1. Pittura
-Definizione: Verniciatura è un termine generico per le operazioni eseguite per formare una pellicola di rivestimento utilizzando vernice allo scopo di coprire la superficie di un oggetto a scopo protettivo ed estetico, ecc.
-Scopo: Lo scopo della verniciatura non è solo estetico, ma anche protettivo e, di conseguenza, migliorativo della qualità del prodotto.
1) Protezione: la maggior parte dei materiali principali che costituiscono le automobili sono lamiere d'acciaio e, quando un veicolo è realizzato con una lamiera d'acciaio come rivestimento, reagisce con l'umidità o l'ossigeno presenti nell'aria, generando ruggine. Lo scopo principale della verniciatura è proteggere l'oggetto prevenendo la formazione di ruggine.
2) Estetica: la forma di un'auto presenta diversi tipi di superfici e linee, come superfici tridimensionali, superfici piane, superfici curve, linee rette e curve. Dipingendo un oggetto dalla forma così complessa, si mostra un senso del colore che si adatta alla forma dell'auto e ne migliora l'estetica.
3) Miglioramento della commerciabilità: attualmente sul mercato sono disponibili vari tipi di automobili, ma tra questi, confrontando veicoli con una forma unificata e la stessa funzione, ad esempio quello con vernice bicolore ha un aspetto migliore. Il valore aumenta. In questo modo, uno degli obiettivi è anche cercare di migliorare il valore del prodotto mediante la verniciatura. Inoltre, la durata dell'esterno delle automobili è richiesta a causa dei recenti rapidi cambiamenti ambientali. Ad esempio, è in aumento la domanda di vernici funzionali che prevengano i danni al film di rivestimento causati dalla pioggia acida e il deterioramento della lucentezza iniziale causato dalle spazzole degli autolavaggi automatici, migliorando così la commerciabilità.A seconda dei requisiti di qualità del rivestimento, si utilizza sia la verniciatura automatica che quella manuale.
2. Composizione della vernice: Composizione della vernice La vernice è un liquido viscoso in cui i tre componenti: pigmento, resina e solvente sono uniformemente miscelati (dispersi).
- Pigmento: una polvere colorata che non si dissolve in solventi o acqua. La differenza con i coloranti è che sono dispersi in particelle senza essere solubili in acqua o solventi. La dimensione delle particelle varia da diversi micrometri a diverse decine di micrometri. Inoltre, esistono varie forme, come quella circolare, a bastoncino, aghiforme e a scaglie. È una polvere che conferisce colore (potere colorante) e potere coprente (capacità di coprire e nascondere la superficie di un oggetto essendo opaca) alla pellicola di rivestimento, e ne esistono due tipi: inorganici e organici. Pigmenti, lucidanti e pigmenti diluenti vengono utilizzati per migliorare la sensazione al tatto. Pitture incolori e trasparenti, chiamate "clear" tra le pitture, quando i pigmenti sono esclusi dai componenti che costituiscono le pitture.
Viene utilizzato per conferire maggiore lucentezza alla pellicola di rivestimento.
1) Funzione del pigmento
* Pigmenti colorati: conferiscono colore, potere coprente
vai. Pigmenti inorganici: si tratta principalmente di pigmenti naturali come il bianco, il giallo e il bruno-rossastro. Sono composti metallici come zinco, titanio, piombo, ferro, rame, ecc. In generale, hanno eccellenti proprietà di resistenza agli agenti atmosferici e al calore, ma in termini di vividezza del colore non sono paragonabili ai pigmenti organici. Come vernice per automobili, non viene utilizzato un solo pigmento inorganico. Inoltre, dal punto di vista della prevenzione dell'inquinamento ambientale, attualmente non vengono utilizzati pigmenti contenenti metalli pesanti nocivi come cadmio e cromo.
Pigmento organico: viene prodotto per sintesi organica tramite reazioni chimiche periodiche ed è una sostanza composta da un composto metallico o come si trova in natura. In generale, la sua capacità coprente non è molto buona, ma poiché si ottiene un colore trasparente, è ampiamente utilizzato per la verniciatura vivida di colori pieni, metallizzati e micacei come vernice per gli esterni delle automobili.
* Pigmento antiruggine: prevenzione della ruggine
* Pigmento estensore: è possibile ottenere una pellicola di rivestimento dura, impedendo la decomposizione della pellicola di rivestimento e migliorandone la durata.
- Resina: un liquido trasparente che lega il pigmento e conferisce lucentezza, durezza e adesione al film di rivestimento. Un altro nome è legante. Le proprietà di essiccazione e la durata del film di rivestimento dipendono in larga misura dalle proprietà della resina.
1) Resina naturale: viene estratta o secreta principalmente dalle piante e viene utilizzata per vernici come vernici a base di olio, vernici trasparenti e lacche.
2) Resina sintetica: termine generico per indicare quelle sintetizzate tramite reazioni chimiche a partire da varie materie prime chimiche. Si tratta di un composto organico con un peso molecolare molto elevato rispetto alle resine naturali. Inoltre, le resine sintetiche si dividono in resine termoplastiche (che si ammorbidiscono e fondono se riscaldate) e resine termoindurenti (che induriscono per reazione chimica mediante l'applicazione di calore e non si ammorbidiscono e fondono nemmeno se riscaldate nuovamente dopo il raffreddamento).
- Solvente: è un liquido trasparente che scioglie la resina, facilitando la miscelazione tra pigmento e resina. Dopo la verniciatura, evapora come un diluente e non rimane sulla pellicola di vernice.
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1. Panoramica e definizione delle vernici: Dal punto di vista delle proprietà di "prevenzione della ruggine (antiruggine)" e "bellezza", le vernici per auto hanno contribuito a migliorare la commerciabilità delle automobili applicando le tecnologie più recenti. Nei seguenti articoli di qualità, vernici e sistemi di rivestimento sono progettati per ottenere queste qualità di rivestimento nel modo più economico.
Le vernici sono generalmente fluide e hanno la proprietà di depositarsi sulla superficie dell'oggetto da rivestire, formando una pellicola continua (film di rivestimento) attraverso processi di essiccazione e polimerizzazione. Le proprietà fisiche e chimiche della pellicola di rivestimento così formata conferiscono all'oggetto da rivestire proprietà antiruggine e plastiche.
2. Processo di verniciatura automobilistica: Per ottenere la qualità di rivestimento desiderata per l'auto nel modo più economico possibile, vengono definiti il processo di rivestimento e le specifiche di rivestimento, e ogni qualità importante viene assegnata al film di rivestimento ottenuto in ciascun processo. Inoltre, poiché le caratteristiche del film di rivestimento dipendono dalla buona o cattiva lavorabilità del processo, la vernice utilizzata in ciascun processo è progettata in modo da massimizzare la funzione principale assegnata, tenendo conto delle condizioni di processo.L'applicazione è rigorosamente controllata nel reparto verniciatura.
Il processo sopra descritto è un sistema di rivestimento a 3 o 4 strati, comunemente impiegato per la verniciatura dei pannelli esterni delle automobili, e il film di rivestimento formato in ciascun processo svolge le funzioni che verranno descritte in seguito e definisce la qualità del rivestimento delle automobili come sistema di rivestimento completo. Nei camion e nei veicoli leggeri, in alcuni casi viene utilizzato un sistema di rivestimento a due strati, in cui una fase intermedia viene omessa dalla fase di verniciatura. Inoltre, nelle auto di fascia alta, è possibile ottenere una qualità migliore applicando due volte la mano intermedia o la mano di finitura.
Inoltre, di recente, è stato studiato e applicato un processo per ridurre i costi di rivestimento integrando i processi di rivestimento intermedio e superiore.
- Processo di trattamento superficiale: migliora la prevenzione della ruggine inibendo la reazione corrosiva del metallo e rafforzando l'adesione tra il sottostrato (film di elettrodeposizione) e il materiale (substrato). Attualmente, il fosfato di zinco è il componente principale del film e il metodo di trattamento a immersione è ampiamente utilizzato, in modo da poter trattare in modo adeguato anche componenti con strutture complesse. In particolare, per l'elettrodeposizione cationica, metalli come Fe, Ni e Mn, oltre allo Zn, vengono miscelati nel rivestimento per migliorarne ulteriormente la resistenza alla corrosione.
- Rivestimento per elettrodeposizione (primer per elettrodeposizione cationico): il fondo di rivestimento svolge principalmente la funzione di prevenzione della ruggine. Oltre alle eccellenti proprietà antiruggine, la vernice per elettrodeposizione cationica a base di resina epossidica offre i seguenti vantaggi come fondo di rivestimento per autoveicoli. ① Non si verifica eluizione del film trattato con fosfato di zinco durante il rivestimento per elettrodeposizione. ② Effetto inibitorio della reazione di corrosione dovuto alla basicità della struttura della resina. ③ Eccellenti proprietà antiruggine grazie all'effetto di mantenimento dell'adesione grazie all'elevata resistenza agli alcali della resina epossidica.
1) Vantaggi dell'elettrodeposizione cationica
* Anche le forme complesse possono essere rivestite con uno spessore di pellicola uniforme
* Eccellente penetrazione interna in parti e giunzioni complesse.
* Verniciatura automatica
* Facile manutenzione e gestione della linea.
* Buona lavorabilità alla verniciatura.
* È possibile applicare il sistema di lavaggio ad acqua a circuito chiuso UF (minore perdita di vernice e minore contaminazione delle acque reflue)
* Basso contenuto di solventi e basso inquinamento atmosferico.
* È una vernice a base d'acqua e presenta scarso rischio di incendio.
2) Vernice per elettrodeposizione cationica: in generale, si tratta di una resina poliamminica ottenuta aggiungendo ammine primarie e quaternarie a una resina epossidica. Viene neutralizzata con acido (acido acetico) per renderla idrosolubile. Inoltre, il metodo di polimerizzazione del film di rivestimento è una reazione di reticolazione uretanica che utilizza isocianato bloccato come agente polimerizzante.
3) Miglioramento della funzionalità della vernice elettrodeposta: è diffusa in tutto il mondo come fondo per automobili, ma la ricerca e lo sviluppo continuano a migliorare non solo la qualità anticorrosiva dell'intera automobile, ma anche la qualità dell'intonaco.
* Funzione di prevenzione della ruggine/strato protettivo
vai. Proprietà di rivestimento assoluto, resistenza alla penetrazione dei giunti, resistenza alla scheggiatura
tu. Attitudine della lamiera di acciaio antiruggine (adesione resistente all'acqua, resistenza alla rotazione)
fare. Tempra a bassa temperatura (migliore resistenza alla ruggine delle parti rivestite in gomma, ecc.)
* Funzione cosmetica/decorativo
vai. Proprietà del rivestimento della rugosità della lamiera d'acciaio (contribuisce a migliorare la levigatezza e la lucentezza, ecc.)
tu. Resistenza all'ingiallimento (inibizione dell'ingiallimento della finitura bianca)
- Rivestimento intermedio: il rivestimento intermedio svolge un ruolo ausiliario per massimizzare la funzione antiruggine del fondo (elettrodeposizione) e la funzione di stuccatura del rivestimento di finitura, migliorando la qualità della vernice dell'intero ciclo di verniciatura. Inoltre, il processo di rivestimento intermedio contribuisce a ridurre i difetti di verniciatura poiché copre in una certa misura i difetti inevitabili del fondo (graffi, adesione di polvere, ecc.) nella linea di verniciatura vera e propria.
La vernice intermedia è un tipo di vernice che utilizza resina poliestere priva di olio come resina di base e la polimerizza a caldo aggiungendo resina melamminica e, più recentemente, uretano (Bl). Recentemente, per migliorare la resistenza alla scheggiatura, un primer antischeggiatura viene talvolta applicato bagnato su bagnato nel pre-processo intermedio.
1) Durata dello strato intermedio
* Resistenza all'acqua: basso assorbimento e previene la formazione di vesciche
* Resistenza alle scheggiature: assorbe l'energia d'impatto quando la pietra viene lanciata e riduce il danneggiamento della pellicola di rivestimento che causa il rumore, e sopprime il verificarsi di corrosione da crosta.
* Resistenza alle intemperie: minore deterioramento dovuto ai raggi UV e riduzione del rischio di sfaldamento dello strato superiore dovuto all'esposizione all'aria aperta.
2) Funzione intonacante dello strato intermedio
* Proprietà di rivestimento: contribuisce alla levigatura dell'esterno finito coprendo la rugosità superficiale del rivestimento di elettrodeposizione
* Resistenza ai solventi: sopprimendo il rigonfiamento e la dissoluzione dello strato intermedio rispetto al solvente dello strato superiore, si ottiene una qualità di aspetto ad alto contrasto.
* Regolazione del colore: lo strato intermedio è solitamente grigio, ma recentemente è possibile applicare uno strato superiore con basse proprietà coprenti colorandolo (sigillante colorato).
3) Vernice intermedia
*Qualità richiesta per lo strato intermedio: resistenza alla scheggiatura, proprietà di occultamento della base, adesione al film di elettrodeposizione, levigatezza, nessuna perdita di luce, adesione allo strato di finitura, resistenza al deterioramento della luce
- Finitura: la funzione principale della finitura è quella di fornire proprietà estetiche, proteggerle e mantenerle. Tra i requisiti di qualità rientrano il colore, la levigatezza della superficie, la lucentezza e la qualità dell'immagine (capacità di illuminare chiaramente l'immagine di un oggetto nel film di rivestimento). Inoltre, la finitura deve essere in grado di proteggere e mantenere l'estetica di tali automobili per un lungo periodo di tempo.
- Finitura: la funzione principale della finitura è quella di fornire proprietà estetiche, proteggerle e mantenerle. Tra i requisiti di qualità rientrano il colore, la levigatezza della superficie, la lucentezza e la qualità dell'immagine (capacità di illuminare chiaramente l'immagine di un oggetto nel film di rivestimento). Inoltre, la finitura deve essere in grado di proteggere e mantenere l'estetica di tali automobili per un lungo periodo di tempo.
1) Finitura: i colori vengono classificati in base alla base del pigmento applicato alla vernice e si dividono principalmente in colori micacei, colori metallici e colori pieni a seconda che vengano utilizzati o meno pigmenti in scaglie, come scaglie di polvere di alluminio.
* Qualità dell'aspetto: levigatezza, lucentezza, vividezza, sensazione di terreno
* Durata: mantenimento e protezione della lucentezza, cambiamento di colore, sbiadimento
* Adesione: Adesione al rivestimento, adesione a 2 toni, adesione con medium
* Resistenza ai solventi
* Resistenza chimica
* Qualità funzionale: resistenza al lavaggio auto, resistenza alla pioggia acida, resistenza alle scheggiature
2) Vernice ecologica
* High Solid: Si tratta di una vernice ad alto contenuto di solidi che rispetta le normative sui COV (composti organici volatili) e che riduce la quantità di solventi organici utilizzati. È caratterizzata da un'eccellente sensazione al tatto e dall'utilizzo di resina a basso peso molecolare.
* Tipo Water Bome (vernice a base d'acqua): si tratta di una vernice che riduce al minimo la quantità di solvente organico utilizzato e utilizza acqua (acqua pura) come diluente. Come caratteristica, il processo di verniciatura richiede un sistema di preriscaldamento (IR_Preheat) in grado di far evaporare l'acqua, quindi è necessario ristrutturare l'impianto, e anche la pistola a spruzzo richiede un metodo a elettrodi per vernici a base d'acqua.
3) Vernice funzionale
* CCS (Complex Crosslinking System, vernice a reticolazione complessa): è un tipo di resina uretanica (isocianata) o silanica in cui una parte della resina melamminica, vulnerabile alla pioggia acida nel sistema di resina acrilica/melamminica, viene sostituita e la resistenza agli acidi e ai graffi viene migliorata.
* NCS (New Crosslinking System, New Crosslinking Type Paint): vernice non melamminica ottenuta mediante polimerizzazione epossidica acida su resina acrilica. Presenta un'eccellente resistenza agli acidi, ai graffi e alle macchie.
- Lavorabilità del rivestimento finale: per ottenere una buona riproducibilità del rivestimento finale desiderato in modo economicamente vantaggioso, è essenziale una buona lavorabilità della vernice (atomizzazione, fluidità, puntinatura, levigatezza, ecc.). A tal fine, è importante regolare il comportamento della viscosità nel processo di formazione multi-film, dalla verniciatura alla cottura e all'indurimento. Anche le condizioni ambientali di verniciatura, come temperatura, umidità e velocità del vento nella cabina di verniciatura, sono fattori importanti.
1) Viscosità della resina: peso molecolare, compatibilità (parametro di solubilità: valore SP)
2) Pigmento: assorbimento dell'olio, concentrazione del pigmento (PWC), granulometria dispersa
3) Additivi: agente viscoso, agente livellante, agente antischiuma, inibitore della separazione del colore, ecc.
4) Velocità di polimerizzazione: concentrazione dei gruppi funzionali nella resina base, reattività dell'agente reticolante
Inoltre, lo spessore del film di rivestimento ha una grande influenza sull'aspetto finale del top coat. Recentemente, un agente strutturale viscoso come il microgel permette di ottenere sia fluidità che proprietà di livellamento, e l'aspetto finale viene migliorato dal rivestimento a film spesso.
- Resistenza del rivestimento superiore alle intemperie: sebbene le automobili siano esposte a vari ambienti, il rivestimento superiore è esposto all'azione di luce, acqua, ossigeno, calore, ecc. Di conseguenza, si verificano una serie di fenomeni sfavorevoli che ne compromettono l'estetica.
1) Fenomeni ottici
* Degradazione della lucentezza: la levigatezza della superficie del film di rivestimento viene compromessa e la riflessione diffusa della luce dalla superficie aumenta. La composizione della resina è importante, ma anche l'effetto del pigmento è rilevante.
* Scolorimento: la tonalità del rivestimento iniziale cambia a seconda dell'invecchiamento del pigmento o della resina nel film di vernice. Per le applicazioni automobilistiche, è consigliabile scegliere il pigmento più resistente agli agenti atmosferici.
2) fenomeni meccanici
* Crepe: le crepe si verificano nello strato superficiale del film di rivestimento o nell'intero film di rivestimento a causa di variazioni nelle proprietà fisiche del film di rivestimento dovute a fotoossidazione o idrolisi (diminuzione dell'allungamento, dell'adesione, ecc.) e stress interno. In particolare, tendono a verificarsi in un film di rivestimento trasparente metallizzato e, oltre alla regolazione delle proprietà fisiche del film di rivestimento tramite la composizione della resina acrilica e la regolazione delle proprietà fisiche del film di rivestimento, l'applicazione di un assorbitore di raggi ultravioletti e di un antiossidante risulta efficace.
* Peeling: la pellicola di rivestimento si stacca parzialmente a causa di una diminuzione dell'adesione della pellicola di rivestimento o di una diminuzione delle proprietà reologiche e dell'azione di forze esterne come schizzi o vibrazioni di pietre.
3) fenomeno chimico
* Contaminazione da macchie: se fuliggine, resti di insetti o pioggia acida aderiscono alla superficie del film di rivestimento, il pezzo si macchia e scolorisce. È necessario applicare un pigmento e una resina resistenti ai graffi e agli alcali. Uno dei motivi per cui la vernice trasparente viene applicata al colore metallizzato è per proteggere la polvere di alluminio.
- Sfide future per la finitura superficiale: l'estetica e il design stanno diventando sempre più importanti per migliorare le proprietà commerciali delle automobili. Pur rispondendo alla diversificazione della domanda e ai cambiamenti nei materiali come la plastica, è necessario rispondere anche a esigenze sociali come il deterioramento dell'ambiente di esposizione delle automobili e la riduzione dell'inquinamento atmosferico. In queste circostanze, si stanno prendendo in considerazione diverse finiture per le automobili del futuro.
Diamo un'occhiata più da vicino ai tipici processi di verniciatura per autoveicoli e vediamo dove il trasferimento di calore e di massa sono applicazioni importanti. Il processo di verniciatura generale per le automobili è il seguente.
① Pretrattamento
② Elettrodeposizione (sottostrato)
3. Verniciatura sigillante
④ Sottorivestimento
⑤ pittura a cera
⑥ Primer anti-scheggiatura
⑦ Primer
⑧ Top Coat
⑨ Rimozione dei difetti e lucidatura
Il processo di produzione di un'automobile richiede circa 20 ore, di cui 10 ore, ovvero la metà, del processo sopra elencato. Tra questi, i processi più significativi e importanti sono il pretrattamento, la verniciatura elettrodepositiva (rivestimento del fondo), la verniciatura del primer e la verniciatura finale. Concentriamoci su questi processi.
Data di pubblicazione: 08-11-2022
