Гидравлический привод стенда для испытания элементов передней подвески легковых автомобилей (80

РЕМОНТНОЕ ОКРАШИВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ ПОРОШКОВЫМИ КРАСКАМИ

Новиков А.Н., докт. техн. наук, профессор

Окрашивание автомобилей порошковыми красками связа­ но с рядом трудностей, таких как отсутствие требуемых по качеству материалов, и проблемами, связанными с ремонтной окраской, переходом с одного цвета покрытия на другой и т.д. Сейчас многие из перечисленных трудностей преодолены, и порошковые краски заняли достойное место в этой отрасли.

Типовой технологический процесс получения покрытий на основе порошковых лакокрасочных материалов состоит из сле­ дующих стадий:

•подготовка поверхности с применением обезжиривания, фосфатирования или хроматирования (для алюминиевых изделий);

•сушка изделий после подготовки;

•нанесение порошковых лакокрасочных материалов;

•отверждение покрытия при 160...200С в течение 10...

20 мин.

Подготовка поверхности изделий перед нанесением порош­ ковых красок так же важна, как и в случае применения жид­ ких лакокрасочных материалов. Ее проводят теми же метода­ ми и с использованием тех же составов. В зависимости от ма­ териала, степени загрязнения и условий эксплуатации изде­ лий применяют различные составы и способы обработки.

После подготовки поверхности изделие поступает в камеру сушки от влаги с рабочей температурой 120°С.

Порошковые краски наносят в специальных камерах с сис­ темой фильтрации и рекуперации. Камеры нового поколения оснащены высокоскоростным циклоном, обеспечивающим воз­ можность быстрой смены цвета краски.

166

Покрытия отверждают в сушильных камерах при 160...200°С в течение 10...15 мин. Метод сушки может быть конвекцион­ ный, с инфракрасным излучением или комбинированный.

На сегодняшний день наибольшее развитие получила тех­ нология окраски порошковыми материалами дисков колес. За рубежом эта технология преобладает при окраске алюминие­ вых дисков колес.

Окраска порошковыми материалами используется на Волж­ ском автомобильном заводе по загрунтованной электроосажде­ нием поверхности без нанесения лака. Заинский завод по про­ изводству дисков колес также применяет порошковые краски. На данную технологию ориентированы и другие заводы.

Ремонтное окрашивание порошковыми красками имеет свои трудности, в частности это высокая температура сушки и труд­ ности колеровки.

Наметились следующие пути решения задачи по использо­ ванию порошковых красок при ремонтном окрашивании авто­ мобилей:

1)применение порошковых красок с ускоренным низкотем­ пературным отверждением;

2)применение метода низкотемпературного формирования по­ крытий с выдержкой в парах растворителя или мономера;

3)использование для формирования покрытий лучистого нагрева (соответствующий диапазон длин волн);

4)изоляция поверхности применением жидких грунтовоч­ ных или шпатлевочных материалов.

Результаты проведенных исследований позволили разрабо­ тать научно обоснованную технологию ремонтного окрашива­ ния кузовов автомобилей.

Первоначальной операцией технологического процесса ре­ монтного окрашивания кузова автомобиля является моечная операция. Эта операция выполняется на участках уборочномоечных работ (УМР) сервисных предприятий.

Дефектация лакокрасочного покрытия производится на ок­ расочном участке и заключается в визуальной оценке степени повреждения покрытия.

На дефектном участке лакокрасочного покрытия снимается не только верхний слой первоначально нанесенной краски, но и грунтовка. Для этого рекомендуется использовать мелкозер­ нистую шлифовальную шкурку на бумажной основе (ГОСТ

167

6456—92). При удалении старого лакокрасочного покрытия можно использовать ручные шлифовальные машинки с установленны­ ми на них шлифовальными дисками типа Д, ДО и ДП (ГОСТ 22773—87). Необходимость полного удаления старых лакокра­ сочных покрытий обусловлена несовместимостью некоторых классических ремонтных материалов с порошковыми краска­ ми. Это вызвано применением в этих материалах различных по своей природе пленкообразователей.

Кромки лакокрасочного покрытия по всему периметру де­ фектного участка необходимо зашлифовать так, чтобы на ощупь не была заметна граница между ремонтируемыми и неповреж­ денными участками покрытия.

Зашлифованный участок промыть водой, после чего проте­ реть ветошью, смоченной в уайт-спирите, просушить при тем­ пературе 18...20°С.

Изготовить из плотной бумаги трафарет с отверстием, име­ ющим форму зашлифованного участка покрытия, но на 15...

20 мм больше. Трафарет закрепляется на кузове автомобиля при помощи малярного бумажного скотча.

Необходимость операции шпатлевания определяется приме­ нительно к каждому конкретному случаю. Однако при выборе шпатлевки под порошковую краску следует учитывать сход­ ство пленкообразователей. Несоблюдение данной рекоменда­ ции может привести при отверждении покрытия к некачествен­ ному покрытию, проявляющемуся в виде рыхлостей и прова­ лов на лакокрасочном покрытии. При использовании шпатле­ вок необходимо, чтобы толщина слоя шпатлевки была мини­ мальной.

Предельная толщина шпатлевочного слоя определяется ве­ личиной усадки материала.

Если усадка невелика (полиэфирные и эпоксидные шпат­ левки), то толщина наносимого слоя может достигать 2 мм. Если усадка значительна (пентафталевые, нитрошпатлевки), то наносить шпатлевку следует несколькими тонкими слоями с промежуточной сушкой каждого слоя. При этом суммарная толщина шпатлевочного слоя не должна превышать 0,3 мм. В толстых слоях этих шпатлевок велико внутреннее напряже­ ние, что вызывает растрескивание слоя.

Сушку шпатлевочного слоя необходимо осуществлять в соот­ ветствии с техническими условиями на данный вид шпатлевки.

V

168

Шлифовать шпатлевку необходимо после полного высыха­ ния. Зашлифованный участок промыть водой, после чего обез­ жирить, а затем просушить при температуре 18...20°С.

Окраска автомобиля осуществлялась окрасочным пистоле­ том ITW Gema Easy-F. В качестве расходного материала ис­ пользуется полиэфирная порошковая краска.

Вследствие высокого электрического сопротивления порош­ ковых красок (р = 1010 Ом'м) приобретенный их частицами заряд длительно сохраняется при контакте с любой (в том чис­ ле электропроводящей) поверхностью. Это позволяет транспор­ тировать заряженные частицы (аэрозоль), а также перемещать изделия с нанесенным на них порошком, не опасаясь осыпа­ ния частиц с поверхности.

С другой стороны, медленная разрядка частиц, обусловлен­ ная высоким электрическим сопротивлением материала, спо­ собствует накоплению зарядов в слое и возникновению явле­ ния обратной короны. Во избежание эффекта обратной коро­ ны появляется необходимость снижения степени зарядки по­ рошковой краски. Исходя из проведенных исследований, можно сказать, что наиболее подходящий слой для нанесения состав­ ляет 60...70 микрометров. Это связано с тем, что более тонкий слой ухудшает коррозионную стойкость покрытий, а толстый слой (более 70 мкм) вызывает повышение расхода лакокрасоч­ ного материала и энергии на его отверждение.

Способ отверждения зависит от типа окрашиваемой детали. Так, если окрашивается демонтированная с автомобиля деталь (капот, двери, крылья), то для упрощения технологического процесса возможно применение конвективного нагрева дета­ ли. Как показали экспериментальные данные, покрытия с хо­ рошими показателями адгезионной прочности возможно полу­ чать в промежутке температур 140...180°С.

При окрашивании элементов кузова без демонтажа воз­ никает необходимость применения инфракрасного излуче­ ния для отверждения получаемых покрытий. Однако при­ менение данного вида отверждения представляет ряд труд­ ностей, таких как:

—различная восприимчивость покрытий разных цветов ин­ фракрасного излучения (рисунок 1);

—зависимость температуры нагрева подложки от толщины нанесенного слоя порошковой краски (рисунок 2);

169

—зависимость степени адгезии и температуры н»грева под­ ложки от расстояния до излучателя (рисунок 3).

Различная восприимчивость покрытий разных цветов инф­ ракрасного излучения обусловлена различной способностью каждого цвета к поглощению инфракрасного излучения.

При формировании покрытий большое влияние на степень адгезии и прохождение тепла через напыленное покрытие к поверхности подложки имеет толщина наносимого слоя порош­ кового материала. Температура нагрева подложки с наиболее толстым слоем покрытия ниже, чем у более тонкого напыле­ ния. При этом у образцов разнится и степень адгезии.

Кроме того, температура на поверхности подложки зависит от расстояния излучателя до отверждаемой поверхности. При увеличении расстояния температура уменьшается, а при умень­

Рис. 1. Зависимость температуры нагрева подложки образцов белого, серого и коричневого цвета от времени отверждения

170

Заключительной операцией технологического процесса ок­ раски является полировка перехода. Переход возникает в ре­ зультате маскировочной операции, т.к. при удалении маляр­ ного скотча имеется небольшой выступ нанесенного покрытия по отношению к первоначальному покрытию, который распо­ ложен по границе оклейки. Полировку, как и шлифование, можно выполнять вручную и при помощи полировальных ма­ шинок. Применение полировальных машинок позволяет су­ щественно сократить операционное время на полировку. По­ лировка осуществляется кругами прямого профиля на войлоч­ ной основе с подводом полировальной пасты в зону полирова­ ния. ТТолирование осуществляется периферией круга. Остатки пасты смыть водой. По окончании полировки пастами поверх­ ность протереть фланелевым тампоном, смоченным полировоч­ ной водой или восковым полирующим составом.

—О- О бразец с толщиной покрытия 70 мкм —О—Образец с толщиной покрытия 95 мкм

—О-О бразец с толщиной покрытия 110 мкм •Образец с толщиной покрытия 40 мкм

Рис. 2. Зависимость температуры нагрева подложки образцов с толщиной покрытия 40 мкм, 70 мкм, 95 мкм и 110 мкм от времени отверждения

171

Как видно из приведенных данных, применение порошко­ вых красок имеет ряд преимуществ по сравнению с традици­ онными эмалями. Это проявляется в сокращении количества» наносимых слоев лакокрасочных материалов. Так, при приме­ нении порошковой краски возможно нанесение одного слоя толщиной до 100 микрометров, в то время как при использо­ вании эмалей необходимо наносить два-три слоя, при этом сум­ марная толщина этих слоев составляет 35...40 микрометров. Кроме того, при проведении исследований порошковая краска наносилась на металл без предварительного грунтования. По­ лученные при этом покрытия имели хорошую степень адгезии к стальной поверхности, а также хорошие антикоррозионные показатели.

Расстояние между образцом и излучателем 100 мм Расстояние между образцом и излучателем 1 50 мм О Расстояние между образцом и излучателем 200 мм

Рис. 3. Зависимость температуры нагрева подложки образцов, отверждаемых при расстоянии между излучателем

и отверждаемой поверхностью 100 мм, 150 мм и 200 мм, от времени отверждения

172

Главными факторами, определяющими экономическую эф­ фективность производства и применения порошковых красок, являются:

•отсутствие в их составе летучих компонентов, в первую очередь органических растворителей;

•почти 100% -ное использование материала при получе­ нии покрытий;

•пригодность для эксплуатации однослойных покрытий. Фактором эффективности является долговечность покрытий.

Покрытия из порошковой краски в большинстве случаев пока­ зывают лучшие защитные свойства и имеют больший срок слуяСбы, чем покрытия из растворов и дисперсий полимеров. Это объясняется тем, что порошковые краски не содержат по­ средников пленкообразования (растворителей, воды) и ПАВ и приготовляются преимущественно на термореактивных олигомерах и полимерах кристаллической структуры с повышен­ ной химической стойкостью.