静电喷涂技术在白车身上的应用分析*

黄玲，周绍鹏，周金伟

静电喷涂技术在白车身上的应用分析*

黄玲，周绍鹏，周金伟

（广东白云学院 机电工程学院，广东 广州 510450）

为明确静电喷涂技术在车身涂装领域的应用情况，对汽车白车身静电喷涂工艺进行分析，了解了静电喷涂是一种新型喷涂技术，具有高效、环保的特点，在车身涂装各领域受到广泛关注。文章主要阐述静电喷涂技术基本原理，分类、特点及在汽车白车身上的应用情况，为学习和理解汽车静电喷涂技术提供一定理论依据。

静电喷涂；电泳；白车身

前言

静电喷涂是近年来快速发展的新型喷涂技术，静电喷涂技术不仅在航空、飞机涂装、机械等工业领域广泛应用，在汽车领域应用也很广。在汽车喷涂领域，人们对汽车表面喷涂质量提出的要求越来越高，并且对环境问题也越来越重视，因此提升白车身表面喷涂效果、提高油漆液滴沾附性和提高油漆涂料效率已成为汽车静电喷涂工艺技术发展的核心之一[1]。

本研究进行了白车身静电喷涂工艺技术详细分析，研究了静电喷涂技术在汽车领域上的发展情况，为读者学习和理解汽车车身静电喷涂技术应用情况提供一定理论依据。

1 静电喷涂技术

1.1 静电喷涂的原理

静电喷涂工艺中，漆膜涂层厚度和漆层均匀性是喷涂质量把控的重要指标，在汽车车身上显得尤为明显，特别是不规则零件的表面或者复杂工件内腔曲面喷涂，这已经成为静电喷涂技术研究的重点、难点和热点。汽车车身喷涂领域中，一般以汽车白车身或车身钣金部件作为接地阳极；粉末物料或经雾化的液态物料作阴极，接电源负高压。

1.2 静电喷涂工艺

1.2.1 静电喷涂距离

图1 静电喷涂示意图

电场强度是带电漆滴沿电场线运动的动力，静电场强度大小直接影响漆滴运动方向，从而影响静电喷涂效果。静电场的平均强度与两极之间静电场的电压成正比例关系，与两者之间的距离成反比例关系，平均电场强度与电压、距离之间关系[2]，如下式所示：

=

上式中：-工件与喷枪之间的静电场的平均电场强度，；

-负高压直流电压，；

-涂料喷枪与白车身钣金之间的距离，。

1.2.2 喷涂材料

喷涂材料是以高分子合成的颜色材料为主体，以有机溶剂、水或空气为分散介质的复杂的混合物。涂料和涂装主要有保护白车身的作用、装饰作用、标志作用和特殊作用。在选用涂料时，要综合衡量多方因素，如涂料导电性能、漆料涂膜性能，作业环境情况和经济效益等。

2 白车身静电喷涂应用

2.1 电泳涂装

电泳涂装是运用异性电相吸的特性原理，使涂料漆滴均匀平滑的沾附在工件表面的一种涂装技术。工艺方法为分别在待加工件和水溶性涂料中接上电极，一端为接地的阳极，另一端为接负高压电源的阴极，正负电极之间产生很强电场，使涂料中的各种填充材料或分子均匀的沾附在被工件的表面[3]。

图2 阴极电泳示意图

汽车车身电泳：汽车车身及钣金部件需用电泳工艺进行前处理，目的是给车身涂底漆，底漆可以使车身具有较强的防锈、防石击、耐酸碱腐蚀等性能。白车身经电泳工序后，底漆层附着性强，表面均一完整，在工件结构内腔、尖角、接缝和焊接拼合处均能有效覆盖，对白车身防腐防锈效果很理想，是现今汽车车身使用最多且最成熟的底漆涂装技术。

图3 汽车车身电泳图

2.2 静电喷涂

静电喷涂是目前比较先进的涂装技术，在汽车车身喷涂中，中漆涂层、面漆涂层和清漆涂层普遍采用静电喷涂技术[5-6]。

图4 白车身静电喷涂车间

2.2.1 静电喷涂特点

静电喷涂改善劳动环境和条件，漆雾飞散损失小，可节约涂料10%～50%；静电喷涂车间环境要求较高提高，由于环境的特殊性，需要较高的自动化程度；喷涂过程中漆滴均沿着电场线方向运动，漆滴分散性较小，整体上提高了涂料的利用率，也改善了生产作业环境；喷涂涂装质量好，漆膜均匀光亮，能全部覆盖到工件物的外表面、内腔面和各种复杂结构的角部等[8-10]。静电喷涂设备要求有良好的绝缘性、较高的电压（电压愈高，涂着率愈高，喷涂质量愈好）。随着汽车生产线高效化、智能化的发展，车身涂装车间车身喷涂的大规模流水线作业就需要高效的喷涂技术，所以静电喷涂技术在汽车白车身涂装中应用非常广[8]。

2.2.2 白车身静电喷漆

（1）中漆喷涂

白车身经过电泳和底漆喷涂后，将进行中间涂层喷涂。中间涂层是汽车涂装过程中非常最重要的一道工序，起着承接着电泳底漆和车身面漆的作用。电泳底漆工序完成后，漆膜表面平整度较差，有很多凹凸不平的地方，需要用中间涂层进行填补，使车身表面趋于光滑平整。电泳底漆稳定性较差，在太阳光紫外线照射下，容易粉化脱落，因此中涂层也起着保护底漆的作用[8-11]。电泳底漆沾附性能也不太理想，面漆不能很好的沾附，所以涂装过程中，为了增强底漆和面漆的耐用性和附着性，一般需要在底漆涂层与面漆涂层之间涂中间涂料。

图5 白车身中涂图

（2）面漆喷涂

汽车最外边的带颜色的漆为色漆，高透光性和高光性的漆为清漆，两者合称为面漆，各起着不同的作用。色漆是汽车个性化和独特性的最直观的展示，色漆颜色种类多样，满足不同消费者的需求。清漆是一种透明漆，也称为罩光漆。清漆层具有耐污染、耐酸雨、防紫外线，增加车身的光泽度，加强耐候性，还有一定的硬度和柔韧性、耐划伤等功能，可以更好地保护色漆。清漆比普通漆更易受到环境污染的侵蚀。

面漆的装饰性赋予了汽车个性化的外观颜色，展现了汽车高贵、独特的气质；保护性是对中涂层和电泳底漆膜的覆盖和保护，而面漆本身也具有很强的保色性、耐紫外线辐射性、耐酸碱腐蚀性、抗尖利物划伤性和易清洗等功能。

汽车面漆所采用有机溶剂与底层涂料所采用的基本上一致，但其配比配方组成各有特点。面漆在生产过程中对漆料微粒细度、颜色纯净度、涂膜光泽度、耐候性等各方面的要求更为严格。原材料和配比工艺上的细微波动都会明显地影响涂膜性能，对加工的精细度要求非常严格[8-11]。汽车面漆主要分为本色漆、金属光泽漆、珠光漆、金属珠光漆等多种。

图6 白车身漆面涂层及尺寸

白车身涂层总厚度为80~120 μm 左右，各涂层顺序和涂层厚大致尺寸如图6所示。

3 小结

目前，随着时代和科技的不断进步，工业生产非常注重效率的提高和环境的保护。静电喷涂技术是汽车车身涂装中的重中之重，不断进行技术革新，提高效率、减少污染成为了发展的重点。文中详细分析了汽车白车身静电喷涂技术的运用情况，明确了静电喷涂技术的特点，为读者理解静电喷涂技术在汽车领域创新发展提供一点思路。

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Application Analysis of Electrostatic Spraying Technology in Body Car*

Huang Ling, Zhou Shaopeng, Zhou Jinwei

( Faculty Meachnical and Electrical Engineering, GUANGDONG BAIYUN University, Guangdong Guangzhou 510450 )

In order to clarify the application of electrostatic spraying technology in the field of body painting, the paper analyzes the electrostatic spraying process of car body in white, and understands that electrostatic spraying is a new type of spraying technology, which has the characteristics of high efficiency and environmental protection, and is widely concerned in various fields of body painting. This paper mainly describes the basic principle, classification, characteristics and application of electrostatic spraying technology in the car body in white, which provides a theoretical basis for learning and understanding the technology.

Electrostatic Spraying; Electrophoresis; Body Car

A

1671-7988(2019)21-211-03

黄玲（1989-），女，硕士，专任教师，就职于广东白云学院，主要研究方向为新材料及其表面技术。

U445

A

1671-7988(2019)21-211-03

广东白云学院2016年度科研项目资金资助（BYK20154）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.075

CLC NO.:U445