谢志敏 (山东齐鲁漆业有限公司，山东聊城 252042)
摘要： 本文通过半挂专用车涂层配套体系演变历程，到涂装施工工艺及流程的介绍，就半挂车涂层涂料的匹配性、涂装施工环境、表面清洁度等方面的涂层质量控制方法进行了分析，提出了符合环保要求的紧凑型“湿碰湿”涂装工艺，介绍了涂装质量检测验收内容和标准。
关键词：涂装；专用半挂车；涂装工艺；质量控制
1 引言
1.1 国家标准GB/T 17350《专用汽车和专用半挂车术语、代号和编制方法》将专用汽车(special purpose motor vehicle )定义为:" 半挂车是车轴置于车辆重心（当车辆均匀受载时）后面，并且装有可将水平或垂直力传递到牵引车的联结装置的挂车。”一般分为﹕自卸式半挂车、低平板半挂车、仓栅式半挂车、集装箱半挂车、自卸式半挂车、栏板式半挂车、骨架式集装箱半挂车、厢式半挂车等十几等型式。
1.2 近年来专用车得到高速发展，尤其是半挂车系列和罐车系列发展更为迅速，专用汽车工业已成为我国国民经济的支柱产业。一些国外的专用车生产企业已进入国内生产、销售，促使国内专用车在整车轻质化技术和外观装饰性上产生了质的飞跃。由于这类型车辆机动性强、长期全天候户外行驶，要求用于车身防护的涂层体系既能满足美观装饰性的同时还能够经受强紫外线、盐雾、湿热、冷热交替、雨雪冰冻等严酷环境的考验。整车涂装也就成为兼具产品美观装饰性、提高耐蚀性和延长使用寿命的主要措施之一。
2、涂层配套体系
2.1 半挂汽车服役时间长，长期运行于自然环境下，在各种气候因素（高温、高湿、雨、雪、日光直接照射）、腐蚀介质（工业大气、盐雾、风砂、油品、尘土、泥浆等污染）环境因素的综合作用下，加上运行时长期处于机械震动状态，极易造成车身外表面生锈、腐蚀。实践证明，目前能兼顾防腐蚀、美观装饰性的整车涂装（底漆+面漆）的复合涂层涂装保护是最有效、最易翻新维修、最经济和简易可行的方法。
2.2 多年来，随着经济条件的改善和涂料产品技术、涂装装备、施工工艺的进步及环境保护要求的提高，半挂汽车涂装配套（底漆+面漆）复合涂层经过了醇酸底漆+醇酸面漆→环氧酯底漆+丙烯酸面漆→双组分环氧底漆+双组分丙烯酸聚氨酯面漆→双组分水性环氧底漆+双组分水性聚氨酯面漆体系配套的演变历程。
2.3 综合国内外各专用车制造厂家的车身涂装体系，由于在不同时期、不同销售区域市场，用户对半挂汽车的美观装饰性、耐蚀寿命要求不同，各专用车制造厂家对各种涂层配套体系的防护性能、经济适用性及美观性均有不同标准。各阶段典型涂层配套体系性能比较见表1
表1、各阶段涂层配套体系性能
3 涂装施工工艺
序号 | 涂层配套体系 | 涂料及复合涂层性能 |
1 | 醇酸底漆+醇酸面漆 | 施工方便，重涂性好便于修补；干燥慢，涂层‘三防’ 性能、耐磨性、耐油品性能差。固体分低、VOCs超标。 |
2 | 环氧酯底漆+丙烯酸面漆 | 施工方便，重涂性好便于修补，涂层耐候及‘三防’ 性能良好；耐水性、抗冲击性能差；不耐磨、不耐油品污染。固体分低、VOCs超标。 |
3 | 双组分环氧底漆+双组分脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆 | 涂膜附着力、抗冲击性能优异，丰满度和光泽良好；耐油品污染、耐候‘三防’ 性能好；重涂修补性能好，目前广泛用于专用车辆的涂装和修补。高固体系产品符合低VOCs含量环保要求。 |
4 | 双组分水性环氧底漆+双组分水性聚氨酯面漆 | 涂膜抗冲击性能，柔韧性和光泽良好；符合C3环境下对涂层耐候性要求。适宜水性涂装线上采用“三涂三烘” 涂装工艺；VOCs达标。 |
3.1基材表面处理
3.1.1 喷砂部位：主横梁槽钢、边粱、立柱、贯穿梁、斜拉撑、上翼板的上下平面、下翼板的下平面。
3.1.2 清洁标准：氧化皮清除干净，粗糙度达标。
3.1.3 除油部位：对基材是轻薄材料的部分如厢板、上底板、前后弧型板、厢板侧面方管、仓栏方管、护轮板等部位表面处理采用除油清洁。擦拭、清洁干净
3.1.4 清洁标准：油污、杂质（焊渣、焊丝头）清除干净。
3.2 涂装施工工艺流程
3.2.1 工艺一（“三涂三烘” 工艺）：上线基材吹灰除尘→喷涂底漆1道→烘干→局部刮腻子找平→烘干→腻子打磨/吹灰除尘→喷涂第1道面漆→喷涂第2道面漆→烘干→下线
3.2.2 工艺二（“三涂一烘” 湿碰湿工艺）：上线基材吹灰除尘→局部刮腻子找平→烘干→腻子打磨/吹灰除尘→喷涂底漆1道→喷涂第1道面漆→喷涂第2道面漆→烘干→下线
3.3 “三涂一烘” 湿碰湿涂装工艺要求
涂装工艺步骤 | 工艺要求 |
准备 | ①检查喷漆室温湿度、漆雾过滤设施、施工机具和个人安全防护；②按比例配制油漆；③检查确认处理好的基材无油污/焊渣/锈迹/杂物；④用干净压缩空气吹扫待涂装的整体车身表面砂灰及砂粒。 |
喷涂第1道底漆 | ①先对沟槽/边角处如下底斜拉撑、厢板上下沿凹槽内、把手及平挂钩、后防护网雾喷；②再大面整体喷涂第1道底漆。③涂层干膜厚度30-40 um。 |
底漆检查 | ①喷涂到位无盲点、无露底；②漆膜无流挂、无砂粒；干燥正常；③涂膜外观平整光滑。 |
喷涂第1道面漆 | ①底漆流平/晾干20-30min后，喷涂第1道面漆；②先喷沟槽、棱角再大面积喷涂。③涂层干膜厚度25-30 um。 |
喷涂第2道面漆 | ①第1道面漆流平/晾干20-30min后，喷涂第2道面漆；②先喷沟槽、棱角再大面积喷涂；③第一道和第二道采用交叉喷涂。④涂层干膜厚度25-30 um。 |
面漆检查 | 涂膜外观无桔皮、针孔、起泡、失光、皱纹、起粒及颜色发花瑕疵 |
烘干 | 推入烘漆房烘干温度:80～100℃时间:30～45min烘干 |
4、质量控制方法
为了预防涂层弊病，消除替在隐患，注重涂层质量控制是确保涂层总体质量达到预期防护目的的有效措施。具体的涂层质量控制方法分述如下。
4.1 涂层的涂料之间必须相互匹配、适用
涂料的配套就是按照施工要求，选择最适合的涂料和涂装系统，保证实施最佳涂料配套的系统工程。所谓涂料的配套性就是涂装底材和涂料以及各层涂料品种之间的适应性。
4.1.1 半挂专用汽车涂层间复涂的基本条件是：覆盖底层涂层的面漆品种必须与底漆涂料品种配套，二者有良好的相融、粘合、链接的匹配性。通常情况下，涂料各涂层间的配套应遵循以下原则
(1) 同类溶剂的涂料可以互相配套。
(2) 下硬上软。底漆用强溶剂的涂料，面漆用弱溶剂的涂料，如双组分涂料不允许覆盖在单组分涂层表面，因相容性差，易出现咬底弊病。
(3) 按所用溶剂的强弱从里到外由强到弱排列配套。但底漆、面漆所用溶剂的强弱反差不能太大，否则产生底漆、面漆之间结合不牢或层间脱离现象。
(4) 按干燥方式配套。双组分固化型涂料和氧化型涂料作底漆，氧化型涂料和挥发性涂料作面漆。
(5) 单组分涂料不宜直接覆盖在双组分涂层表面，应使用起链接作用的中间涂层，方可起到承上启下的作用，从而消除因不易溶合而导致的层间附着力不良的缺陷。
4.2 涂装环境条件必须满足复涂的基本要求
环境条件主要指被涂物所处的地域、场地、场所及周围的天气状况和被涂物自身所具备的物理条件。环境条件的严格控制是保证复涂涂层质量的重要环节。
4.2.1根据现行环保政策要求，半挂专用汽车的涂装施工一般是在订制的符合环保排放标准的户内涂装车间专用喷砂（抛丸室）+喷漆室+烘漆室涂装施工线上进行。室内涂装施工环境条件的具体控制要求是：
(1) 涂装环境的空气温度、相对湿度，被涂物表面的温度、露点温度等必须能满足涂料施工及其干燥、固化过程所需要的基本条件。
(2) 对采用湿式漆雾过滤装置喷漆室的涂装线当环境温度降至0℃以下时，室内潮湿处的被涂物表面易出现结霜或薄冰现象。实施施工作业时，必须通过加温设备提高表面温度和通风条件或在自然温度回升(在阳光充足的时段)、被涂物表面冰霜融化蒸发后，再进行作业。
4.3 表面处理必须能达到涂装清洁度要求
按照ISO 8502标准，表面清洁就是彻底清除残留在被涂覆盖涂层表面、可能影响涂层附着的灰尘、漆雾、油脂、水分、盐分及表面附着的污物和异物(如底层涂膜表面流挂、堆积等涂层缺陷)。
4.3.1 通常情况下，半挂专用汽车的涂装施工是在涂装线上采用“三涂三烘” 工艺进行操作。由于种种原因，大多数涂装线与车辆总装线在同一车间，环境粉尘严重超标；有的喷砂（抛丸室）、喷漆室、烘漆室不在同一车间，甚至底漆喷漆室和面漆喷漆室也不在同一生产车间，涂装过程中车辆需要转场施工，往往导致不是连续性一次完成涂层施工成膜。为了保证（底漆+面漆）复涂涂层附着牢固，漆膜有效、外观装饰美观，具体的控制要求是：
(1) 表面灰尘清洁度不大于ISO 8502-3规定的2级；表面可溶性盐残留量不得高于50mg/m2。
(2) 对转场施工的车辆，采取适合的方法(如砂纸打磨、工具铲除、溶剂清洗、抹布擦拭或高压淡水冲洗等)清洗复涂前残留半附着在被覆盖涂层表面的灰尘、漆雾、油脂、水分、污物及前涂层的表面流挂、堆积等缺陷，达到肉眼观察无明显残留痕迹、表面洁净平整的程度。
(3) 对在组装调试中车身涂膜的损伤部位或由于焊接、校正等原因引起的损伤，必须及时先进行表面处理再修补涂装。
5、环保紧凑型“湿碰湿”涂装工艺
车身涂层（底漆+面漆）复涂，除复合涂层各涂料必须配套适应、环境条件应满足施工及干燥∕固化条件、被覆涂层表面清洁须达标外，科学选择最佳复涂时机显得重要。经过现场实验验证，采用符合环保要求的紧凑型“湿碰湿”涂装工艺是切实可行的节能、减少VOCs排放方法之一。
5.1涂层“湿碰湿”复涂涂装工艺，就是在被覆盖涂层未达到实干程度，漆膜仍处于软状态时，即实施后续涂层涂装的工艺。“湿碰湿”复涂，符合国家“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案” 对‘推进整车制造、改装汽车制造、汽车零部件制造等领域VOCs排放控制。…，配套使用“三涂一烘”或“两涂一烘”等紧凑型涂装工艺 …’要求，符合工业涂装VOCs综合整治标准。
5.2“湿碰湿”复涂工艺应具备的条件
5.2.1 环境条件必须满足涂料施工及其干燥∕固化过程的需要。如空气温度、相对湿度、表面温度、露点温度及天气状况。
5.2.2 须据被覆盖涂层的表面状态(如涂料的表干时间要求和现场实际干燥程度)来确定可复涂时间。
5.2.3 底漆必须达到膜厚的控制范围，上限和下限应满足涂料涂装规定的膜厚值。
5.3“湿碰湿”复涂质量保证措施
5.3.1 “湿碰湿”复涂的关键点就是恰到好处地把控涂层的干湿程度。如涂层未达到允许复涂的表干程度，一旦复涂，会导致表层涂层连同底层一起流挂或堆积；若超过允许的表干时间，达到硬化程度，则会造成层间附着力差，易剥离、脱落的后果。确保复涂质量的措施包括：
(1) 涂装间隔时间控制：底层涂层已达到“指触不粘手但处于表面干燥的软状态，未达到硬化程度”即实施表层涂装。
(2) 对因天气或其它原因未能在允许的时间内完成“湿碰湿”复涂的，可采用适当降低膜厚或增加膜厚方法予以补救。
(3) 采取定量涂料控制与湿膜厚度测量相结合的方法，防止膜厚失控。
6、质量检测验收及标准
涂装后的涂层质量检测主要是针对涂膜性能的检测，通常包括涂膜机械性能如附着力、冲击强度、硬度、光泽等和特殊性能如耐候性、耐酸碱性、耐油性、耐溶剂性等两个方面。由于被涂装物服役的腐蚀环境体系及要求的不同，对涂膜的各项技术性能指标和检测方法也不尽相同，同时，不同的行业也存在不同的检测方法和标准。半挂汽车行业对完工的车身防护涂层进行的现场质量检测验收内容及标准主要包括：
6.1 干膜厚度
涂膜厚度的检测虽然不属于涂膜机械性能的范围，但它是现场检测中不可缺少的必须检查项目。与普通装饰性涂层不同，半挂车的涂膜厚度往往决定了车辆的美观性和使用寿命。
6.1.1 干膜厚度的测量
干膜厚度的测量分为破坏性测试和非破坏性测试两种方法。破坏性的测试方法要对涂膜进行划刻等损伤性行为，非破坏性测试方法则不会对涂膜造成损害。破坏性测试方法如ISO 2808-2007漆膜厚度测定标准中的显微镜法。当出现争议或者需要仲裁时才使用此测试方法。非破坏性的测量一般采用平分尺法、磁性测厚仪和涡流测厚仪等3种方法。其中，磁性测厚仪适用于磁性的金属底材，涡流测厚仪适用于非磁性金属底材表面防腐层的检测(如铝材、不锈钢等底材)。半挂车的涂装现场干膜厚度的测量一般选用便携式磁性测厚仪。
6.1.2 测量方法
(1) ISO 2808-2007和美国SSPC-PA2涂膜厚度测量原则，每10 m2测量5个点，每个点的测量应在一个很小的面积内测量3个点，取平均值，5个测量值的平均值必须符合规定的涂膜范围。
(2) 半挂车的涂装现场对涂膜厚度的测量，一般遵守90–10原则或相近的测量原则。即所有测量点90%的测量值不得低于或者等于规定的干膜厚度，余下10%的测量值不得低于规定的干膜厚度的90% 。
6.1.3 标准
除设计规范另有要求外，验收标准为：内销半挂车复合涂层干膜厚度≦100um；出口半挂车复合涂层干膜厚度≦120um。
6.2 附着力
漆膜附着力是指漆膜与被涂物件表面结合在一起的坚固程度。附着力是涂料物理机械性能的重要指标之一，漆膜附着力除取决于选用的涂料基料外，还与底材的表面处理、施工方式以及漆膜的保养有着十分重要的因果关系。
6.2.1 测定附着力的方法有：划圈法、划格法、拉开法、扭开法以及美国ASTM D3359中方法A的划×法等数种。国家标准GB1720-1979(1989)规定了划圈法测定漆膜附着力的方法，而GB9286-1998规定了采用划格法测定附着力，GB5210-2006规定了采用拉开法测定涂层附着力的方法。其中，最简便的方法是划圈法测定漆膜附着力。
6.2.2 测量方法
半挂车现场最为常用的是划格法或采用拉开法测定。
6.2.3 标准
除设计规范另有要求外，在GB9286-1998标准中，前3级是令人满意的，要求评定通过/不通过时也釆用前3级作为评判要求。
6.3涂膜外观
对车身涂层表面的检查主要包括是否有表面缺陷(如流挂、橘皮、起泡)、光泽、颜色色差等，现场通常分别采用仪器或目测对比的方法评定。
6.3.1橘皮
橘皮是指在高光泽漆膜表面上，若出现0.1~10mm大小的波纹结构，这就称为橘皮或微小波纹。漆膜橘皮的测定，验收标准可使用橘皮仪或目测对比评估的方法。
6.3.2 光泽
在涂装施工现场，涂层光泽也是一个必须要检测的项目，对半挂车车身复合涂层光泽可以便携式数显光泽仪来测定。验收标准为：标准角度60°漆膜的镜面光泽≥90°。
7、结语
半挂车在制造过程中，其车身涂料涂装整体质量的控制重点在于施工环境条件和工艺流程设置，基材表面处理、涂层之间的涂料匹配性、复涂间隔时间控制等方面。只要涂装施工现场能实现有序、有效的节点控制，那么就能在满足半挂车辆的外观美观装饰性的同时保证车身防护涂层质量达标、使用寿命达到设计要求。
参考文献：
[1] 姜英涛. 涂料基础[M].. 2版. 北京: 化学工业出版社, 1998.
[2] 刘 新. 防腐蚀涂装技术问答[M]. 北京: 化学工业出版社, 2008.5
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