新车在运输过程中会受到日光、雨水、酸雾的损伤和机械划伤,碰撞等,为保护车辆以崭新状态交付给用户,新车在出厂前需喷涂一层临时性保护蜡,在交付后可根据用户要求用除蜡剂清洗除去。可是传统的保护蜡产品存在防蚀能力弱,粘附性能差,外表不美观等缺陷,常用在要求不高的短途运输上,而在要求较高的高档车辆或出口车辆上应用则质量较差,由于出口车辆常常要在海上运输经历数月,经受高湿热,高盐雾,强紫外线照射,对耐蚀性能要求较高,传统保护蜡根本不能满足要求,故迫切需要开发性能和外观质量要求均较高的车辆保护蜡。
重庆车辆厂生产的各型车辆常常出口到国外,在一批发往泰国的车辆上应用传统的车辆保护蜡,从出厂到用户接收达一个月之久,结果到岸后,车辆多处锈蚀并有大量擦伤,引发质量纠纷,厂方紧急派人重新打磨喷漆,由此造成色彩差异,延迟交货时间,造成重大经济和信誉损失。今年重庆车辆厂又有大批车辆出口到非洲赞比亚,采用海上开仓运输,从出厂到目的地有3个月之久,并且横跨赤道和印度洋,气候条件复杂,环境恶劣,这令厂方十分头痛,为此委托中国兵器工业第59研究所进行高耐蚀车辆保护蜡的研制开发。
l传统保护蜡介绍
传统保护蜡由石蜡和大量有机溶剂简单混合组成,有的添加少量添加剂,产品简单,施工方便,但各项性能较差。比如外观,常常发白(蜡析出或蜡与溶剂不配套)。附着力不好,用手即可抹去。耐蚀性能差,防护期较短。膜层软,不耐划伤,对车辆只有简单的保护作用。
2高耐蚀车辆保护蜡技术分析
2.1技术要求
新研制的保护蜡要在多方面提高原有质量性能。在外观上,要无色透明,不能发自流挂。成膜物附着力提高,用手或绒布不能擦掉,表干快,在5 min内要表干。要有一定硬度,太软容易划伤。耐蚀性能要大幅提高,涂蜡漆膜试片在5%盐雾中72 h无腐蚀。耐热性能,即软化点大于75℃。成膜物便于清洗除去。所选择的溶剂和除蜡剂清洗不能损伤原有漆膜。
2.2技术分析及难点
根据厂家技术要求,我们最先考虑采用可剥性保护膜,其施工方便,耐蚀性好,外观漂亮。但研究后发现应用在形状复杂的汽车表面,清除剥离时,往往支离破碎,难以清除干净。综合考虑,决定采用高分子聚合物与蜡膜相结合,添加特效缓蚀剂,吸取各方优点。为此,寻找合适的高分子树脂和特效缓蚀剂成为本研究课题的重点和难点。而与高分子树脂和特效缓蚀剂相适宜的有机溶剂的选择也十分重要。
2.2.1有机溶剂的选择
在保护蜡的研制中,有机溶剂的选择十分重要,要考虑多个因素,既要能溶解石蜡,又要能溶解所选择的高分子树脂和特效缓蚀剂,而且要求沸点低,表干快。由于是涂覆在油漆表面,为避免“咬底”,溶解力强的有机溶剂,如苯、酯、酮等不能采用,另外还要考虑有机溶剂的挥发毒性和成本。最终,经过实验选择了来源广泛的汽油,汽油挥发快,溶解力适中,不会损伤漆膜,价格低,毒性小,为了增强溶解能力,加人少量低毒松节油。
2.2.2高分子树脂的选择
选用的高分子树脂必须与石蜡混溶性好,要求能自干且表干快,软化点大于75℃,清除容易。常用的油溶性高分子树脂有松香、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、乙基纤维素、过氯乙烯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、二元乙丙橡胶,石油树脂等[1],但大部分高分子树脂的溶解需用强溶剂,如苯、酯、酮等,故不予考虑。我们选择了满足溶解条件的2402酚醛树脂、二元乙丙橡胶、石油树脂和另一种高分子树脂(简称H树脂),经过实验发现:2402酚醛树脂耐盐雾性能不好,膜很脆,价格较高。二元乙丙橡胶成膜后发粘,不易干且购买困难。石油树脂各方面性能不错,但在溶解性能与清洗性能方面较H树脂略差,最后我们选择了H树脂。
H树指是一种热塑性树脂,常温下呈淡黄色透明固体,对光、热稳定,加入保护蜡中可提高整个成膜物的粘附性能和耐蚀性能。干燥后有一定硬度,外观透明丰满,清洗容易,价格适中,成本低。
2.2.3防锈添加剂的选择
加入防锈添加剂,能显著提高成膜物的防锈作用,保护金属抵抗大气腐蚀,提高耐湿热、盐雾能力。常用的油溶性防锈添加剂有石油磺酸钡(T701)、氧化石油脂钡皂、羊毛脂、羊毛脂镁皂、苯骈三氮唑、邻苯二甲酸二丁酯[2],但能满足保护蜡使用条件的并不多,一般都存在着溶解性不好,涂膜发粘不干,外观色深等缺点。最后我们选择了满足各方面条件的羊毛脂和氧化石油脂钡皂。
羊毛脂属酯类结构,有一定酸、碱中和作用,在矿物油和有机溶剂中,溶解度很大,对金属吸附性强,有很好的防锈能力,对各种金属均有良好的防锈效果。
氧化石油脂钡皂呈蜡状固态物,适用于钢、铁、铜、铝等多种金属防锈,抗湿热性能较好,耐大气腐蚀性能优异,形成的吸附膜牢固,但添加量不可过多,否则加深成膜物色泽。
2.2.4抗氧剂的选择
各种防锈工艺材料在高温和强紫外线照射下,会发生复杂的氧化反应而变质,因此必须加入能提高防锈材料抗氧化稳定性,防止防锈工艺材料在使用和贮存条件下粘度改变和产生沉淀的一类添加剂,抗氧剂可通过还原氧化产物或阻断氧化连锁反应,或是在金属表面生成钝化膜,以减缓防锈工艺材料氧化变质,延长使用寿命[3]。根据多次实验,最终选择了2,6一二叔丁基对甲酚(17501)。
2,6一二叔丁基对甲酚与其它成膜物混溶性良好,易溶于多种有机溶剂,是石化工业广泛应用的高效抗氧添加剂,加人防锈材料中,提高抗氧化性能。
2.3产品配方
2.3.1新型高耐蚀车辆保护蜡配方
石蜡 2%~8%
H树脂 2%~6%
羊毛脂 l%~5%
氧化石油脂钡皂0.5%~1%
2,6一二叔丁基对甲酚0.05%
松节油 5%.10%
汽油 余量
2.3.2除蜡剂配方
松节油 15%~20%
TX一10 5%~10%
汽油 余量
2.4新型高耐蚀车辆保护蜡主要技术指标
外观:淡黄色或无色溶液
密度:0.75~0.95 g/cm3
干膜滴点:≥75℃
干膜外观:无色半透明膜
膜层挠曲性:干膜不应发生裂缝和碎屑
盐雾试验:涂膜试片在5%盐雾中暴露72 h,无腐蚀。
3结语
新型高耐蚀车辆保护蜡的研制成功,改变了过去在严酷环境下的车辆保护涂装。产品经涂装后,出口到非洲,海上运输达3个月之久。经受了高湿热、高盐雾,强紫外线等考验,漆膜保护完好,外表丰满美观,厂方和用户非常满意,现已大量采用,并成功应用于其它用户和外贸车型上。
参考文献
1王锡春.最新汽车涂装技术[M].北京:机械工业出版社,1999
2陆燕荪.机械制造工艺材料技术手册[M].北京:机械工业出版社,1993
3胡林林,徐文嘉.汽车防锈技术[M].北京:化学工业出版社,2004