BASF水性底色漆-2010

1、Automotive SolutionsPerformancePassionSuccessBYD BASF 工作坊工作坊深圳深圳,05.12.2010宋威宋威 博士，巴斯夫上海涂料有限公司博士，巴斯夫上海涂料有限公司Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司21987 水性色漆最早的应用：水性色漆最早的应用： 欧洲：欧洲：GM/Opel Bochum and Volvo/Gothenburg 北美：北美：GM St. Therese如今如今 德国超过德国超过70%的汽车生产商，欧洲超过的汽车生

2、产商，欧洲超过50%的的汽车生产商，北美约汽车生产商，北美约50%的汽车生产商，以及日的汽车生产商，以及日本的超过本的超过40%的汽车生产商均使用水性色漆。的汽车生产商均使用水性色漆。水性色漆的发展历史水性色漆的发展历史Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司32005年全球底色漆市场分布年全球底色漆市场分布 各类技术份额各类技术份额粉末粉末水性水性溶剂型溶剂型亚洲：亚洲：欧洲：欧洲：北美：北美： 南美南美（包括非洲、中东）（包括非洲、中东）：全球：全球：Automotive Solutio

3、ns Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司4Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司5 优异的性能优异的性能 优异的外观优异的外观 优异的颜色匹配性和稳定性优异的颜色匹配性和稳定性 与各种现有市售清漆的匹配性与各种现有市售清漆的匹配性BASF水性漆的优水性漆的优点点Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司6 技术特性方面技术

4、特性方面 水性色漆与溶剂型色漆同为水性色漆与溶剂型色漆同为3C2B技术技术 杰出的应用特性杰出的应用特性 杰出的铝粉和珠光粉的闪烁效果杰出的铝粉和珠光粉的闪烁效果 外观外观 优秀的润湿性和流平性优秀的润湿性和流平性 环境保护方面环境保护方面 溶剂含量低溶剂含量低 比溶剂型产品减少比溶剂型产品减少60 - 90% 溶剂挥发溶剂挥发BASF水性漆的优水性漆的优点点Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司7GM上海通用南厂上海通用南厂产能：产能：20万台万台/年年2005年开始水性底色漆生产年开始

5、水性底色漆生产BASF占占95%供应额供应额NISSAN东风日产花都东风日产花都产能：产能：20万台万台/年年2007年开始水性底色漆生产年开始水性底色漆生产BASF占占100%供应额供应额HONDA广州本田广州本田产能：产能：15万台万台/年年2007年开始水性底色漆生产年开始水性底色漆生产BASF 水性色漆在中国的合作伙伴水性色漆在中国的合作伙伴中国首台使用水性色漆生产的车身中国首台使用水性色漆生产的车身别克凯越别克凯越,2005上海通用汽车南厂上海通用汽车南厂2007年上海通用年上海通用“绿色环保大奖绿色环保大奖”Automotive Solutions Performance Pass

6、ion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司8 水性色漆的组成水性色漆的组成 水溶剂的物理化学特性水溶剂的物理化学特性 水性色漆的流变学性质水性色漆的流变学性质 溶剂水的挥发过程：强制闪干溶剂水的挥发过程：强制闪干 水性色漆施工应用管理水性色漆施工应用管理水性色漆的水性色漆的knowhowAutomotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司9Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有

7、限公司10BASFCoatings AG色漆系统色漆系统Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司1122%76%2%树脂树脂有机溶剂有机溶剂颜料颜料水水12%2%63%23%两种底色漆的成分对比两种底色漆的成分对比以水做溶剂，颜料，树脂，助剂体系均有明显的变化。以水做溶剂，颜料，树脂，助剂体系均有明显的变化。Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司12溶剂型色漆与溶剂型色漆与水的相容性水的

8、相容性水性色漆与水水性色漆与水的相容性的相容性溶剂与色漆的相容性溶剂与色漆的相容性Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司13Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司14水性底漆的挥发率比溶剂型底漆的挥发率慢得多！水性底漆的挥发率比溶剂型底漆的挥发率慢得多！湿度在应用过程中的影响很大湿度在应用过程中的影响很大在喷涂清漆之前在喷涂清漆之前,加热闪干阶段需要另外附加能量帮助漆膜中的水分挥发。水

9、性底漆必加热闪干阶段需要另外附加能量帮助漆膜中的水分挥发。水性底漆必须闪干到水份须闪干到水份 10 %，否则会有出针孔的危险，否则会有出针孔的危险水溶剂的部分物理化学特性水溶剂的部分物理化学特性必须关注色漆中效果颜料的排列情况必须关注色漆中效果颜料的排列情况水性底漆在应用过程中会面临溶剂型底漆所没有的流挂风险水性底漆在应用过程中会面临溶剂型底漆所没有的流挂风险因此，在水性底漆的应用过程中必须注意：因此，在水性底漆的应用过程中必须注意：此外，水分子有很高的极性且分子间有很强的氢键，水挥发所需的能量比有机溶剂高此外，水分子有很高的极性且分子间有很强的氢键，水挥发所需的能量比有机溶剂高5 - 7倍。

10、倍。水性底漆在喷涂过程中挥发水性底漆在喷涂过程中挥发15 - 20 % 的的“稀释剂稀释剂”溶剂型底漆在喷涂过程中挥发溶剂型底漆在喷涂过程中挥发60 - 70% 的稀释剂的稀释剂水水有机溶有机溶剂剂表面表面张张力力mN/m72.029.0蒸汽蒸汽压压力力h Pa24.05.0 - 12.5比比热热容容kJ/(kg*K)4.181.6 - 2.0Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司15施工过程中的溶剂挥发施工过程中的溶剂挥发0102030405060708090-1012345Settin

11、g Time (min)Solid Content (wt%)Solvent BorneWater Borne25 , 65 % Rel. - H时间 分钟-1固含量 重量%Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司16Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司17 溶剂型色漆依赖溶剂挥发（固含量）达到在不同溶剂型色漆依赖溶剂挥发（固含量）达到在不同喷涂阶段所需要的粘度，水性色漆由于水的低挥喷

12、涂阶段所需要的粘度，水性色漆由于水的低挥发率因而必须具有触变性发率因而必须具有触变性 BASF 水性色漆具有触变性从而可获得优异的外水性色漆具有触变性从而可获得优异的外观观包括在高剪切率下很好的施工性（剪切变包括在高剪切率下很好的施工性（剪切变稀），在完成喷涂之后的瞬间达到很好的流平性稀），在完成喷涂之后的瞬间达到很好的流平性以及在闪干阶段很好的抗流挂性以及在闪干阶段很好的抗流挂性水性色漆的流变学性质：触变性水性色漆的流变学性质：触变性Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司18020040

13、06008001000150250300200粘度粘度 mPa s剪切率剪切率 D (1/s)RCA 形成形成 3-D 网状结构网状结构 剪切力破坏了这一结构；在剪切力消失后逐渐恢复剪切力破坏了这一结构；在剪切力消失后逐渐恢复水性色漆的流变特性曲线水性色漆的流变特性曲线良好的铝粉闪烁效果良好的雾化Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司19流变控制与施工应用流变控制与施工应用02004006008001000150250300200粘度粘度 mPa s剪切率剪切率 D (1/s)循环系统循环

14、系统喷涂喷涂调漆缸调漆缸Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司20Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司21 特别强调：既然称为特别强调：既然称为“闪干闪干”，就说明该过程不同于，就说明该过程不同于喷涂清漆之后的喷涂清漆之后的“烘烤烘烤”。尽管从习惯上来说我们称。尽管从习惯上来说我们称呼水性色漆的加热闪干烘道为呼水性色漆的加热闪干烘道为“小烘房小烘房”，但是实际上，但是实际上在经过该烘

15、道之后，色漆漆膜仅仅只是排除了多余的在经过该烘道之后，色漆漆膜仅仅只是排除了多余的水分，漆膜的树脂之间并未发生交联反应。因此只是水分，漆膜的树脂之间并未发生交联反应。因此只是一个物理过程。一个物理过程。“强制强制”闪干闪干Forced Flash OffAutomotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司22气封气封20 - 2760 - 80% 干燥空气干燥空气0.3 - 0.5 m / s热风吹干：热风吹干：温度温度: 50 - 70 含水量含水量: 最高最高. 10g / kg 空气含量空气含量:

16、 4000 m / h . m 喷嘴口空气流速喷嘴口空气流速: 10 - 15 m / s冷风降温：冷风降温：温度温度: 20 空气含量空气含量4000 m / h . m空气流速空气流速 10 - 15 m / s气封气封012345time / min.推荐：阶段闪干推荐：阶段闪干强制闪干区域的设计强制闪干区域的设计Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司23加热闪干烘道的设计加热闪干烘道的设计建议参数建议参数时间时间: 3 - 6 min空气温度空气温度: 50 - 70空气线速度空气

17、线速度: 10 - 15 m / s空气含水量空气含水量: 10g / kg喷嘴距离喷嘴距离: 30 - 90 cm加热类型加热类型: 热对流热对流八角形加热闪干烘道八角形加热闪干烘道Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司24Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司25 （一）水性色漆的施工特性（一）水性色漆的施工特性 （二）水性色漆的施工环境控制（二）水性色漆的施工环境控制 （三）水性

18、色漆的喷涂控制（三）水性色漆的喷涂控制 （四）溶剂水的挥发过程：强制闪干（四）溶剂水的挥发过程：强制闪干 水性色漆施工应用管理水性色漆施工应用管理 水性色漆循环系统的设置水性色漆循环系统的设置水性色漆应用系统的管理水性色漆应用系统的管理Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司26（一）水性色漆施工窗口（一）水性色漆施工窗口% 相对湿度相对湿度18405060708090202224262830温度温度 最适宜最适宜可调试区域(颜色，流挂，气泡受限制)可调试区域(颜色，外观受限制)可调试区域外

19、观，颜色Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司277/31/200627ASTM D3539（一）温湿度对水的挥发速率的影响（一）温湿度对水的挥发速率的影响温度对水的挥发性的影响相对湿度 0% 时挥发时间 秒挥发率 %挥发率 %挥发时间秒湿度对水的挥发性的影响温度25 时Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司28雾化建议雾化建议色漆色漆 : 旋杯旋杯-旋杯旋杯 (流量流量 : 80 1

20、20 ml/min.)清漆清漆 : 旋杯旋杯（二）涂装线布局与施工环境控制（二）涂装线布局与施工环境控制Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司29温度温度湿度湿度在水性色漆在水性色漆的施工过程的施工过程中，我们必中，我们必须控制喷房须控制喷房以及闪干区以及闪干区的温湿度的温湿度送风送风抽风抽风空气过滤空气过滤雾化器雾化器雾化器雾化器水喷淋装置水喷淋装置水喷淋装置水喷淋装置（二）水性底色漆喷房示意图（二）水性底色漆喷房示意图Automotive Solutions Performance P

21、assion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司30（三）分别适于喷涂两种色漆的旋杯（三）分别适于喷涂两种色漆的旋杯 直接加压直接加压 外部加压外部加压溶剂型色漆溶剂型色漆 水性色漆水性色漆 出于安全操作的考量，水性色漆只能使用外部加压的方式进行喷涂出于安全操作的考量，水性色漆只能使用外部加压的方式进行喷涂Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司31（三）各类雾化器的喷涂（上漆）效率（三）各类雾化器的喷涂（上漆）效率手工喷枪手工喷枪30-40%自动气喷枪自动气喷枪

22、40-50%静电气喷枪静电气喷枪50-65%高流量低压喷枪高流量低压喷枪55-70%旋杯，外部加压旋杯，外部加压65-85%旋杯，内部加压旋杯，内部加压70-90%Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司32 （四四）调漆间控制：储存条件）调漆间控制：储存条件 冬夏两季需要有空调控温的储藏间冬夏两季需要有空调控温的储藏间 运输过程中需要使用带空调的运输车运输过程中需要使用带空调的运输车 调漆间和储藏间需要有空调控温调漆间和储藏间需要有空调控温 在以上条件下，水性色漆的有效期为在以上条件下，水

23、性色漆的有效期为6个月个月Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司33剪切控制剪切控制1.输送泵的选择输送泵的选择2.搅拌器的选择搅拌器的选择流速控制流速控制1.循环系统压力控制循环系统压力控制温度控制温度控制设备选择设备选择1.耐腐蚀材料的选择耐腐蚀材料的选择环境控制环境控制（四四）调漆间控制：循环系统）调漆间控制：循环系统Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司34 避免过多的剪切可由

24、以下方法实现：避免过多的剪切可由以下方法实现： 泵的选择和使用泵的选择和使用 活塞泵和凸轮泵是低剪切力类型，涡轮泵活塞泵和凸轮泵是低剪切力类型，涡轮泵属于高剪切力的类型，油漆对该设备较敏属于高剪切力的类型，油漆对该设备较敏感感 使用低剪切力的备压阀使用低剪切力的备压阀 使用恒定直径的管路接口使用恒定直径的管路接口剪切控制剪切控制泵的选择泵的选择Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司35 搅拌器种类：搅拌器种类： 把色漆投入调漆缸之后，在进入循环系统之前有一个搅拌的过程。在把色漆投入调漆缸之

25、后，在进入循环系统之前有一个搅拌的过程。在这个预分散阶段可对色漆进行各种简易的调整；这个预分散阶段可对色漆进行各种简易的调整； 搅拌器和循环缸之间必须匹配已达到良好的分散效果；搅拌器和循环缸之间必须匹配已达到良好的分散效果； 必须保正油漆在整个调漆缸里都处于均匀分散状态，因此桨叶的排布必须保正油漆在整个调漆缸里都处于均匀分散状态，因此桨叶的排布可选用多层式；可选用多层式； 需要使用范围从需要使用范围从40 - 400 min 的无限变速器的无限变速器； 以下是几种搅拌桨的几何结构和桨叶的多层排布方式：以下是几种搅拌桨的几何结构和桨叶的多层排布方式：剪切控制搅拌器的选择剪切控制搅拌器的选择Automotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司36流速控制：循环系统压力设置流速控制：循环系统压力设置油漆压力油漆压力循环管路循环管路 (枪枪) 泵泵主缸主缸CCV 颜色转换器颜色转换器喷枪喷枪喷房喷房备压阀备压阀 (bpr)7 - 1010 - 155 - 6(最适宜最适宜)12 - 16max!调压阀调压阀0 barAutomotive Solutions Performance Passion Success2009-6-2张涵青,BASF上海涂料有限公司37 避免过高