艺术涂料在工程机械行业的研究与应用

作者:王师傅 分类:涂料 日期:2021-05-19 18:32:57 浏览:75

0简介

艺术涂料不仅具有一般涂料的保护功能,还具有很强的装饰效果,充满立体感和闪烁感,广泛应用于室内和工艺品的表面涂装。艺术涂料不仅起到保护和装饰物体表面的作用,还增加了产品的附加值,受到用户的青睐,逐渐成为装饰行业的高档装饰材料。

随着科学技术的飞速发展和市场竞争的加剧,对工程机械装饰外观的要求日益提高。为了满足用户的个性化需求,高装饰、高环保、低消耗已经成为大型工程机械行业艺术涂装技术的发展趋势。艺术涂料的种类和范围不断发展变化,新的艺术涂料和涂装技术不断涌现。锤子漆、橙漆、洒漆等难看的涂料,裂纹漆、珠光漆、变色龙漆等高装饰性涂料的出现和应用,不仅使产品的外观更加丰富多彩,而且给人带来强烈的精神感染和视觉享受。综述了工程机械行业广泛使用的几种艺术涂料的特点、原理及现场施工性能。

艺术涂料在工程机械行业的研究与应用

1裂纹漆

1.1裂纹漆介绍

裂纹漆又称皮漆,是一种艺术漆,是在被涂装物体表面喷涂与底漆颜色明显不同的裂纹面漆,形成纹理均匀、变化多端、错落有致、立体感很大的裂纹效果而得名。

1.2裂纹漆的形成原理

在裂纹面漆成膜过程中,由于溶剂的快速挥发,面漆漆膜因受力不均而产生裂纹,呈现不规则的裂纹缝隙,使与裂纹面漆颜色不同的底漆暴露在裂纹缝隙中,形成良好均匀的裂纹图案。一般裂纹底漆和面漆颜色对比越大,立体感越强,效果越好。

研究表明,裂纹的形成取决于涂层与涂层之间的相互作用。涂层处于孤立状态时,各个方向收缩均匀;当涂料在基材上时,漆膜不仅受自身收缩和拉力的影响,还受底漆流动性的影响,导致面漆收缩不均匀,应力集中。当这个应力大于涂膜的抗拉强度时,就会开裂,形成裂纹。相反,当底漆没有柔韧性时,面漆不会产生应力集中和裂纹;且当面漆应力小于漆膜的大抗拉强度时,不会开裂。裂纹效应的形成很大程度上与涂层的成分有关。当涂层分子链的薄弱环节少,结合强度小时,开裂时裂纹会比较直(如图1a-1c);相反,当分子链的结合强度较高时,开裂点较多,产生弯曲不均匀的皮纹效应(如图1d所示)。例如,为了保证裂纹喷涂的尺寸和均匀性,裂纹漆一般用于喷涂小工件,如围板、箱盖等装饰平面。

1.3裂纹漆施工性能

1.基材选择:喷涂裂纹漆的基材选择广泛,包括钢板、木材、玻璃钢和塑料制品。

2.涂料选择:为保证工程机械产品更好的防腐、装饰外观和环保性,一般选用双组分环氧皮革底漆、水性树脂面漆、固化时间较长的柔性固化剂和涂料配套体系。因为如果固化时间太短,面漆的涂装工艺就很难控制,漆膜开裂困难,效果差。考虑到环保和安全,目前水性面漆的选择越来越多。

3.涂装工艺:裂纹漆的喷涂工艺与普通漆相同,一般为:基材预处理;喷涂裂纹底漆;烘干;喷涂裂纹面漆;烘干;喷漆;干燥。因为裂纹漆本身是松散的,缺乏对底漆应有的附着力,所以必须在裂纹漆表面喷涂清漆,以增加对裂纹漆的附着力和对底漆的附着力。

4.喷涂工艺要求和各工序注意事项:裂纹漆能否在工件表面呈现出均匀美观的图案,不仅与裂纹漆本身的性能有关,还与相应的涂装工艺和环境密切相关。在生产过程中,必须注意以下影响因素,以确保裂纹喷漆过程的正常高效实施。(1)施工前,必须将图案喷涂在喷底漆的小样板上。根据裂缝大小的影响,选择裂缝面漆的施工粘度和漆膜厚度,调整喷枪的形状、气压和涂料输出量,控制涂料的速度、距离、喷涂工艺、雾化条件和颜色比例。(2)底漆喷涂后找平自干,漆膜达到表面干燥状态后,可将裂纹面漆湿喷至湿润。与常规产品不同,裂纹底漆不能干燥成固态,否则会影响底漆与面漆的附着力,得不到裂纹效果。(3)喷涂时面漆的厚度应基于完全覆盖底漆的颜色,膜厚可根据要获得的裂纹尺寸来控制。裂缝开裂时一般从边缘向中间蔓延,裂缝初期线条较浅较细。随着时间的延长,裂缝逐渐生长、加深、增厚。一般漆膜较厚,裂纹较大,裂纹又细又小,开裂速度快,膜厚均匀,裂纹就均匀美观。如果需要较大的裂纹效果,底漆漆膜应较厚,裂纹漆应多喷2-3遍,气体体积不宜过大;如果你想要一个小裂缝,反之亦然。(4)喷涂清漆后,为了获得更好的漆膜硬度,一般要进行干燥处理。150℃高温干燥硬度高,80℃中温干燥硬度次之,常温干燥硬度差。(5)温湿度的选择:由于裂纹漆对温湿度比较敏感,环境湿度过高、过高或过低都不适合施工。为了避免不利影响,温度一般为25摄氏度,相对湿度为75%。当现场温度较高时,溶剂挥发较快,需要尽快喷涂面漆,否则底漆会过于干燥,不易出现裂缝。水性裂纹漆的裂纹通常在喷涂面漆后20-40分钟内开始,这将根据环境温度、湿度和涂层厚度而变化。一般喷涂环境温度高,开裂快。即使在封闭的空无气体环境中,也能完全形成裂纹。(6)此外,喷漆的喷枪和水性漆的喷枪应分开使用,否则容易对漆膜造成二次污染。

2珠光漆

随着对机械产品面漆高装饰性(高新鲜感、高亮度、高闪光彩色化)要求的不断提高,具有珠光效果、闪光效果和不同角度不同颜色的金属闪光漆和珠光面漆的应用逐渐增多。

2.1具有不同角度的色彩效果

金属颜料和珠光颜料在涂膜中的排列对不同角度不同颜色的效果有很大影响。即在相同入射角下,涂层的亮度随观察者视角的变化而强烈变化。如果片状颜料在涂膜中随机排列,光照射在这些颜料上会呈现漫反射,不同颜色随角度变化的效果很小;如果涂膜中片状颜料的排列呈现规则的取向,入射光在其表面呈现定向反射。结果,从某个角度观察,反射光强度很强,而从其他角度观察,光强度很弱,导致随角度不同颜色的强烈效果[1]。

2.2珠光涂料的形成原理

金属漆,又称金属闪光漆,是以精细的金属颜料(如铝颗粒、铜粉等)命名的。)混合在油漆中,并在金属漆外部添加一层清漆来保护它。在涂膜形成后,金属颜料在不同的层中取向。光线打在金属颗粒上后,通过漆膜被颗粒反射,看起来好像金属在发光。通过改变金属粉末颗粒的形状和大小,可以控制金属闪光漆膜的亮度。

珠光漆又称云母漆,是一种金属闪光漆,因在涂料中加入珠光颜料而得名。珠光效果是由于添加了涂有二氧化钛和氧化铁的云母颜料。(1)在光照射在云母颗粒上之后,云母颗粒用二氧化钛和氧化铁着色。(2)入射光通过颗粒均匀、粒径小的颜料片,然后经过复杂的折射和干涉。(3)结合云母本身有一种特殊的颜色,具有透明性。可见光在二氧化钛薄膜和云母表面反射两次,两次反射光在一定条件下产生光干涉效应。这样,可见光被多次反射和折射,然后再次进入人们的眼睛。所以珠光漆给人的感觉是有深度,有层次感,色彩鲜艳夺目,仿佛珍珠在发光。

2.3珠光涂料的施工性能

涂装过程中注意事项:珠光漆的光泽来源于漆膜的深层,珠光粉是透明的薄层,所以介质越透明,光泽损失越少。因此,在油漆制作过程中,要避免使用容易造成浑浊的遮蔽颜料和添加剂。在漆膜中,珠光颜料涂膜的排列尽可能与漆膜表面平行,以表现出更为灿烂的珠光效果(如图2a-2f)。因此,在涂布过程中,尽量使湿膜具有足够的流动性,以保证颜料颗粒能够自动实现平行取向。如三一重工泵车和起重机用金属珠光漆、特雷克斯起重机驾驶室用珠光漆、徐工起重机和消防车用水钻漆等。因其闪烁的金属珠光效果而成为展会的焦点。

3变色龙涂料

3.1变色龙涂料简介

变色龙涂料是一种通过其他物质产生颜色变化的特殊涂料。一般分为:变温漆、紫外线变色漆、不同角度自然光变色漆(变色龙)。变温涂料包含微胶囊,当暴露于热时,微胶囊可引起化学反应并改变颜色,紫外线变色是通过微胶囊的颜色激发显示的颜色,微胶囊在暴露于紫外线时包含光敏变色。

3.2变色龙涂料的形成原理

变色龙涂料的核心技术在于新型纳米汽车涂料。涂料中加入纳米二氧化钛和包覆纳米二氧化钛的铝粉/云母珠光颜料的纳米混合颜料,使涂料能以不同的角度产生神秘多变的色彩效果[3]。

产生机理如下:一般认为纳米二氧化钛具有独特的表面效应、体积效应、紫外屏蔽和随角度不同的颜色效应,因此被广泛应用于涂料添加剂中。金红石结构的纳米二氧化钛具有不同角度不同颜色的效果,即涂层从不同角度呈现不同颜色[4]。纳米二氧化钛既能透射可见光,又能在一定程度上覆盖可见光,导致透射光在铝粉和二氧化钛表面发生反射,产生不同的视角效应。

入射光打在纳米二氧化钛颗粒上,蓝光会强烈散射,绿光和红光会强烈反射(黄相)。观察角度不同,漆膜表面会呈现出不同的色调。在金属闪光面漆中加入纳米二氧化钛,可以大大提亮传统流行的各种颜色面漆,受到人们的青睐。美国福特公司于1989年成功制造了涂有含纳米二氧化钛的金属闪光面漆的变色汽车。变色龙漆是在调好的金属漆中加入特殊的云母粉而成。由于特殊形态的云母(非常薄的薄片)在反射光线时具有方向性,变色龙涂料涂层会随着视角的变化而呈现出不同的颜色[5]。

3.3变色龙涂料的施工性能

变色龙漆的喷涂工艺和正常产品一样。面漆干燥后,在清漆中加入适量的变色粉,然后喷涂在面漆表面,形成不同变色效果的测试板(如图3a-3d所示)。喷涂清漆前,面漆应尽量干燥,以免变色粉渗入,影响变色效果。

转龙车的颜色不是真的在变,而是车身的颜色从不同的角度不同,其核心技术在于新车漆。如何降低变色涂料的施工成本将是一个新的研究课题。

4难看的涂层

大型施工机械设备表面粗糙,平整度差,造成表面不平整。使用喷漆、橙漆、锤纹漆等特殊涂料在工件表面形成立体漆膜,不仅可以掩盖产品表面的不平整,还可以减少刮腻子和打磨的时间,降低员工的劳动强度,简化工艺流程,缩短生产周期,节约原材料,消除后期腻子开裂的隐患。是目前大型机械行业理想的装饰涂料。

4.1喷洒一些油漆

洒艺术漆是指像水滴一样画在产品表面。是一种能保护物体表面,具有艺术感的涂料,常用于仪器仪表、设备、金属制品的外表面涂饰。喷涂一些油漆,外观美观,装饰性强,可以掩盖被涂物体表面的浅层机械疤痕和粗糙不平的表面缺陷。

喷洒点形状的形成主要取决于喷洒技巧,油漆施工时一般需要喷洒两次。首先,按照常规喷涂工艺施工,底漆应均匀覆盖。待完全干燥后,选择直径较大的喷嘴,在较低的气压下,将粘稠的漆液喷入工件表面稀疏的雨滴漆斑中,使漆斑来不及流平,溶剂已经挥发,从而形成大小均匀、间距基本一致的水滴状(如图4a-4b所示)。全刮腻子过程需要熟练的腻子工人,漆膜有开裂的隐患。但经过实际应用,喷漆技术审美效果明显,可操作性强。通过选择合适的枪帽,控制合适的喷涂压力,将喷漆调整到合适的施工粘度,可以达到更好的喷漆效果。目前,喷涂一些艺术涂料的工艺,对FAYAT压路机的外观结构件、BAUERCG26的配重、徐工起重机的配重、临时工、码头工人、推山工等装载机的配重都有很好的应用效果。

4.2橙色油漆

橙色涂料由树脂、助剂(包括桔皮剂)、稀释剂和颜料制成。之所以命名为[7],是因为它能在工件表面形成类似橘皮或皮革的纹理。喷涂的橙色漆线条清晰,立体感强,能很好的掩盖金属表面粗糙不平的缺陷,达到艺术装饰的效果(如图4c-4d)。

橙色涂料的施工过程与常规涂料相同。喷涂时,必须先喷涂底漆,待底漆均匀覆盖并完全干燥后,再用普通低压喷枪喷涂面漆。桔纹面漆一般应喷涂两遍,根据桔纹大小可控制油漆粘度和跑枪速度。目前,我们的起重机产品已经率先在吊钩上使用橙色油漆技术,不仅提高了吊钩的喷涂效率,而且改善了产品的外观和装饰。

4.3锤纹漆

锤纹漆由合成树脂、不漂浮铝粉、添加剂和溶剂制成。锤痕的形成是用喷枪产生厚度不均匀的浅盆圆形斑点,圆形斑点中的不浮铝粉沉淀,清漆上浮,与颜料形成分界线。同时溶剂挥发产生涡流,在硅油添加剂的协同作用下带动下沉的铝粉旋转,铝粉在漆斑周围被挤出,呈现浅盆状锤花。浅盆膜表面铝粉的反射光发生干涉,出现锤痕[6]。铝粉颜料的锤状形成主要是由于喷涂在物体表面的各种涂层点相互连接而形成的。铝粉由于旋转的表面,在铝粉上形成一个略浮的碟形漩涡清漆,使这些漩涡呈现出闪光的铝金属光泽和均匀美观的锤纹。

5发展前景

艺术涂料的发展日新月异,不仅科学机理研究和实验室小试不断深化和扩大,而且艺术涂料的生产也想向工业规模发展。在2014年上海国际宝马展上,许多国际工程机械制造商使用了各种艺术涂料,如徐工闪亮水钻涂料、三一重工珠光涂料、彩色艺术涂料,不仅为产品提供了高档的装饰效果,而且提高了产品的附加值,满足了客户的个性化需求,在工程机械行业具有很大的发展前景。

随着工程机械制造技术的成熟,客户对机械产品的外观要求越来越严格。进一步开发外观丰富多彩、功能日益完善的工程机械功能性艺术涂料将成为涂装工作者的研究热点。