金轲轲
（浙江福林国润汽车零部件有限公司，浙江 台州 318050）
摘要：主要介绍了影响汽车涂装调漆间油漆洁净度的因素，讨论了洁净度的管理方法，以案例的形式介绍了常见问题的解决措施。
关键词：油漆洁净度；颗粒；过滤；金属漆
0 引言
现代科技发展日新月异，汽车涂装工艺也不断地有新材料和新工艺出现，但是不管工艺和材料怎么变化，汽车涂装的主要作用并不会发生改变。首先是保护作用，通过隔绝空气中的水分、酸、碱及其他腐蚀性介质和紫外线，防止金属发生腐蚀及氧化。其次是装饰作用，自然界的色彩五彩斑斓，随着喷涂工艺及技术的发展，各种各样的不同颜色也逐渐地在车身上得到了进一步的开发，通过这一层的美化和装饰，使汽车产品颜色更加丰富多彩。
汽车涂装材料在实现以上两种作用的基础上，正逐渐地向轻量化和环保方向发展。在汽车涂装轻量化方面，涂层的膜厚也正在变得越来越薄，甚至在有些B1B2及3C2B的涂装工艺中直接取消了内板中涂漆的喷涂，这也在一定程度上降低了车身的质量和车企的制造成本。随着油漆膜厚的急剧减少和购车客户日益挑剔，对油漆材料本身的质量要求也在不断地提升，这就要求使用的油漆材料必须是干净的。
1 油漆洁净度的相关概念
洁净度通常意义上指的是单位体积的空间内空气中所有的微粒大小和数量的多少，体现的是空气的洁净程度。
1.1 油漆洁净度
油漆洁净度则是相对空气洁净度做的一个延伸，通俗意义上的理解就是单位体积油漆中所含的微粒、纤维的大小及数量的多少。
1.2 油漆的细度
油漆的细度是反映油漆中的颜填料等粉状物质被研细分散在分散介质中的粒径大小程度。
1.3 油漆涂层膜厚
通常油漆通过一定的方式进行涂布后，涂层的膜厚是固定和均匀的，随着现代检测方式的进步，油漆湿膜和干膜都可以进行膜厚检测，通常涂层膜厚指的是干膜厚度，表2为3C2B工艺下常见的涂层膜厚。
1.4 油漆涂层成膜方式
油漆在涂布完成进行烘烤的过程中，漆膜表面被烘烤而温度升高，表层的溶剂最先开始挥发，溶剂挥发以后，表层的张力增加。在液体内部的流动过程中，张力低的往张力高的地方进行流动，因此，油漆也从底层开始向表层流动。但是，在重力的作业下，有一部分油漆也会从表层开始下沉。直到溶剂挥发到一定程度，黏度增加，这种往上升、往下沉的过程逐渐减慢，直至停止，漆膜固化完成。
2 调漆间洁净度管理
2.1 洁净度管理的意义
一般情况下，面漆后车身表面出现直径5 ~ 15 μm的颗粒，可以通过打磨抛光的方法进行修饰；出现直径16 ~ 25 μm的颗粒时，可以通过点漆修补或补漆的方式进行处理；出现直径25 μm以上的颗粒时，就需要进行单件或整车返修喷漆进行处理。直观地来理解，15 μm的长度就是人头发丝的直径。在汽车涂装日益轻量化的今天，涂层膜厚也正在逐渐地降低，油漆中所含的微粒、纤维等物质随着漆膜在固化过程中的流动也更加容易显现出来，从而形成面漆车身颗粒问题。因此，对油漆的洁净度开展管理可以有效地减少面漆后车身打磨抛光和补漆修补的数量，提升产品的合格率。
2.2 常见的油漆问题缺陷
1）油漆中杂质：油漆生产厂商在生产制造过程中都会对这一部分进行严格的管控，出厂前也会进行严格的检验。但是，油漆在贮存、运输、使用环节中，由于油漆本身的特性而形成明显的杂质。
2）金属漆微粒：金属漆通常意义上的理解就是在油漆中加入铝粉等金属粒子。由于金属粒子密度大、导电性好等原因，施工过程中金属粒子易发生抱团以及沉淀等问题，对施工的要求比较高。同时，各油漆厂商所使用的材料存在差异，使用过程中金属粒子的粒径也存在差异。如果有一部分金属粒子粒径过大，施工过程中没有得到有效过滤，喷涂后就容易形成颗粒问题。
以下两个案例就是我们在生产过程中遇到的金属漆问题导致的整车颗粒需要抛光的例子。
3 洁净度管理相关案例
3.1 流光金水平面大面积颗粒
2018年6月，在整车涂装的生产过程中，流光金色漆喷涂后整个水平面（包括加盖、顶盖）出现了明显的大面积颗粒现象，侧面清漆膜厚偏低的部位也有明显的颗粒问题（见图1），通过200倍的电子显微镜进行涂层分析，清漆层未见其他类的杂质问题，排除因环境洁净度造成的整车颗粒问题。通过使用2000#梅花砂纸进行打磨和抛光后，颗粒部位无明显的异常，显微镜下可明显看到颗粒部位有铝粉聚集的现象。
通过对结果的分析，初步锁定原因为色漆层铝粉粒径过粗或铝粉抱团。在这个基础上，我们做了一组对比试验，在清漆机器人喷涂时，手工对机盖水平面进行了清漆膜厚加厚，经过加厚的部位膜厚相差15 μm左右，颗粒数相差在60%以上（见表3）。
结合以上试验的情况，并根据问题出现的部位以及机器人喷涂的方式，最终的判断为：因夏季温度升高，色漆稀释剂挥发过快，色漆喷涂后表面干燥过快，造成漆雾中部分金属粒子落在了色漆膜表面，在清漆的成膜过程中向漆膜表面运动进而在水平面表面形成了颗粒问题，车身侧面则较轻微。
针对分析结果，采取了两个措施：1）降低金属漆的黏度，增加了色漆慢干剂的添加量，但是考虑到金属漆溶剂挥发过慢易形成发花的问题，故慢干剂的加入量只控制在1%左右，这也在一定程度上增加了金属粒子的回溶效果；2）使用200目的过滤网对金属漆
原漆在调漆前进行过滤，因为设备使用的一些原因，涂装调漆的循环系统中使用的是100目的过滤袋（目数提高极容易造成过滤袋破损）。100目的过滤袋基本
只能对粒径在150 μm的金属粒子进行过滤，而使用200目的过滤袋进行过滤，金属粒子的粒径可以减小到75 μm。经过这两项临时措施的开展，金属漆面漆后水平面颗粒数在清漆未进行加厚的情况下降低了50%左右。
经过这一事件以后，我们对油漆供应商提供的金属漆所使用的金属粒子的粒径提出了更高的要求，并且完善了调漆室油漆过滤的三级过滤系统，即调漆前的原漆一级过滤，调漆罐往循环系统的二级过滤以及调漆循环系统的三级过滤，基本杜绝了该质量问题的再次发生。
3.2 金属漆整车颗粒
时间进入2018年冬季，很久没出现的金属漆颗粒问题再次频繁爆发。这次问题的爆发表面来说也是大面积的颗粒问题，但是也有不一样的地方，其特点是整车颗粒都很明显，不分水平面和垂直面，当然，膜厚越低的位置颗粒现象也越明显。在问题处理过程中，按照前期整改的思路采取了相对应的措施，效果却并不明显。不过这次问题的发生最严重的主要集中在珊瑚红和琥珀橙这两个小颜色上。
通过对比以上两个颜色的金属漆和其他颜色的金属漆状况，我们发现这两个颜色因为是小颜色的原因，循环系统的柱塞泵压缩空气做功，排气口经常发生结冰的现象。随着排气口被堵塞，排气量减少，柱塞泵的循环次数降低，油漆在管道内流动的速度也明显下降。前期我们只能通过浇热水的方式进行解冻，随着排气口冰块的融化，柱塞泵也恢复正常的击打。在正常击打的情况下，珊瑚红和琥珀橙面漆后的车身颗粒数也明显下降。
在此分析的基础上，我们也采取了一个临时措施：每次喷涂珊瑚红和琥珀橙前0.5 h对柱塞泵浇热水进行解冻，保证金属漆得到较好地循环。这样做的效果就是面漆后车身的轻微颗粒数量明显减少。由此得出结论：柱塞泵因冬季气温低排气口结冰导致油漆循环系统循环速度降低，进而导致了金属粒子抱团沉淀，而浇水解冻无法从根本上解决此问题。
经过不断地尝试和摸索后，我们采取了三项措施来保证金属漆正常循环：
1）对压缩空气进行加热，保证压缩空气在经过柱塞泵做功后不发生结冰的现象；
2）将喷漆室的循环风经管道通到调漆室，提升调漆室的温度稳定性；
3）油漆循环系统中色漆每1个月清洗1次，清漆和中涂漆则是3个月清洗1次，清洗前使用300目过滤袋对稀料进行预过滤，保证清洗溶剂的洁净。通过以上措施的实施，金属漆面漆后的车身颗粒数量明显下降（见图2）。
4 结语
在家用汽车日益普及的今天，车身颜色日益多姿多彩，金属漆因为有着自身独特的优势，也深受广大客户的青睐。但与此相对应的，也对涂装过程的质量管理以及涂装设备有了更高的要求。在不影响防腐性的前提下，汽车涂层向着更轻、更薄的方向发展。因此，持续开展调漆间油漆洁净度的管理将更有助于我们保持涂装的质量稳定和提升。
（详情见《现代涂料与涂装》2020-12）
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