066環(huán)保型汽車防銹保護(hù)蠟的研制_共1頁

1、環(huán)保型汽車防銹保護(hù)蠟的研制青島愛得樂精細(xì)化學(xué)品有限公司 王愛群1前言 隨著汽車工業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，我國在2006年汽車產(chǎn)、銷量已達(dá)到了720多萬輛，汽車社會(huì)保有量達(dá)3700多萬輛。專家預(yù)測：2010年中國市場年銷售將超過1000萬輛。屆時(shí)，中國汽車社會(huì)保有輛達(dá)到9100萬輛。根據(jù)資料報(bào)道，汽車在儲(chǔ)運(yùn)和使用中汽車的損壞主要有 三種形式，一是事故損壞，二是摩擦損壞，三是腐蝕損壞，其中腐蝕損壞最為普遍，是較 為嚴(yán)重的損壞，它是嚴(yán)重影響外觀裝飾和使用壽命的重要原因。眾所周知，目前汽車所用的材料80%仍以金屬材料為主，包括黑色金屬和有色金屬，大氣 電化學(xué)腐蝕又是造成金屬腐蝕的主要原因。常溫下，大多數(shù)的金

2、屬在干燥的大氣中，都會(huì) 產(chǎn)生一層看不見的氧化膜，這層氧化膜能夠?qū)σ恍┙饘倨鸬奖Ｗo(hù)作用，但鐵基金屬的氧化 膜對鐵基金屬?zèng)]有保護(hù)作用。從圖1鋼鐵腐蝕與相對濕度的直接關(guān)系中可以看出：隨著大 氣中相對濕度的不斷增加，金屬的腐蝕速度也不斷加快。濕度達(dá)到60-70%時(shí)，鋼的腐蝕增重急劇增加。圖1相對濕度對鋼腐蝕的影響 同時(shí)，我國海岸地區(qū)和工業(yè)城市中，除大氣中紫外線、微生物、鳥糞對漆膜的浸蝕；大氣 中還含有大量的腐蝕污染物，像S02、Cl-、NH2、酸雨和沿海的鹽霧等的腐蝕，加上國內(nèi) 道路狀況條件差距很大，汽車長期行駛在陰濕碎砂石濺擊的道路上，夏天城市噴灑防塵鹽、冬天公路要撒大量的融雪鹽，腐蝕環(huán)境更為嚴(yán)重。

3、因此，提高汽車的外觀裝飾和車身的使 用壽命已成為用戶和市場競爭的主要項(xiàng)目之一。為了確保和提高生產(chǎn)后的汽車在存放、運(yùn) 輸和使用中的整車防腐蝕、抗石擊的性能，采用汽車系列防銹蠟進(jìn)行保護(hù)是非常必要的。目前，歐美國家除在汽車制造中噴涂內(nèi)腔防銹蠟，還在整車裝配后，多數(shù)設(shè)有噴涂防銹蠟 的后道生產(chǎn)線，車門鉸鏈處刷涂合頁蠟，對合格的整車噴涂發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)蠟和底盤防銹蠟， 以提高整車的防銹能力，出國海運(yùn)的汽車噴涂表面防護(hù)蠟。汽車防銹保護(hù)噴蠟工藝是40年代瑞典開發(fā)的，多年來由于采用樹脂、蠟類的硬膜防銹脂， 固體份較低，讓其自然流下，但對于在生產(chǎn)線應(yīng)用上來說，處理效果不理想。到80年代后，溶劑型防銹保護(hù)蠟逐步得到發(fā)展，

4、噴蠟設(shè)備不斷改進(jìn)，對汽車內(nèi)腔防蝕和底盤部分防銹、防石擊的噴蠟防護(hù)工藝趨于完善。到20年代開始，環(huán)保型防銹保護(hù)蠟大量使用，噴蠟防護(hù) 已成為汽車制造中重要的工藝之一。我單位是為汽車生產(chǎn)廠配套的專業(yè)廠。根據(jù)汽車生產(chǎn)廠提出技術(shù)和環(huán)保要求，經(jīng)過多年的 研究，開發(fā)了ADL環(huán)保型汽車系列防銹保護(hù)蠟， 根據(jù)汽車防銹保護(hù)不同的具體部位及技術(shù) 要求， 可分別選用內(nèi)腔防銹蠟、 合頁蠟、發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)蠟、底盤防銹蠟、面漆保護(hù)蠟、水溶 性底盤蠟、靜電噴涂蠟和上光蠟。我單位還建立了化學(xué)品集中管理新的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)方式，協(xié)助汽車生產(chǎn)廠制定工藝，負(fù)責(zé)汽車噴蠟的現(xiàn)場操作。上述產(chǎn)品及化學(xué)品集中管理在國內(nèi) 的汽車制造廠已應(yīng)用多年，滿足了整

5、車和出國車防銹保護(hù)的要求，深受使用者的歡迎。2試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)計(jì)21試驗(yàn)方法2.1.1試驗(yàn)材質(zhì) 各種油漆板和密封件、塑料件。2.1.2試驗(yàn)材料表面噴蠟方式：手工噴涂。試驗(yàn)用槍：PQ-2型噴槍。2.1.3濕熱試驗(yàn)噴好蠟的樣板，在室溫下放置24h后，按GB/T13893-1992色漆和清漆耐濕熱測定連續(xù)冷凝法標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。溫度為372 C,相對濕度RH邊0%,表層連續(xù)處于冷凝狀態(tài)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，打開濕熱箱進(jìn)行檢查。去除蠟?zāi)?，按SH/0533-1992防銹油脂防銹試驗(yàn)試片銹蝕評定標(biāo)準(zhǔn)評定。2.1.4鹽霧試驗(yàn)噴好蠟的樣板，在室溫下放置24h后，按GB/T1771-1991色漆和清漆中性鹽霧性能

6、的測定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。暴露區(qū)溫度為352C,相對濕度RH邊0%，鹽水PH直為6.57.2,鹽霧沉降量每80cm2的面積，應(yīng)為12mL/L,每24h打開濕熱箱進(jìn)行檢查。用 去離子水沖洗干凈樣板表面附著的鹽份或銹團(tuán),去除蠟?zāi)?按A08M-61-2003漆膜耐腐蝕性能平均方法在15min內(nèi)完成評價(jià)。2.1.5與油漆件、非金屬件的相容性：按GB/T1865-1997色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射暴露標(biāo)準(zhǔn),采用人工加速耐 侯性試驗(yàn)機(jī)。光源為6000W水冷式管狀氙燈；工作室溫度為402C;相對濕度為75+5%;降雨周期，每小時(shí)降雨12mim，水量為2.02.2L/min。試驗(yàn)到規(guī)定時(shí)間取出，油漆板

7、去除 蠟?zāi)ず?同時(shí)與空白樣板、樣件一起目視觀察、測失光率。按JF-1-17車門密封條供貨技術(shù)條件，密封件采用熱老化試驗(yàn)。烘干箱工作室溫度為70+2C,放置48小時(shí)后，觀察外觀。按GB10485-89外部照明和信號裝置基本環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境溫度為63戈C,300小時(shí)后，材料表面按GB4785標(biāo)準(zhǔn)觀察。2.1.6與快干修補(bǔ)漆的配套性根據(jù)不同的快干漆，晾置60300min后，噴涂防銹保護(hù)蠟。24小時(shí)后，觀察蠟?zāi)け砻婢?勻完整。去除后,沒有漆膜溶漲現(xiàn)象。22試驗(yàn)設(shè)計(jì) 參照國內(nèi)外汽車防銹保護(hù)蠟的技術(shù)條件,研究不同用途蠟的產(chǎn)品,其研究設(shè)計(jì)方案為： 單組份試驗(yàn)T多組份復(fù)配正交設(shè)計(jì)T試驗(yàn)對比乍數(shù)據(jù)處理-篩選復(fù)

8、配組份新配制T性能 評定 T 施工性能T確定最佳的防銹保護(hù)蠟結(jié)果與討論31防銹保護(hù)機(jī)理 汽車系列防銹蠟是一種有機(jī)化合物復(fù)配的產(chǎn)品,主要由蠟、合成蠟、緩蝕劑、添加劑和瀝 青等,按不同材料性能配比組成的,其主要靠吸附理論來完成其防銹保護(hù)作用的。 所選用 的緩蝕劑是由防銹劑與少量表面活性劑組成,溶入防銹保護(hù)蠟的體系中,能顯著提高蠟?zāi)?保護(hù)金屬抵抗大氣腐蝕性能,而發(fā)揮對金屬的防銹能力、漆膜的保護(hù)能力。緩蝕劑的極性基團(tuán),依靠范得華爾引力和化學(xué)鍵的作用,牢固地吸附在金屬和漆膜的表面 上,非極性基團(tuán)則和蠟互溶在一起,在蠟和金屬、漆膜界面上形成分子定向致密排列的吸 附膜層,從而進(jìn)行防銹保護(hù),還具有水膜的置換性

9、能。防銹保護(hù)蠟與金屬和漆膜接觸相互作用過程有二個(gè)階段,第一是防銹蠟液體借助于布朗運(yùn) 動(dòng)向金屬表面擴(kuò)散,使二者所有的極性基團(tuán)或鏈節(jié)互相靠近。第二階段是當(dāng)防銹蠟與金屬 分子間的距離達(dá)到10-5A時(shí)，兩種分子便產(chǎn)生相互吸引力、取向力、靜電引力作用，隨著 溶劑的揮發(fā),分子間的距離進(jìn)一步縮短到能夠處于最大穩(wěn)定狀態(tài)的距離。汽車面漆進(jìn)行保 護(hù)后,增加了抗紫外線能力；防止酸雨、大氣污染物的腐蝕；減少了微生物、鳥糞、海洋 鹽霧等對漆膜的浸蝕,也增加防水、防劃傷的性能。汽車底盤形成蠟?zāi)ず?增加了對地面 砂石濺擊的抗石擊性能。32配方篩選3.2.1成膜劑的選定成膜物質(zhì)包括石蠟、微晶蠟、樹脂、橡膠和特殊的高分子化合物

10、。這些成膜材料中，微 晶蠟在防銹性、溶劑相溶性都優(yōu)于石蠟，熔融粘度、滴熔點(diǎn)高于石蠟。故選用高滴點(diǎn)的微 晶蠟作為基礎(chǔ)成膜劑，同時(shí)加入少量的石蠟。選用樹脂、橡膠等高分子物質(zhì)對基礎(chǔ)成膜劑 進(jìn)行高、低溫改性，提高防銹保護(hù)蠟?zāi)さ母邷胤€(wěn)定性和耐低溫性能。成膜材料高的滴點(diǎn)， 可保證在高溫的氣候條件下，不流淌，防銹保護(hù)臘滴點(diǎn)羽30C，超過了國外同類產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。耐低溫性能在規(guī)定的-35C的溫度條件下，保持1h后，自然冷卻到室溫，蠟?zāi)?表面不出現(xiàn)裂紋或失去粘附性，恢復(fù)原有的致密性能。同時(shí)提高抗沖擊強(qiáng)度，增加了汽車 的防劃傷和抗石擊性能。3.2.2防銹保護(hù)劑防銹保護(hù)性能是汽車防護(hù)的一個(gè)主要性能，防銹保護(hù)性能是添

11、加油溶性防銹添加劑來增 強(qiáng)的。在濕熱和鹽霧等試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定石油磺酸鹽具有突出的抗?jié)駸帷⒖果}霧和酸中 和性能。羊毛脂皂、氧化石油脂皂等與石油磺酸鹽復(fù)配使用，在防銹保護(hù)性能基礎(chǔ)上，增 加蠟?zāi)さ捻g性，可以滿足不同種類防銹保護(hù)蠟的技術(shù)要求，對面漆保護(hù)蠟，選用的防銹材 料對漆膜、非金屬材料有很好的相容性。3.2.3溶劑溶劑主要的作用是作為成膜劑、防銹劑的載體，又根據(jù)蠟的使用要求調(diào)整粘度。微晶 蠟、石蠟和高、低溫改性劑在一定的溫度下，可溶于石油醚、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、 四氯化碳、1 20號汽油、200號溶劑油、煤油等有機(jī)溶劑中，根據(jù)汽車防銹保護(hù)蠟技術(shù)指標(biāo) 的要求，閃點(diǎn)不低于27C，只有二甲苯、20

12、0號溶劑油、煤油的閃點(diǎn)能滿足要求。通過對 德國、日本蠟樣的剖析，他們所選用的溶劑餾程為140200C。 我們對國內(nèi)200號溶劑油也作了餾程測定，在140200C范圍內(nèi)?？紤]到施工中環(huán)保的要求，我們選用了烴含量0.1%的200號溶劑油。33試驗(yàn)結(jié)果3.3.1防銹性能試驗(yàn)結(jié)果 以底盤防銹蠟的濕熱試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、與快干漆的配套試驗(yàn)，討論研究結(jié)果。表1耐濕熱720h試驗(yàn)結(jié)果序號底盤漆品種蠟?zāi)ぃ┪磭娤炂岚迤崮ね庥^噴底盤防銹蠟的漆板（去除1粉末涂料失光漆膜無變化2瀝青浸漆失光漆膜無變化3氯化橡膠漆144h銹蝕、失光漆膜輕微變化4聚丁二稀電泳漆失光漆膜無變化表2鹽霧試驗(yàn)結(jié)果序號底盤漆品種除蠟?zāi)ぃ┪磭娤炂岚迤?/p>

13、膜外觀噴底盤防銹蠟的漆板（去粉末涂料288 h漆膜擴(kuò)蝕1000 h漆膜擴(kuò)蝕2瀝青浸漆72h漆膜擴(kuò)蝕3氯化橡膠漆144h漆膜擴(kuò)蝕4聚丁二稀電泳漆144h漆膜擴(kuò)蝕從表3中可以看出，氯丁橡膠漆氯、磺化聚乙稀漆表干速度快，可根據(jù)噴蠟生產(chǎn)選擇修補(bǔ)漆。3.2.3相容性和配套性試驗(yàn)結(jié)果 以面漆保護(hù)蠟與其它材料的相容性試驗(yàn)，討論研究結(jié)果表4240小時(shí)老化試驗(yàn)結(jié)果聚丁二稀電泳漆板橡膠件塑料件未噴蠟漆膜外觀 噴蠟去除外觀 未噴蠟外觀 噴蠟去除外觀未噴蠟外觀噴蠟去除外觀嚴(yán)重失光 輕微失 不膨漲、不脆化不膨漲、不脆化 不變形、不變色 不 變形、不變色面漆保護(hù)蠟產(chǎn)品特點(diǎn)及制備工藝4.1產(chǎn)品種類和特點(diǎn) 表5 ADL系列防

14、銹保護(hù)蠟的種類和特點(diǎn) 牌號種類ADL-XX內(nèi)腔防銹蠟1蠟液穩(wěn)定性好，無結(jié)晶析出2 .可根據(jù)設(shè)備要求選擇適宜粘度序號修補(bǔ)漆品種自然干燥時(shí)間蠟?zāi)ね庥^去除蠟?zāi)ず蟮钠崮ね庥^1膜溶漲氯丁橡膠漆20min蠟?zāi)ぞ鶆蛲暾麩o漆2膜溶漲氯磺化聚乙稀漆20min蠟?zāi)ぞ鶆蛲暾麩o漆3苯乙稀改性醇酸漆48h蠟?zāi)ぞ鶆蛲暾麩o漆膜溶漲4膜溶漲環(huán)氧脂丙稀酸漆20min蠟?zāi)ぞ鶆蛲暾麩o漆從表1和表2中可以看出， 表3快干漆的配套試驗(yàn)結(jié)果288h漆膜擴(kuò)蝕648h漆膜擴(kuò)蝕720h漆膜擴(kuò)蝕噴蠟保護(hù)可大大提高漆膜的防銹性能。特點(diǎn)3.蠟?zāi)じ街?qiáng),連續(xù)均勻,有良好的縫隙滲透性能，長期防銹ADL-XX底盤防銹蠟1蠟液穩(wěn)定性好，均勻、無結(jié)晶析出2

15、.粘度適宜、觸變性能好，噴涂性好3.蠟?zāi)橛袕椥缘挠材ぃ哂辛己玫母街?、縫細(xì)滲透性4.不流淌、不滴落，蠟?zāi)ね该?，能夠迅速除去ADL-XX面漆保護(hù)蠟1蠟液穩(wěn)定性好，室溫下放置15天后沉淀5%,具有觸變性2.對被保護(hù)的漆膜等材料無影響3經(jīng)1年自然暴曬后，能夠迅速除去ADL-X發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)蠟1蠟液穩(wěn)定性好，無結(jié)晶析出具有觸變性2具有觸變性，噴涂和滲透性好3蠟?zāi)ぷ匀桓稍锼俣瓤?，附著力?qiáng)ADL-XX合頁蠟1蠟液穩(wěn)定性好，無結(jié)晶析出2噴涂、刷涂操作性好3附著力強(qiáng)，防銹保護(hù)期長ADL-XX上光蠟1蠟液穩(wěn)定性好，操作方便2分為防紫外線、防高溫；防鹽霧；抗砂塵等多種功能產(chǎn)品，有利于廣泛選擇。ADL系列汽車防銹蠟

16、具有較透明、干燥快、防水、防紫外線、抗高溫、抗石擊、可長期防 銹保護(hù)、去除方便等特點(diǎn)。4.2系列防銹保護(hù)蠟使用范圍421內(nèi)腔防銹蠟容易積水的接縫和漆膜較薄的部位。如：前翼子板支承板、立柱空腔、后輪罩內(nèi)、后翼子 板內(nèi)、部分板材焊縫和螺釘裝配孔等處。因溫差產(chǎn)生凝露容易積水的部位。如：前、后縱梁空腔、前底板空腔、底板空腔和車門下 部空腔。容易附著贓物和水分的部位。如：前、后箱蓋內(nèi)筋板空腔處。 流水槽固定柱。422底盤防銹蠟（1）前軸、中后橋、傳動(dòng)軸總成和懸掛件（2）轉(zhuǎn)向機(jī)滑動(dòng)叉總成的配合部位及外露的金屬裸露表面、前后鋼板彈簧總成（3）車架大梁部位、車輪輪輞外部和外露螺紋等底盤部位。（4）轎車的底盤部

17、分。423面漆保護(hù)蠟用于出國海運(yùn)的汽車駕駛室和車身漆膜的臨時(shí)性保護(hù)。4.2.4發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)蠟 用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱部分的防銹保護(hù)。4.2.5合頁蠟 用于汽車車門、前后蓋活動(dòng)的鉸鏈處刷涂保護(hù)。4.2.6上光蠟 用于汽車整備及日常保養(yǎng)，可除去汽車表面的污漬，形成光亮滑潤、均勻持久的保護(hù)膜，不傷漆膜，延緩漆膜老化和防止紫外線、酸雨等大氣造成氧化腐蝕。同時(shí)，清除汽車表面 行駛中形成的靜電局。43制備工藝制備工藝流程：圖2工藝流程配制工藝參數(shù)的確定：將蠟和高、低溫改性劑加入到反應(yīng)釜1中，在90100C溫度下攪拌1.0h，達(dá)到均勻溶解狀態(tài)，稍冷卻后加入到混煉機(jī)中。防銹材料、蠟和部分溶劑加入到反應(yīng)釜2中，在13

18、0150C溫度下攪拌0.5h后，加入到混煉機(jī)中。再加入剩余的溶劑，在100110C溫度下攪拌2.0h?；旌暇鶆蚝?，過濾、裝桶、冷卻。5化學(xué)品集中管理供貨服務(wù)的新理念 化學(xué)品集中管理的概念是單一供貨廠商負(fù)責(zé)向汽車生產(chǎn)廠提供所有的化學(xué)輔助材料,并與汽車生產(chǎn)廠協(xié)商,制定標(biāo)準(zhǔn)化操作文件,全面負(fù)責(zé)這些化學(xué)輔助材料的分析檢測、均衡供貨、工 藝實(shí)施、質(zhì)量保證和信息管理。供貨廠商與汽車生產(chǎn)廠之間是以企業(yè)生產(chǎn)的成品數(shù)量為主 要依據(jù)來進(jìn)行結(jié)算的。我單位作為專業(yè)化的供貨廠商具有化學(xué)品服務(wù)的要素，見表6。表6化學(xué)品集中管理具有的要素 序號 我廠具有的要素化學(xué)品集中管理專業(yè)人員， 負(fù)責(zé)與生產(chǎn)廠協(xié)調(diào)雙方關(guān)心的問題 經(jīng)驗(yàn)豐

19、富的技術(shù)人員， 制定標(biāo)準(zhǔn)文件，負(fù)責(zé)解決生產(chǎn)中的技術(shù)問題并推廣新技術(shù) 經(jīng)培訓(xùn)后，現(xiàn)場熟練操作工人，保證各種操作規(guī)程都能得到及時(shí)正確的執(zhí)行 明確的質(zhì)量管理目標(biāo)，及時(shí)供貨、全過程的質(zhì)量檢查，及時(shí)向生產(chǎn)廠反饋信息5負(fù)責(zé)安全管理生產(chǎn)廠與傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式相比，化學(xué)品集中管理的好處見表7。表7化學(xué)品集中管理的好處序號汽車生產(chǎn)廠化學(xué)品集中管理的好處1專業(yè)化管理，降低材料消耗2不必對進(jìn)廠材料進(jìn)行計(jì)量、驗(yàn)收和管理，節(jié)省大筆的管理資金3減少人員倉庫管理人員、入庫檢驗(yàn)人員、現(xiàn)場操作人員編制4質(zhì)量管理目標(biāo)要有全過程的監(jiān)控人員，及時(shí)與供貨廠商協(xié)調(diào)，有效地提高生產(chǎn)效 率及時(shí)得到供貨廠商技術(shù)支持，優(yōu)化工藝，不必支付高額的費(fèi)用只

20、監(jiān)控安全管理，保證安全生產(chǎn)51標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)是雙方通過協(xié)商一致后，制定的一系列作業(yè)指導(dǎo)文件，便于操作和監(jiān)控，保證在生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)，高效、有序的完成不同的操作。主要文件包括：1、汽車系列防銹蠟技術(shù)條件，對蠟的理化指標(biāo)、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝標(biāo)志和儲(chǔ)運(yùn)都做了明確規(guī)定。2、商用車二、三類車底盤部分防銹保護(hù)技術(shù)條件；出國汽車防銹保護(hù)技術(shù)條件；噴涂工序卡；系列防銹保護(hù)蠟噴涂操作規(guī)程，對作業(yè)方法、操作步驟、質(zhì)量要求檢測制度都有具體規(guī)定。3、安全崗位責(zé)任制度，明確安全管理的規(guī)定。52質(zhì)量目標(biāo)的管理 確定質(zhì)量目標(biāo)后，建立多重質(zhì)量保證體系，參與設(shè)備調(diào)試、原材料檢驗(yàn)、設(shè)備檢查保 養(yǎng)、全過程的質(zhì)量跟蹤檢查。如：每批次的防銹保護(hù)蠟的檢驗(yàn)報(bào)告，指導(dǎo)現(xiàn)生產(chǎn)，按檢測 的運(yùn)動(dòng)粘度數(shù)據(jù)，調(diào)整設(shè)備工藝參數(shù)。每班設(shè)