پس از حل شدن مشکلات مربوط به خوردگی در صنایع خودرویی، جلوه ظاهری روکش به عنوان یکی از مهمترین عولمل جذب مشتری وفروش بیشتر، مورد توجه سازندگان خودرو قرار گرفت. امروزه مشتریان علاقمند هستند که خودروهایی را خریداری کنند که علاوه بر جلوه ظاهری اولیه مناسب، در دراز مدت نیز خواص ظاهری خود را حفظ کنند. مهمترین عوامل محیطی که ظاهر روکش را به شدت تخریب می کند،عبارتند از خش[1] و خراش[2] و عوامل جوی. در حالیکه خش به عنوان یک تخریب فیزیکی که محدوده تخریب آن چندین میکرون از سطح روکش نهایی و شفاف است، خراش محدوده تخریب آن بیشتر و شدید تر از خش می باشد. تعمیر و پولیش کاری در خطوط تولید و رنگ آمیزی، شستشوی دستی و اتوماتیک بوسیله پارچه و برس های پلاستیکی، برخورد سنگریزه، شن و یا کشیده شدن اشیایی مانند کلید، شاخه درخت، چاقو، ناخن دست بر روی سطح روکش خودرو از جمله مهمترین عوامل ایجاد کننده خش و خراش می باشد] 5-1. [
عوامل جوی مانند رطوبت و نور و آلودگیهای محیطی نیز به علت تخریب سطح روکش یا تغییر رنگ لایه های زیرین روکش، جلوه ظاهری روکش را تحت تاثیر قرار دهد.
بررسیها نشان می دهد که سالیانه درحدود 2 میلیون دلار صرف گارانتی روکشهای خودرویی درسطح جهان می شود. بیشتر کارهای انجام شده مربوط به مقاومت به خراش روکشهای خودرویی، در ارتباط با بهبود این ویژگی در روکشهای تازه ( قبل از قرار گرفتن خودرو د رشرایط واقعی جوی) می باشد، در حالیکه کارهای بسیار کمی در ارتباط با مقاومت به خراش در دراز مدت انجام شده است. مشتریان خودرو انتظار دارند که خش و خراشی که به هر دلیلی در سطح ایجاد شده است پس از مدتی از سطح محو شود یا اثرات نوری آن کاهش یابد. بنابر این بررسی اثر شرایط جوی روی مقاومت به خراش و سپس تغییرات بصری خراش درحین شرایط جوی حائز اهمیت خواهد بود.
عوامل جوی علاوه بر جنبه تاثیر ظاهری که در روکش ایجاد می کنند، می توانند خواص شیمیایی و فیزیکی- مکانیکی] 9-6. [ والکترو شیمیایی] 10. [ روکش را تحت تاثیر قرار دهند. تغییر خواص فیزیکی وشیمیایی روکش مستقیمااز تغییرات شیمیایی روکش ناشی می شود. بنابراین برای بررسی تغییر خواص بهتر است، ابتدا ترکیب شیمیایی لایه های مختلف روکشهای خودرویی را مورد بررسی قرار دهیم.
1-1- ترکیب شیمیایی و چگونگی اعمال لایه های مختلف
به منظور حفاظت بدنه در برابر عوامل خورنده و دادن زیبایی به آن رنگ آمیزی بدنه های خودرو امری اجتناب ناپذیر می باشد .
مراحل رنگ آمیزی بدنه به ترتیب زیر می باشد.
- آماده سازی سطح و الکتروپوشانش
- اعمال سیلر ( عایق زیر بدنه )
- اعمال آستری
- اعمال رنگ رویه
پس از ورود بدنه ابتدا بدنه ها آماده شستشو می شوند و سپس وارد مرحله چربی گیری می شود. در این مرحله با شستشوی سطح به وسیله مواد قلیایی و دتر جنت آلودگیها و چربی ها از روی سطح بدنه برداشته می شوند.
برای آماده کردن سطح فلز برای فسفاته شدن از ترکیبات اسیدی برای فعالسازی سطح استفاده می گردد . در این مرحله در واقع یک لایه از فلز برداشته می شود و سطح آماده برای تشکیل لایه فسفاته می گردد.
مرحله فسفاته کردن به منظور ایجاد لایه ای جهت افزایش چسبندگی و مقاومت خوردگی می باشد که فسفاته کردن در این مرحله تری کاتیونیک می باشد و ترکیبات حمام فسفاته شامل اسید فسفریک و نمک روی وشتاب دهنده ها( نیتریت ) می باشد و یک مرحله آبکشی بعد از فسفاته قرار دارد .
درقسمت الکتروپوشانش از روکش حاوی رزین اپوکسی آمین استفاده می شود باشد که محلول در آب می باشد. حلالهای آن علاوه بر آب حلال های الکلی و گلایکولی می باشند.
در مرحله ورود ( 85 – 110 V ) که این ولتاژ از 85 شروع و نسبت به سایز بدنه تا 110 افزایش می یابد . پس از رسوب رنگ الکتروپوشانش روی بدنه با افزایش مقاومت ولتاژ مرحله سوم تا 350 ولت افزایش می یابد که این عمل باعث می گردد اپوکسی آمین یونیزه در آب روی بدنه رسوب کند . در آند محلول آنولیت( اسید استیک ) یونیزه می شود و این سیکل به این شکل ادامه می یابد . پس از خروج بدنه از الکتروپوشانش سه مرحله آبکشی وجود دارد که دو مرحله اول اسپری و مرحله سوم غوطه وری می باشد .سپس بدنه وارد مرحله تبخیر حلال[3] ( به مدت 15-20 دقیقه در دمای 50-40 درجه سانتی گراد) می شود که این مرحله برای خشک شدن آب اضافی و همچنین خروج حلالهای سطحی برای ورود به کوره برای جلوگیری از جوش و تاول می باشد .
پس از خروج بدنه از کوره الکترو پوشانش که در دمای 180 درجه سانتی گراد پخت می شود، برای جلوگیری از خوردگی ، درزها و محل های اتصال بدنه را با سیلر پر می کنند که سیلر بر پایه پلی وینیل کلراید یا پلی اورتان می باشد .
آستر در سه رنگ مشکی ، خاکستری و قرمز اعمال می شود که هر کدام از این رنگ ها بسته به رنگ رویه انتخاب می شوند . پس از این مرحله بدنه وارد کوره شده و پخت می شود و بعد از آن عیوب آستری بررسی شده و اصلاح می گردد .
رنگ رویه به دو صورت تک پوششه[4] و دو پوششه (روکش پایه/ روکش شفاف ) می باشد. که متالیک بر پایه ملامین ـ پلی استر و روکش شفاف نیز بر پایه رزین اکریلیک می باشد و تک پوششه نیز معمولا بر پایه رزین آلکید ملامین کوره ای می باشد .
برای رنگ متالیک پس از اعمال روکش پایه و خشک شدن سطحی ، لایه شفاف روی آن اعمال می شود (به صورت تر روی تر) و سپس وارد کوره می گردد و پخت می شود .
در مورد رنگ تک پوششه ، پس از اعمال رنگ وارد کوره پخت می شود . بدیهی است که قبل از ورود به کوره در هر دو مورد یک زمانی جهت تبخیر حلال در نظر گرفته می شود بعد از خروج بدنه از کوره و خنک شدن بدنه مرحله اصلاح روی بدنه انجام می گیرد .
به جهت اهمیت لایه شفاف به عنوان لایه نهایی خودرو که بسیاری از خواص سیستم روکش به ویژه مقاومت جوی، متاثر از این لایه می باشد، روکشهای شفاف با ترکیبهای شیمیایی مختلف به تفصیل شرح داده می شود.
1-2- مروری بر روکشهای شفاف
سیستمهای کم جامد اکریلیک در دهه 70 و ابتدای دهه 80 روکشهای رایج در صنایع خودرویی بودند. پس از این تغییرات زیادی در پلیمر و ماده سخت کننده ایجاد شد. برای مثال در اواسط دهه 80 سیستمهای پر جامد جایگزین سیستمهای کم جامد شدند. امروزه تنوع وسیعی از ساختارهای شیمیایی استفاده می شود. درحالیکه سیستمهای اکریلیک همچنان مورد استفاده قرار می گیرند، ولی سیستمهای اکریلیک اصلاح شده دارای وزن مولکولی کم هیچ شباهتی به سیستمهای اکریلیک اولیه ندارد. رزینهای پلی استر و عاری از پلی استر همچنان در کاربرد های مشخصی در حال استفاده شدن هستند.
ماده سخت کننده نقش مهمی در عملکرد روکش دارد. هرچند ملامین مهمترین ماده سخت کننده است، ولی ایزوسیانات ها و اپوکسیهای پخت شونده با اسید نیز در حال پیشرفت می باشد.
آکریلیک های ترموست که با رزین ملامین پخت می شوند(شکل 1-1).همچنین این سیستمها میتوانند به فرم پر جامد باشند که برای کمک به واکنش های پخت با اسید کاتالیست می شوند.
دانلود پروژه ارزیابی مقاومت جوی روکشهای پایه/شفاف خودرویی