Tiểu luận - Sơn sửa chữa ô tô

Trong nhà máy, khung xe được hoàn thiện như một mảnh kim loại, chỉ cho phép sử dụng các sản phẩm đã được xử lý ở nhiệt độ thường lên đến 150-160 °C.. Do đó, các loại sản phẩm sơn được sử

I Giới thiệu chung

1.1 Khái niệm

Thuật ngữ 'sơn sửa chữa ô tô' đề cập đến các sản phẩm sơn được sử dụng cho

ô tô sau quá trình sản xuất ban đầu Trong nhà máy, khung xe được hoàn thiện như một mảnh kim loại, chỉ cho phép sử dụng các sản phẩm đã được xử lý ở nhiệt độ thường lên đến 150-160 °C

Một khi chiếc xe đã được hoàn thiện với các chi tiết bằng nhựa, lốp cao su và vải, và có xăng trong thùng, thì không còn khả thi để sửa chữa dứt điểm ở những nhiệt độ này

Do đó, các loại sản phẩm sơn được sử dụng để sơn sửa lại ô tô phải cố gắng đạt được lớp sơn hoàn thiện có hiệu suất tương đương với lớp sơn ban đầu

1.2 Nhu cầu hiện nay

Quy mô của thị trường sơn sửa ô tô là rất lớn, về khối lượng, có thể so sánh với thị trường dành cho các sản phẩm ô tô nguyên bản Khoảng 250 triệu lít sơn phủ màu được bán trên toàn thế giới (1984), với một lượng bổ sung tương đương của sơn lót, dung môi và các sản phẩm phụ trợ Các loại xe thương mại - xe tải và

xe buýt - thường được sơn bằng các loại sơn sửa chữa ô tô hơn là ô tô nguyên bản hoặc các sản phẩm công nghiệp nói chung Thị trường sản phẩm sơn trên xe thương mại chiếm khoảng 40% khối lượng sơn sửa chữa ô tô

Các yêu cầu về hiệu suất đối với sơn xe thương mại thường ít quan trọng hơn

so với sơn xe ô tô, mặc dù trong một số trường hợp, khả năng chống ăn mòn hóa chất hoặc môi trường là cần thiết

1.3 Mục đích sử dụng

Các sản phẩm sơn sửa chữa ô tô được sử dụng với 3 mục đích chính:

• Sửa chữa hoặc khôi phục lại sau những hư hỏng ngẫu nhiên trong quá trình sử dụng

• Chỉnh sửa các hư hỏng hoặc lỗi trong quá trình sản xuất hoặc trong quá trình vận chuyển trước khi bán

• Thay đổi để cải thiện ngoại hình hoặc thay đổi màu sắc của xe

Ở các nước phát triển, phần lớn thị sơ sửa chữa ô tô được dùng để sửa chữa trong quá trình sử dụng hoặc vận chuyển xe Mục đích tân trang phần lớn giới hạn ở thị trường xe cũ, nơi cần có một lớp sơn mới có thể tạo ra sự khác biệt giữa việc bán hoặc không bán xe Rất hiếm khi 1 chiếc xe được thay đổi màu sắc Một phần lớn công việc sửa sang lại ô tô được trả bằng bảo hiểm tai nạn

Ở các nước đang phát triển, ô tô có xu hướng cũ hơn, việc kinh doanh bảo hiểm tai nạn kém phát triển hơn và các hoạt động tân trang màu sắc lại nhiều hơn thông thường

Ngay cả ở các nước phát triển, sự khác biệt về văn hóa trong thái độ đối với ô

tô khá rõ rệt Những điều này thể hiện trong tiêu chuẩn xuất hiện trung bình của các phương tiện, và có thể được truy tìm thông qua các hiệu ứng trong thị trường tân trang Sự khác biệt về tiêu chuẩn trung bình của ngoại hình thân xe giữa Lisbon

và Zurich rất có dấu ấn, và nó được thể hiện ở mức độ tinh vi của các thiết bị và kỹ thuật cửa hàng sửa chữa

Mục đích của hầu hết các công việc tân trang lại ô tô là để trả lại một chiếc xe

về ngoại hình tiêu chuẩn tương đương với một chiếc ô tô mới được sản xuất trực tiếp từ dây chuyền sản xuất

Ở hầu hết các nước phương Tây, một chiếc ô tô bị hư hỏng thể hiện một đòn giáng nặng nề vào cái tôi, tinh thần và lối sống của chủ sở hữu, và việc sửa chữa nó

về tình trạng 'nguyên bản' tương ứng là rất quan trọng Khi chiếc xe đã sửa chữa được trả lại, tiêu chuẩn duy nhất để chủ xe có thể đánh giá chất lượng công việc hoàn thành là độ hoàn thiện bên ngoài Mọi chủ sở hữu sẽ kiểm tra công việc sơn,

và trên hết sẽ đánh giá công việc theo tiêu chuẩn của màu sắc phù hợp Khả năng

và độ chính xác của màu sắc là tính năng quan trọng nhất của hệ thống sơn lại xe hơi

Đương nhiên màu sắc được kết hợp bắt nguồn từ nhà sản xuất ô tô và cuối cùng là từ nhà cung cấp sơn ô tô Tuy nhiên, màu xe được chọn cho sự hấp dẫn của khách hàng, không phải vì khả năng sửa chữa của họ và các nhà cung cấp sơn sửa chữa ô tô, mặc dù thường giống như các nhà cung cấp sơn ô tô, trong lịch sử đã phải phản ứng với những thay đổi do họ khởi xướng

1.4 Một số điều kiện gia công

1.4.1 Làm khô bằng không khí và nhiệt độ thấp

Các sản phẩm sơn tân trang ô tô được sử dụng trong nhiều điều kiện khác nhau

Ở nhiều nước đang phát triển, người ta thường thấy những chiếc ô tô được phun lại ở không khí ngoài trời, ngay cả ở bên đường Bên cạnh đó, nhiều cửa hàng sửa chữa lớn là những cơ sở lắp đặt công nghiệp rất phức tạp Sự đa dạng của các điều kiện, cùng với trình độ kỹ năng vận hành và sự đào tạo thường xuyên, là một thách thức đối với nhà pha chế sơn so với thị trường ô tô nguyên bản, nơi có dây chuyền sản xuất có các nhân viên được đào tạo chuyên sâu và môi trường được kiểm soát chặt chẽ Sự đa dạng chính trong các phân xưởng tân trang vì nó ảnh hưởng đến các sản phẩm tân trang ô tô, nằm ở sự phân chia giữa làm khô bằng không khí (làm khô ở nhiệt độ môi trường xung quanh) và sấy trong buồng nhiệt Trong bối cảnh sửa chữa ô tô, nhiệt độ nung lên đến nhiệt độ kim loại 80 °C, mặc

dù các vật liệu hoàn thiện hiện đại thường có lịch trình nung tối ưu lên tới 60 ° C

1.4.2 Trong buồng nhiệt

Việc không có thiết bị buồng nhiệt trong một xưởng hoàn thiện thường cũng

có nghĩa rằng đây là một môi trường tương đối kém cho việc sử dụng sơn, thường

có nhiều bụi và thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm Điều cần thiết đối với một sản phẩm làm khô bằng không khí được sử dụng trong môi trường như vậy phải 'không có bụi' trong thời gian cực kỳ ngắn (thường là vài phút) Điều này có nghĩa là sản phẩm sơn làm khô bằng các quá trình vật lý Các sản phẩm đóng rắn thông qua phản ứng với oxy trong không khí hoặc vật liệu hai thành phần đóng rắn tương đối chậm ở nhiệt độ môi trường xung quanh (vì nếu không, chúng chắc chắn sẽ không

ổn định hoặc có thời gian sống ngắn), nhưng có thể được sử dụng để hoàn thiện lại nếu có sẵn môi trường không có bụi Đúng điều kiện các sản phẩm như vậy có lợi thế lớn hơn 'lacquer', cả về ứng dụng và hiệu suất

Do đó, ngày càng nhiều ở tất cả các thị trường, và hầu như chỉ ở những nước phát triển cao nhất, ô tô được hoàn thiện lại trong các buồng phun hoàn chỉnh được liên kết với lò nhiệt thấp 'lowstoving' hoặc có thể tự chuyển đổi thành lò nhiệt (buồng / lò phun kết hợp)

II Hệ thống sơn phủ

2.1 Sơn chống gỉ (ED)

2.1.1 Mục đích

Mục đích của lớp sơn chống rỉ là cung cấp khả năng chống rỉ và giúp cho vật liệu ngăn cản được hiện tượng ăn mòn và tăng cường khả năng bám dính giữa bề mặt nền với các lớp sơn tiếp theo Sơn chống rỉ thuộc loại sơn nước, khô ở điều kiện 150oC – 180oC tuỳ thuộc vào hệ sơn

2.1.2 Thành phần

Chất tạo màng: Là thành phần chính của hệ sơn này, nó có thể bám được vào

bề mặt vật liệu nhờ quá trình tĩnh điện, chất tạo màng chủ yếu cho hệ sơn này là nhựa Epoxy và một số loại nhựa khác như nhựa Melamin

Bột màu: nhằm mục đích tạo được khả năng chống rỉ, độ đục, bền thời tiết và các tính chất khác của màng sơn Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng mà có tác dụng chống rỉ là các oxit kim loại như: Fe2O3, Fe3O4,…

Dung môi: dung môi chính của sơn ED là nước, có mục đích chính là hoà tan chất tạo màng và phân tán bột màu trong môi trường sơn, giúp cho màng sơn có thể hình thành được trên bề mặt vật liệu và mất đi sau khi màng sơn khô hoàn toàn

Chất phụ gia: Là các xít như axit axetic, axit amin có khả năng hoà tan trong nước và chất tạo màng, chúng có nhiệm vụ tạo được khả năng làm việc và một số tính chất tốt hơn của màng sơn

Nước DI: là loại nước không ion có nhiệm vụ loại bỏ sơn thừa, dung môi và thụ động hoá bề mặt lớp sơn sau giai đoạn sơn

Ví dụ: Sản phẩm sơn lót chống gỉ của Nippon là: Vinilex 1200

2.2 Sơn lót (Primer)

2.2.1 Mục đích

Sơn lót nhằm mục đích làm nhẵn bề mặt đã có lớp sơn nền, bảo vệ lớp sơn nền chống rỉ và và tăng khả năng bám dính giữa các lớp sơn

2.2.2 Thành phần

Chất tạo màng: Chất tạo màng chủ yếu là các loại nhựa như: nhựa Polyeste, nhựa Melanine, nhựa Epoxy và các loại nhựa khác

Bột màu: Bao gồm các loại bột màu vô cơ như: oxit kẽm (ZnO), Titan (TiO2),

và các loại bột độn khác như CaCO3, BaSO4

Dung môi: bao gồm các dung môi thơm, dung môi hoạt đông este, ete và rượu

Chất phụ gia: bao gồm các chất điều khiển bề mặt, chất phân tán, chất chống lắng, chất hấp thụ tia cực tím

2.2.3 Một số ví dụ

Sản phẩm sơn lót của Nippon: Sơn lót xám Nax 2200, sơn lót xám Nax 2400, sơn lót xám 303, sơn lót nhựa PP

2.3 Sơn màu phủ (TopCoat)

Sơn phủ là lớp sơn cuối cùng nhằm mục đích trang trí cũng như tạo được màu sắc, độ bóng, độ tương phản ánh sáng cũng như có một số tính chất đặc biệt và chịu được môi trường Đối với sơn nguyên bản, loại sơn này là hệ sơn khô ở nhiệt

độ cao Còn trong sửa chữa ô tô, người ta sử dụng hệ sơn tự khô Mục đích của sơn

tự khô là được sử dụng để sơn cho các chi tiết làm bằng vật liệu chịu nhiệt độ thấp,

dễ bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực, nhiệt độ cao và dùng để sửa chữa Hệ sơn này khô nhanh ở nhiện độ thấp 80oC trong 30 phút hoặc khô tự nhiên sau 24 giờ

Sơn phủ Solid

Chất tạo màng: là các loại nhựa như: nhựa Alkyd, nhựa Acrylic, Nitro

cellulose và các loại nhựa khác

Bột màu: là các oxit vô cơ như TiO2 và các bột màu khác

Dung môi: bao gồm các loại dung môi thơm các loại dung môi hoạt động như este, ete và rượu

Chất phụ gia: bao gồm chất điều khiển bề mặt, chất chống lắng, chất phân tán, chất ổn định màu sắc, chất hấp thụ tia cực tím,

Sơn phủ Metallic

Chất tạo màng: bao gồm các loại nhựa như: nhựa Acrylic, nhựa Alkyd,

Polyuretan và các loại nhựa khác

Bột màu: là các bột mang màu, ngoài ra còn có các loại bột màu đặc biệt khác như bột nhôm (Al), vảy Mica và các loại bột màu khác

Dung môi: bao gồm các loại dung môi thơm các loại dung môi hoạt động như este, ete và rượu

Chất phụ gia: bao gồm chất điều khiển bề mặt, chất chống lắng, chất phân tán, chất ổn định màu sắc, chất hấp thụ tia cực tím

Sản phẩm sơn phủ của Nippon: Sơn Nax Premila, sơn tự bóng, sơn gốc nước

2.3.1 Nitrocellulose

Trong những ngày đầu, về cơ bản tất cả các loại sơn nguyên bản và sơn sửa lại trên ô tô đều có nguồn gốc từ nitrocellulose Trên dây chuyền sản xuất nitrocellulose sớm được thay thế bằng hệ thống acrylic và alkyd Khi sửa chữa lại, nitrocellulose vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, mặc dù bây giờ nó đã bị thay thế ở hầu hết các thị trường phát triển Ưu điểm chính của các sản phẩm làm khô vật lý như nitrocellulose (và nhựa nhiệt dẻo acrylic) trong sơn sửa ô tô là làm khô không khí rất nhanh, kết hợp với việc đánh bóng dễ dàng, cho phép đạt được kết quả tốt trong các xưởng thiếu trang thiết bị và nhiều bụi.xưởng tồi tàn và bụi bặm Nhược điểm lớn là độ bền kém Tóm lại, điểm mạnh và điểm yếu của các sản phẩm hoàn thiện nitrocellulose như sau:

Điểm mạnh:

- Rất nhanh khô

- Ứng dụng dễ dàng

- Khả năng đánh bóng

- Có thể phục hồi bất cứ lúc nào

Điểm yếu:

- Độ bền kém, khả năng chống tia cực tím kém

- Độ giòn

- Độ bóng thấp - yêu cầu đánh bóng

- Giữ độ bóng kém

- Chất rắn thấp / khả năng tạo thấp

- Khả năng chống dung môi (xăng) kém

Sơn mài nitrocellulose thường được làm dẻo với sự kết hợp của chất hóa dẻo dung môi, chất hóa dẻo cao phân tử và alkyd không khô

2.3.2 Acrylic nhiệt dẻo (TPA)

Chất làm sạch ô tô TPA có nhiều đặc điểm giống như các sản phẩm nitrocellulose, ngoại trừ trường hợp độ bền và khả năng chống tia UV là cần thiết cho điều kiện khí hậu, phần lớn được xem là có thể thay thế cho nitrocellulose như sơn sửa chữa Giống như nitrocellulose, sơn mài TPA chỉ cứng lại bằng cách bay hơi dung môi Không giống như các sản phẩm được sử dụng cho lớp hoàn thiện ban đầu, các sản phẩm TPA đã hoàn thiện lại không bị nung để đạt được độ chảy ngược

Polyme được sử dụng trong sơn mài TPA luôn có tỷ lệ hàm lượng metyl metacrylat, được đồng trùng hợp với một số monome acrylic khác để đạt được sự pha trộn thích hợp về độ cứng, tính linh hoạt và độ bám dính, và được pha trộn với chất làm dẻo dung môi Điểm mạnh và điểm yếu của TPA để hoàn thiện như sau: Điểm mạnh:

 Làm khô bằng không khí rất nhanh

 Độ bền tốt (khả năng chống tia cực tím)

 Chỉnh sửa dễ dàng, có thể đánh bóng

 Hiệu ứng kim loại tuyệt vời

Điểm yếu:

 Dung môi kém (kháng xăng)

 Chất rắn thấp / độ phủ thấp

 Độ giòn

 Độ bóng thấp - yêu cầu đánh bóng

2.3.3 Alkyd

Chất hoàn thiện Alkyd được sử dụng trong quá trình hoàn thiện thường là dầu ngắn, khô nhanh về bản chất Chúng có thể được làm khô trong không khí bằng máy sấy coban và chì thông thường hoặc được áp dụng như các sản phẩm hai thành phần bằng cách thêm nhựa melamine hoặc polyisocyanate Khi được sử dụng với melamine, alkyd phải được loại bỏ ở nhiệt độ kim loại 70-80 ° C: việc bổ sung isocyanate làm tăng tốc độ cứng ở bất kỳ nhiệt độ nào, nhưng thường được kết hợp với 'sấy khô bằng lực' ở 40-60 °C

Alkyd là loại 'tráng men' đầu tiên (trái ngược với 'lacquer' làm khô vật lý) được sử dụng để sơn sửa ô tô, mang lại những ưu điểm tuyệt vời của chất rắn khi ứng dụng và do đó khả năng tạo cao hơn và 'độ bóng từ súng sơn', loại bỏ sự cần thiết cho việc đánh bóng tốn nhiều công sức Tuy nhiên, Alkyd chậm cần 'không có bụi' hơn 'lacquer', cho dù là nitrocellulose hay TPA, và do đó phải được thi công trong môi trường không có bụi Sự ra đời của họ theo đó đi kèm với sự phát triển của các buồng phun phù hợp cho ngành sửa chữa ô tô

Một nhược điểm lớn của alkyd là khó sửa chữa, phát sinh do xu hướng của màng đã được bảo dưỡng một phần sẽ mềm đi nếu bị tráng quá mức

Do đó, bất kỳ lỗi nào trong sơn hoặc hư hỏng gây ra sau đó đều không thể được sửa chữa cho đến khi màng cũ được loại bỏ hoàn toàn Đối với những alkyd được làm khô thông thường bằng quá trình oxy hóa không khí, quá trình này có thể mất vài ngày, nhưng các màng được liên kết chéo bằng cách bổ sung melamine hoặc polyisocyanate có thể được phục hồi nhanh hơn nhiều

Ngoài ra, các đặc tính của hệ nhựa alkyd không phù hợp lắm vì bao gồm mảnh vảy nhôm khi hoàn thiện Lớp hoàn thiện bằng alkyd có sắc tố kim loại cho hiệu ứng 'lật' kém vì định hướng của các hạt nhôm quá ngẫu nhiên

2.3.4 Sơn Enamel acrylic

Enamel acrylic là chất đồng trùng hợp alkyd / TPA đại diện cho một loại sản phẩm lai, được phát triển để cải thiện cấu trúc và độ bóng của TPA thông thường mà

không làm mất hiệu suất không bám bụi rất nhanh của sơn mài Thuộc tính của các sản phẩm này tương ứng giữa hai loại Giống như alkyds thông thường, chúng có thể được sử dụng làm vật liệu hai trong một với thành phần thứ hai là polyisocyanate Điều này mang lại lợi ích về tốc độ sấy khô, độ bền và độ cứng, nhưng làm mất tất cả các lợi ích làm khô như 'lacquer', do đó yêu cầu các điều kiện thi công không có bụi

2.3.5 Acrylic uretan

Loại sản phẩm chính được giới thiệu gần đây nhất trong ngành công nghiệp hoàn thiện dựa trên nhựa acrylic với nhóm chức hydroxy, được sử dụng riêng cùng với thành phần thứ hai polyisocyanate Mặc dù chậm không bám bụi so với lacquer, ở mọi khía cạnh khác, uretan acrylic có phạm vi tốt nhất trong số các đặc tính phù hợp nhất với việc sơn sửa ô tô, và do đó làm cho các sản phẩm khác trở nên lỗi thời ở hầu hết các thị trường phát triển cho các ứng dụng khác ngoài các ứng dụng chuyên dụng

Sự kết hợp urethane acrylic đặc biệt phù hợp với thị trường sơn phủ Nhựa acrylic mang lại lợi ích của:

 Độ bền, độ bóng duy trì;

 Độ cứng;

 Uyển chuyển;

 Dễ nhuộm màu;

 Độ bóng cao

Bằng cách sử dụng nhựa acrylic trọng lượng phân tử tương đối thấp, chất rắn

có thể cao theo tiêu chuẩn sơn sửa chữa, trong khi phản ứng liên kết chéo với polyisocyanate diễn ra ở tốc độ cho phép acrylic uretan được sử dụng trong phạm

vi nhiệt độ yêu cầu của thị trường, đóng rắn ở tỷ lệ chấp nhận được thậm chí dưới 5°C Việc áp dụng nhiệt làm tăng tốc quá trình sấy khô và để đạt được thông lượng