烯酸聚氨酯 底漆 干燥条件 70℃烘干2h
三种树脂体系工艺性能对比
5、施工技术
水性漆的施工方法与溶剂型漆差异很大。由于水的基本特性就是： 表面张力大、热容量大、蒸发热高、挥发率低，因此施工过程中容 易出现如下各种弊病： ①立面喷涂易流挂， ②对底材湿润性差，桔皮严重，流平性不佳， ③湿膜干燥过程中容易产生缩孔、针孔， ④喷涂施工时环境温度、湿度对涂装质量影响非常显著， ⑤不易渗入到被涂表面的小细缝中。当涂料配方确定以后，选择优 质喷枪及辅助施工设备，采用正确的施工方法是保障涂装质量的决 定性因素。
水性（2K)丙烯酸聚氨酯大客
汽车漆系列产品 及施工方法研究
演讲：徐伟良
北京钰林化工有限公司
1、目的与意义
大型客车、汽车修补涂装、塑料件涂装因不能承受高温烘 烤，一般均采用低温烘干体系，即在60-80℃烘干或常温自干， 通常为丙烯酸聚氨酯双组份涂料。例如国内公交车、豪华大巴均 采用溶剂型环氧防锈漆 ，溶剂型丙烯酸聚氨酯或聚酯聚氨酯中涂 漆，溶剂型丙烯酸聚氨酯面漆配套涂装，水性化技术尚为空白。 国外虽有少量采用水性化技术涂装公交、大巴的实例，但是 因为很难达到高光泽、高鲜映性的涂装效果，目前一般采用水性 半光或哑光实色漆+溶剂型高固体份清漆罩光配套工艺，本质上 仍属于半水性水平。 本公司研制水性（2K）防锈底漆、水性（2K）中涂漆、水 性（2K）高光泽汽车面漆系列产品完全满足公交车、豪华大巴涂 装工艺要求，从底到面配套，毋需溶剂型清漆罩光，VOC含量大 幅度下降，可满足欧美最严格的环保法规要求，对节能减排、低 碳环保具有非常重要的现实意义。
0.07
4.4 创新点
4.4.1 将水性羟基丙烯酸树脂与水性羟基聚氨酯树脂併合 使用，在保证流平性、鲜映性基础上，改善施工工艺幅度。 4.4.2 将HDI水性固化剂与IPDI水性固化剂併合使用，调节 表干速度，降低产生气泡、失光、针孔等漆病的可能性。 4.4.3 降低NCO/OH配比，尽量减少水与-NCO的副反应。 4.4.4 选择适当催化剂，引导交联反应向预期方向进行。
无杂质硬块，易搅起 的均匀液体
原漆状态
无杂质硬块，易 搅起的均匀液体
细度
um
≤10 8 10 ≤1 ≥0.4
＜10 8 10 1 0.4 2 90
贮存稳定性（沉淀性） 级 贮存稳定性（结皮性） 级 划格试验（间距2mm）级 双摆硬度 弯曲试验 mm 光泽60°单位值
2 白色85，其它 色90
2 ≥90
4、水性2K高光泽丙烯酸聚氨酯面漆
4.1颜料的分散与稳定 选用高分子量、解絮凝湿润分散剂、降低体系 粘度、改进流平性、提高光泽、减小雾影。
4.2 提高成膜质量的稳定性。 在水性丙烯酸聚氨酯涂料系统中，固化剂 与水的副反应是不可避免的，在最终形成 的涂层结构中聚氨酯和聚脲结构共存，二 者比例的大小将直接影响干膜性能，因此 只有综合使用各种方法尽量控制固化剂与 水的副反应，才能保障成膜质量稳定。
无变化
表二 水性(2K)丙烯酸聚氨酯防锈漆性能检测结果
检验项目
溶剂型汽车底漆 国家标准
168h通过一级 一级 不咬起、不渗红
水性丙烯酸 聚氨酯防锈漆 企业标准
380h通过一级 一级 不咬起、不渗红
国家涂料质量 监督检测中心 检验结果
432h通过一级 一级 不咬起、不渗红 76 未检出 14
耐盐雾性切割 线一侧2mm外 耐湿热性 96h 耐硝基性 VOC含量 g/L 苯、甲苯、二甲苯、乙苯 含量mg/kg 游离甲醛含量mg/kg
2.3助剂的选择
2.3.1 底材湿润剂的选择 ● 含氟表面活性剂 ● 聚醚改性有机硅 ● 烷氧基表面活性剂 2.3.2 防闪锈剂的选择 不含：VOC 重金属 亚硝酸盐
2.4水性2K丙烯酸聚氨酯防锈漆性能 水性2K丙烯酸聚氨酯防锈漆性能检测结果见表二所示： 表二 水性(2K)丙烯酸聚氨酯防锈漆性能检测结果
国家涂料质量 监督检测中心 检验结果
13 无变化
杯突实验 mm 杯突实验 mm
耐温变性
级
1 0.8 1500h 变色贰级， 失光率贰级。 135 未检出 10 1 未检出 未检出 未检出
鲜映性 Gd值
人工加速老化，无明显龟裂，可 轻微变色，失光率≤30％
VOC含量 g/L 苯、甲苯、二甲苯、乙苯 含量mg/kg 游离甲醛含量mg/kg 可溶性铅 mg/kg 可溶性镉 mg/kg 可溶性铬 mg/kg 可溶性汞 mg/kg 游离异氰酸酯含量％ 0.7
检验项目 溶剂型汽车底漆 国家标准
无杂质，易搅起的均匀 液体 ≤60 ≥5 0 ≥H 易打磨、不粘砂纸 外观无明显变化 不起泡、不起皱 允许轻微变色 不起泡、不起皱 允许轻微变色 不起泡、不起皱 允许轻微变色
水性丙烯酸 聚氨酯防锈漆 企业标准
无杂质，易搅起的均匀 液体 ≤60 ≥5 0 ≥2H 易打磨、不粘砂纸 外观无明显变化 不起泡、不起皱 允许轻微变色 不起泡、不起皱 允许轻微变色 不起泡、不起皱 允许轻微变色
2.5 创新点 2.5.1 本产品独辟径蹊，采用水性丙烯酸聚氨酯体系，与各种底材 （镀锌板、合金板、汽轧板）结合力优良，与原子灰腻子配套性佳 ，满足客车涂装工艺要求。 2.5.2 本产品抗闪锈能力强，当施工温度8-10℃，湿度80％时无闪 锈，耐盐雾性优良。
3、水性2K丙烯酸聚氨酯中涂漆
3.1 体质颜料的选择 选用吸油量小、鳞片 状体质颜料 提高漆膜致密度 降低漆膜渗透性 3.2 防闪锈剂的使用 旧车翻新、整车修补 涂装时，在底材边缘 棱角处，原子灰腻子 打磨过度，出现局部 露底情况非常常见， 因此选用防闪锈剂是 必需的。
整车精修、交验 合格后转交装配 车间
分色500目砂纸精磨，粗 糙度10-20u→喷涂清洁 促进剂→划分，喷涂彩色 线条(喷枪口径1.7-1.8 ㎜，气压6-8㎏/厘米2， 喷枪距离15-20㎜，环境 温度15-35℃，湿度1080％，膜厚30-50u）— 70℃ 1h烘干
表三 水性（2K）丙烯酸聚氨酯中涂漆性能检测结果
检验项目
耐湿热性 耐硝基性 耐盐雾性 切割线一侧2mm外 VOC含量 g/L 苯、甲苯、二甲苯、乙苯含量 mg/kg 游离甲醛含量mg/kg 可溶性铅 mg/kg 可溶性镉 mg/kg 可溶性铬 mg/kg 可溶性汞 mg/kg
水性（2K）丙烯酸聚 氨酯中涂漆企业标准
4.3水性2K丙烯酸聚氨酯面漆性能 水性2K丙烯酸聚氨酯面漆性能检测结果见表四所示： 表四 水性（2K）高光泽丙烯酸聚氨酯面漆性能检测结果
检验项目 溶剂型汽 车面漆 国家标准
无杂质硬块， 易 搅起的均匀液 体 ≤10 8 10 1
水性（2K）高光泽丙 烯酸 聚氨酯磁漆企业标准
国家涂料质量 监督检测中心 检验结果
国家涂料质量 监督检测中心 检验结果
无杂质，易搅起的均匀 液体 60 5 0 3H 易打磨、不粘砂纸 无变化 无变化 很轻微变色
原漆状态 细度 um 杯突试验 mm 附着力1mm格 级 铅笔硬度 打磨性 20次 耐油性 48h 耐汽油性 6h 耐酸性 7h 0.05mol/L H2SO4 耐碱性 7h 0.1mol/L NaOH
3.3 水性(2K)丙烯酸聚氨酯中涂漆性能 由于溶剂型汽车中涂漆无国家标准和行业标准，故水性（2K）丙烯 酸聚氨酯中涂漆按溶剂型汽车底漆国家标准检测项目制订企业标准 ，实际检测结果如表三所示： 表三 水性（2K）丙烯酸聚氨酯中涂漆性能检测结果
检验项目
原漆状态 细度 um 杯突试验 mm 附着力 1mm格·级 打磨性 20次 耐油性 48h 耐汽油性 6h 耐酸性 耐碱性 7h 0.05mol/L H2SO4 7h 0.1mol/L NaOH
5.5Байду номын сангаас创新点
5.5.1 从底到面配套，全部水性化。 达到国际先进、国内领先水平 5.5.2 施工工艺幅度宽广： 5—40℃，湿度：10—80％均可施工 5.5.3 制定出一套比较完整的施工工艺指南
6、水性汽车漆系列产品涂装工艺
水性汽车漆系列产品可于70-80℃低温烘干，也 可于常温自干，故可以用作OEM原厂漆，也可用于 旧车翻新及汽车修补。喷涂方法与溶剂型汽车漆有 很大差异，其施工流程如图一、图二所示
2、水性2K丙烯酸聚氨酯防锈底漆
大型客车由于车身体积大，模具化程度低，目前普遍采用如下涂装 工艺： 车身前处理→环氧底漆→70℃烘干→打磨→刮原子灰→70℃烘干 →打磨→中涂漆→70℃烘干→打磨→面漆→70℃烘干→分线 →70℃烘干→验收 无烘烤条件时，则在喷涂底漆后，自干放置过夜，再刮原子灰。此 外为了提高整车防锈性能，车身常采用镀锌板、合金板。因此研制 水性防锈底漆必须解决四个问题：①与镀锌板附着力优良。②刮涂 原子灰不起泡。③耐盐雾性优良。④抗闪锈能力强。
4.2.1选择适当的树脂品种 可供使用的树脂品种： 聚丙烯酸酯、聚氨酯水分散体 聚酯、聚醚 4.2.2固化剂的选择 ● HDI亲水固化剂 ● IPDI亲水固化剂 4.2.3提高树脂与固化剂的相容性 若相容性好，二种树脂迅速混匀，-NCO与-OH反应程 度提高，易于获得均匀一致的涂膜。
4.2.4降低NCO/OH比例 应将NCO/OH控制于1.1—1.3：1 4.2.5选择适当催化剂 选用金属化合物作催化剂，促进NCO与OH反应 。 4.2.6提高雾化程度 添加可促进超细雾化的助剂
外观 平整 划格附着力 2 刮原子灰 起泡 90°弯曲 底漆脱落
70℃烘干2h
轻微起皱
2
起泡
底漆脱落
70℃烘干1h
平整
0
平整
附着力优良
结论：
1、水性丙烯酸改性醇酸底漆， 水性环氧底漆固化速度太慢。 ● 2、水性丙烯酸聚氨酯底漆满足 客车涂装工艺要求
●
2.2 防锈颜料的选择
• ● 尽量采用惰性颜料 • ● 少用重金属化合物 • ● 防锈颜料用量不宜过高
水性（2K）丙烯酸聚 氨酯中涂漆企业标准
无杂质，易搅起的均匀液体 ≤45 ≥5 ≤2 易打磨、不粘砂纸 外观无明显变化 不起泡、不起皱 允许轻微变化 不起泡、不起皱 允许轻微变化 不起泡、不起皱 允许轻微变化
国家涂料质量监督 检测中心检测结果
无杂质，易搅起的均匀液体 45 5 2 易打磨、不粘砂纸 无变化 无变化 无变化 无变化
96h 一级 不咬起、不渗红 380h 通过一级
国家涂料质量监督 检测中心检测结果
96h 一级 不咬起、不渗红 408h 通过一级 70 未检出 17 4 0.1 未检出 未检出
3.4 创新点 本产品选用低吸油量、鳞片状体质颜料，漆膜致密，吸水量和渗透 率低，与腻子、面漆配套性佳，层间附着力优良，不影响面漆光泽 和鲜映性。
5.1 喷枪的选择
● 德国萨塔（SATA)
● 高压喷枪：进气压力 雾化压力 4.0巴 2.5巴
5.2 油水分离器的选择
德国萨塔三节油水分离器： 第一节：旋风分离器 第二节：纤维棉过滤器 第三节：活性炭过滤器
5.3 空压机的选择 空压机或储气罐出口 压力应为6-8kg为宜
5.4 喷涂操作 ● 喷涂距离 ● 喷幅重叠 ● 行枪速度 ● 收边技巧
表四 水性（2K）高光泽丙烯酸聚氨酯面漆性能检测结果
检验项目 溶剂型汽车面 漆国家标准
≥3 不起泡、不起皱、 不脱落，允许轻微 变色 ≤2 0.6-0.8 800h
水性（2K） 高光泽丙烯酸 聚氨酯磁漆企业标准
≥5 不起泡、不起皱、不脱落， 允许轻微变色 ≤2 0.7-0.9 1000h无明显龟裂，允许轻微 变色，失光率≤30％