1. Pintura
-Definició: Pintura és un terme general per a les operacions realitzades per formar una pel·lícula de recobriment amb pintura amb la finalitat de cobrir la superfície d'un objecte per a la seva protecció, estètica, etc.
-Propòsit: La finalitat de la pintura no és només l'estètica, sinó també la protecció i, en conseqüència, la millora de la qualitat del producte.
1) Protecció: La majoria dels materials principals que constitueixen els automòbils són plaques d'acer, i quan un vehicle es fabrica amb una placa d'acer com a recobriment, reacciona amb la humitat o l'oxigen de l'aire per generar òxid. El principal objectiu de la pintura és protegir l'objecte evitant aquest òxid (oxidació).
2) Estètica: La forma d'un cotxe té diversos tipus de superfícies i línies, com ara superfícies tridimensionals, superfícies planes, superfícies corbes, línies rectes i corbes. En pintar un objecte de forma tan complexa, es mostra una sensació de color que coincideix amb la forma del cotxe i, alhora, millora l'estètica del cotxe.
3) Millora de la comercialització: Actualment, hi ha diversos tipus d'automòbils al mercat, però entre ells, quan es comparen vehicles amb una forma unificada i la mateixa funció, per exemple, el que té pintura bicolor té millor aspecte. D'aquesta manera, també és un dels objectius intentar millorar el valor del producte mitjançant la pintura. A més, la durabilitat de l'exterior dels automòbils és necessària a causa dels ràpids canvis ambientals recents. Per exemple, la demanda de pintures funcionals que evitin els danys a la pel·lícula de recobriment causats per la pluja àcida i el deteriorament de la brillantor inicial causat pels raspalls de rentat automàtic de cotxes està augmentant, millorant així la comercialització.La pintura automàtica i la pintura manual s'utilitzen segons els requisits de qualitat del recobriment.
2. Composició de la pinturaComposició de la pintura La pintura és un líquid viscós en què els tres components de pigment, resina i dissolvent es barregen uniformement (dispersen).
- Pigment: Una pols de color que no es dissol en dissolvents ni en aigua. La diferència respecte als colorants és que es dispersen com a partícules sense ser solubles en aigua ni en dissolvents. La mida de les partícules varia des de diversos micròmetres fins a diverses desenes de micròmetres. A més, existeixen diverses formes, com ara una forma circular, una forma de pal, una forma d'agulla i una forma escamosa. És una pols que dóna color (poder colorant) i poder ocultant (la capacitat de cobrir i ocultar la superfície d'un objecte sent opac) a la pel·lícula de recobriment, i n'hi ha de dos tipus: inorgànics i orgànics. Els pigments pigmentaris, de poliment i d'extensió s'utilitzen per millorar la sensació de la superfície. Les pintures incolores i transparents s'anomenen clares entre les pintures, quan els pigments s'exclouen dels components que constitueixen les pintures.
S'utilitza per donar més brillantor a la pel·lícula de recobriment.
1) Funció del pigment
* Pigments de color: donen color, poder ocultant
Pigments inorgànics: Principalment pigments naturals com el blanc, el groc i el marró vermellós. Són compostos metàl·lics com el zinc, el titani, el ferro de plom, el coure, etc. En general, tenen una excel·lent resistència a la intempèrie i propietats d'ocultació de la resistència a la calor, però pel que fa a la intensitat del color, no són tan bons com els pigments orgànics. Com a pintura per a automòbils, no s'utilitza un pigment inorgànic sol. A més, des del punt de vista de la prevenció de la contaminació ambiental, actualment no s'utilitzen pigments que contenen metalls pesants nocius com el cadmi i el crom.
tu. Pigment orgànic: es fabrica per síntesi orgànica mitjançant una reacció química periòdica, i és una substància feta d'un compost metàl·lic o tal com és a la natura. En general, la propietat ocultant no és gaire bona, però com que s'obté un color clar, s'utilitza àmpliament per a la pintura viva de color sòlid, color metàl·lic i color mica com a pintura per a l'exterior dels automòbils.
* Pigment antioxidant: prevenció de l'òxid
* Pigment extensor: es pot obtenir una pel·lícula de recobriment dura, que evita la descomposició de la pel·lícula de recobriment i millora la durabilitat.
- Resina: Un líquid transparent que connecta el pigment i el pigment i dóna brillantor, duresa i adherència a la pel·lícula de recobriment. Un altre nom s'anomena aglutinant. Les propietats d'assecat i la durabilitat de la pel·lícula de recobriment depenen en gran mesura de les propietats de la resina.
1) Resina natural: s'extreu o segrega principalment de les plantes i s'utilitza per a pintures com ara vernissos a base d'oli, vernissos i laques.
2) Resina sintètica: És un terme genèric per a les que es sintetitzen mitjançant reaccions químiques a partir de diverses matèries primeres químiques. És un compost orgànic amb un pes molecular molt gran en comparació amb les resines naturals. A més, les resines sintètiques es divideixen en resines termoplàstiques (s'estova i es fon quan s'escalfen) i resines termoestables (s'endureixen per reacció química aplicant calor i no s'estova ni es fon fins i tot quan es tornen a escalfar després de refredar-se).
- Dissolvent: És un líquid transparent que fon la resina perquè el pigment i la resina es barregin fàcilment. Després de pintar, s'evapora com un diluent i no roman a la pel·lícula de recobriment.
Cpintura ar
1. Visió general i definició de les pinturesDes de la perspectiva d'impartir "prevenció de l'òxid (antiòxid)" i "propietats de bellesa", les pintures per a automòbils han jugat un paper en la millora de la comercialització dels automòbils aplicant les últimes tecnologies de l'època. En els següents articles de qualitat, les pintures i els sistemes de recobriment estan dissenyats per aconseguir aquestes qualitats de recobriment de la manera més econòmica.
Les pintures generalment són fluides i tenen la propietat de recobrir-se sobre la superfície de l'objecte a recobrir i formar una pel·lícula contínua (pel·lícula de recobriment) mitjançant processos d'assecat i curat. Segons les propietats físiques i químiques de la pel·lícula de recobriment formada d'aquesta manera, s'imparteix "prevenció de l'òxid" i "plàstia" a l'objecte a recobrir.
2. Procés de pintura d'automòbilsPer tal d'obtenir la qualitat del recobriment del cotxe objectiu de la manera més econòmica, s'estableixen el procés de recobriment i les especificacions del recobriment, i cada qualitat important s'assigna a la pel·lícula de recobriment obtinguda en cada procés. A més, atès que les característiques de la pel·lícula de recobriment depenen de la bona i la mala treballabilitat del procés, la pintura utilitzada en cada procés es dissenya de manera que la funció principal assignada es pugui maximitzar tenint en compte les condicions del procés.L'aplicació està estrictament controlada al taller de pintura.
El procés anterior és un sistema de recobriment de 3 o 4 capes que s'utilitza més habitualment per al recobriment de panells exteriors d'automòbils, i la pel·lícula de recobriment formada en cada procés presenta les funcions que es descriuran més endavant i estableix la qualitat del recobriment dels automòbils com un sistema de recobriment complet. En camions i vehicles lleugers, hi ha casos en què s'utilitza un sistema de recobriment de dues capes en què s'omet un pas intermedi del pas de recobriment. A més, en cotxes d'alta gamma, és possible aconseguir una millor qualitat aplicant la capa intermèdia o superior dues vegades.
A més, recentment, s'ha estudiat i aplicat un procés per reduir el cost del recobriment integrant els processos de recobriment intermedi i superior.
- Procés de tractament superficial: Millora la prevenció de l'òxid suprimint la reacció de corrosió del metall i enfortint l'adhesió entre la capa inferior (pel·lícula d'electrodeposició) i el material (substrat). Actualment, el fosfat de zinc és el component principal de la pel·lícula, i el mètode de tractament per immersió és el més habitual, de manera que pot tractar adequadament peces amb estructures complexes. En particular, per a l'electrodeposició catiònica, metalls com el Fe, el Ni i el Mn diferents del Zn es barregen al recobriment per millorar encara més la resistència a la corrosió.
- Recobriment d'electrodeposició (imprimació d'electrodeposició de tipus catiònic): La subrecobriment comparteix principalment la funció de prevenció de l'òxid. A més de les excel·lents propietats antioxidants, la pintura d'electrodeposició catiònica basada en resina epoxi té els següents avantatges en la subrecobriment d'automòbils. ① No hi ha elució de la pel·lícula tractada amb fosfat de zinc durant el recobriment d'electrodeposició. ② Efecte inhibidor de la reacció de corrosió a causa de la basicitat de l'estructura de la resina ③ Excel·lent propietat antioxidant a causa de l'efecte de manteniment de l'adherència a causa de l'alta resistència als àlcalis de la resina epoxi.
1) Avantatges de l'electrodeposició catiònica
* Fins i tot formes complexes es poden recobrir amb un gruix de pel·lícula uniforme
* Excel·lent penetració interna en peces i juntes complexes.
* Pintura automàtica
* Fàcil manteniment i gestió de la línia.
* Bona treballabilitat de la pintura.
* Es pot aplicar un sistema de rentat d'aigua de circuit tancat UF (menys pèrdua de pintura i menys contaminació de les aigües residuals)
* Baix contingut de dissolvents i baixa contaminació de l'aire.
* És una pintura a base d'aigua i hi ha poc risc d'incendi.
2) Pintura d'electrodeposició catiònica: En general, és una resina poliamino obtinguda afegint amines primàries a quaternàries a una resina epoxi. Es neutralitza amb àcid (àcid acètic) per fer-la soluble en aigua. A més, el mètode de curat de la pel·lícula de recobriment és un tipus de reacció de reticulació d'uretà utilitzant isocianat bloquejat com a agent de curat.
3) Millora de la funció de la pintura d'electrodeposició: Està estesa arreu del món com a capa inferior d'automòbils, però la investigació i el desenvolupament continuen millorant no només la qualitat anticorrosiva de tot l'automòbil, sinó també la qualitat del guix.
* Funció de prevenció de l'òxid/capa protectora
anar. Propietat de recobriment absoluta, resistència a la penetració de les juntes, resistència a l'esquerdament
Aptitud de xapa d'acer antioxidant (adherència resistent a l'aigua, resistència a la rotació)
fer. Enduriment a baixa temperatura (millora de la resistència a l'òxid de les peces unides al cautxú, etc.)
* Funció cosmètica/decoratiu
anar. Propietats de recobriment de la rugositat de la xapa d'acer (contribueix a la millora de la suavitat i la brillantor, etc.)
Resistència al groguenc (inhibició del groguenc de la capa superior blanca)
- Capa intermèdia: La capa intermèdia té un paper auxiliar per maximitzar la funció de prevenció de l'òxid de la capa inferior (electrodeposició) i la funció d'arrebossat de la capa superior, i té la funció de millorar la qualitat de la pintura de tot el sistema de pintura. A més, el procés de recobriment intermedi contribueix a reduir els defectes del recobriment perquè cobreix els defectes inevitables de la capa inferior (ratllades, adherència de pols, etc.) fins a cert punt a la línia de pintura real.
La pintura intermèdia és un tipus que utilitza resina de polièster sense oli com a resina bàsica i la cura per calor introduint resina de melamina i recentment uretà (Bl). Recentment, per millorar la resistència a l'esquerdament, de vegades es cobreix una imprimació antiesquerdament amb mullat sobre mullat en el procés previ intermedi.
1) Durabilitat de la capa intermèdia
* Resistència a l'aigua: baixa absorció i suprimeix l'aparició de butllofes
* Resistència a l'esquerdament: Absorbeix l'energia d'impacte quan es llança la pedra i redueix el dany a la pel·lícula de recobriment que provoca el so i suprimeix l'aparició de corrosió per crosta.
* Resistència a la intempèrie: Menys deteriorament a causa dels raigs UV i suprimeix l'exposició a l'aire lliure a la pela de la capa superior.
2) Funció d'arrebossat de la capa intermèdia
* Propietat de subrevestiment: Contribueix a l'allisat de l'exterior acabat cobrint la rugositat superficial del recobriment d'electrodeposició
* Resistència als dissolvents: En suprimir la inflor i la dissolució de la capa intermèdia respecte al dissolvent de la capa superior, s'obté una qualitat d'aspecte d'alt contrast.
* Ajust de color: La capa intermèdia sol ser grisa, però recentment és possible aplicar una capa superior amb propietats de baixa ocultació acolorint-la (segellador de color).
3) Pintura intermèdia
*Qualitat requerida per a la capa intermèdia: resistència a l'esquerdament, propietat d'ocultació de la base, adherència a la pel·lícula d'electrodeposició, suavitat, absència de pèrdua de llum, adherència a la capa superior, resistència al deteriorament per la llum
- Capa superior: La funció principal de la capa superior és proporcionar propietats cosmètiques i protegir-la i mantenir-la. Hi ha elements de qualitat com el color, la suavitat de la superfície, la brillantor i la qualitat d'imatge (capacitat d'il·luminar clarament la imatge d'un objecte a la pel·lícula de recobriment). A més, la capa superior requereix la capacitat de protegir i mantenir l'estètica d'aquests automòbils durant un llarg període de temps.
- Capa superior: La funció principal de la capa superior és proporcionar propietats cosmètiques i protegir-la i mantenir-la. Hi ha elements de qualitat com el color, la suavitat de la superfície, la brillantor i la qualitat d'imatge (capacitat d'il·luminar clarament la imatge d'un objecte a la pel·lícula de recobriment). A més, la capa superior requereix la capacitat de protegir i mantenir l'estètica d'aquests automòbils durant un llarg període de temps.
1) Capa superior: els colors es classifiquen segons la base de pigment aplicada a la pintura i es divideix principalment en color mica, color metàl·lic i color sòlid depenent de si s'utilitzen pigments en escates com ara escates de pols d'alumini.
* Qualitat d'aspecte: suavitat, brillantor, vivesa, sensació de terreny
* Durabilitat: manteniment i protecció de la brillantor, canvi de color, decoloració
* Adhesió: adhesió de recobriment, adhesió de 2 tons, adhesió amb mitjà
* Resistència als dissolvents
* Resistència química
* Qualitat funcional: resistència al rentat de cotxes, resistència a la pluja àcida, resistència a l'esquerdament
2) Pintura respectuosa amb el medi ambient
* Alt contingut en sòlids: Es tracta d'una pintura d'alt contingut en sòlids que compleix amb les normatives de COV (Compostos Orgànics Volàtils) i és un tipus que redueix la quantitat de dissolvent orgànic utilitzat. Es caracteritza per una excel·lent sensació de la superfície i per l'ús de resina de baix pes molecular.
* Tipus Water Bome (pintura a base d'aigua): Aquesta és una pintura que minimitza la quantitat de dissolvent orgànic utilitzat i utilitza aigua (aigua pura) com a diluent de pintura. Com a característica, es requereix una instal·lació de preescalfament (IR_Preheat) que pot evaporar l'aigua en el procés de pintura, per la qual cosa cal una remodelació de la instal·lació, i el polvoritzador també requereix un mètode d'elèctrode per a pintura a base d'aigua.
3) Pintura funcional
* CCS (Complex Crosslinking System, pintura de tipus reticulació complexa): és un tipus de resina d'uretà (isocianat) o silà en què es substitueix una part de la resina de melamina, que és vulnerable a la pluja àcida en el sistema de resina acrílica/melamina, i es millora la resistència a l'àcid i la resistència a les ratllades.
* NCS (Nou sistema de reticulació, Nou tipus de pintura de reticulació): Pintura sense base de melamina feta per curat àcid-epoxi sobre resina acrílica. Té una excel·lent resistència a l'àcid, a les ratllades i a les taques.
- Treballabilitat del recobriment de la capa superior: Per obtenir econòmicament una bona reproductibilitat de la capa superior objectiu, és essencial una bona treballabilitat de la pintura (atomització, fluïdesa, forats, suavitat, etc.). Per això, és important ajustar el comportament de la viscositat en el procés de formació de múltiples pel·lícules des de la pintura fins a la cocció i l'enduriment. Les condicions de l'entorn de pintura, com ara la temperatura, la humitat i la velocitat del vent de la cabina de pintura, també són factors importants.
1) Viscositat de la resina: pes molecular, compatibilitat (paràmetre de solubilitat: valor SP)
2) Pigment: absorció d'oli, concentració de pigment (PWC), mida de partícula dispersa
3) Additius: agent viscós, agent anivellador, agent antiespumant, inhibidor de la separació de color, etc.
4) Velocitat de curació: concentració de grups funcionals a la resina base, reactivitat de l'agent reticulant
A més, el gruix de la pel·lícula de recobriment té una gran influència en l'aspecte acabat de la capa superior. Recentment, un agent viscós estructural com el microgel permet aconseguir propietats de fluïdesa i anivellament, i l'aspecte acabat es millora mitjançant un recobriment de pel·lícula gruixuda.
- Resistència a la intempèrie del recobriment superior: Tot i que els automòbils estan exposats a diversos entorns, el recobriment superior rep l'acció de la llum, l'aigua, l'oxigen, la calor, etc. Com a resultat, es produeixen diversos fenòmens desfavorables que perjudiquen l'estètica.
1) Fenòmens òptics
* Degradació de la brillantor: La suavitat de la superfície de la pel·lícula de recobriment es deteriora i augmenta la reflexió difusa de la llum des de la superfície. La composició de la resina és important, però també hi ha l'efecte del pigment.
* Decoloració: El to de color del recobriment inicial canvia segons l'envelliment del pigment o la resina de la pel·lícula de recobriment. Per a aplicacions en automoció, s'ha de seleccionar el pigment més resistent a la intempèrie.
2) fenòmens mecànics
* Esquerdes: Les esquerdes es produeixen a la capa superficial de la pel·lícula de recobriment o a tota la pel·lícula de recobriment a causa de canvis en les propietats físiques de la pel·lícula de recobriment a causa de la fotooxidació o la hidròlisi (disminució de l'elongació, l'adhesió, etc.) i la tensió interna. En particular, tendeix a produir-se en una pel·lícula de recobriment transparent metàl·lica, i a més de l'ajust de les propietats físiques de la pel·lícula de recobriment de la composició de la resina acrílica i l'ajust de les propietats físiques de la pel·lícula de recobriment, l'aplicació d'un absorbent ultraviolat i un antioxidant és eficaç.
* Desprendiment: La pel·lícula de recobriment es desprèn parcialment a causa d'una disminució de l'adherència de la pel·lícula de recobriment o una disminució de les propietats reològiques, i per l'acció de forces externes com ara esquitxades o vibracions de pedres.
3) fenomen químic
* Contaminació per taques: Si el sutge, els cadàvers d'insectes o la pluja àcida s'adhereixen a la superfície de la pel·lícula de recobriment, la peça es taca i es decolora en taques. Cal aplicar un pigment i una resina resistents a les ratllades i als àlcalis. Un dels motius pels quals s'aplica la capa transparent al color metàl·lic és per protegir la pols d'alumini.
- Reptes futurs de les capes superiors: L'estètica i el disseny són cada cop més importants per millorar les propietats comercials dels automòbils. Tot responent a la diversificació de les demandes i als canvis en materials com els plàstics, cal respondre a les demandes socials com el deteriorament de l'entorn d'exposició dels automòbils i la reducció de la contaminació atmosfèrica. En aquestes circumstàncies, s'estan considerant diverses capes superiors per al proper automòbil.
Analitzem més de prop els processos típics de pintura d'automòbils i vegem on la transferència de calor i massa són aplicacions importants. El procés general de pintura per a automòbils és el següent.
① Pretractament
② Electrodeposició (subcapa)
③ Pintura segelladora
④ Sota recobriment
⑤ pintura a la cera
⑥ Imprimació antiesquerdes
⑦ Primer
⑧ Capa superior
⑨ Eliminació i poliment de defectes
El procés de fabricació d'automòbils dura unes 20 hores, de les quals 10 hores, que és la meitat, el procés esmentat anteriorment dura unes 10 hores. Entre ells, els processos més significatius i importants són el pretractament, el recobriment d'electrodeposició (recobriment de capa inferior), el recobriment d'imprimació i el recobriment superior. Centrem-nos en aquests processos.
Data de publicació: 08 de novembre de 2022
