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水性阻尼材料在全铝车身上的应用研究
作者:网站采编关键词:
摘要：前言 目前，我国汽车行业中采用的阻尼材料大部分为沥青板材，其多由沥青直接与各类无机填料混合而成。从实际使用效果上看，这种材料在寿命及温度适用范围方面均难以全面满足使
前言
目前，我国汽车行业中采用的阻尼材料大部分为沥青板材，其多由沥青直接与各类无机填料混合而成。从实际使用效果上看，这种材料在寿命及温度适用范围方面均难以全面满足使用要求。同时，由于沥青内含有大量稠环化合物及含氮、含硫的高沸点物质，其在发动机等高温环境中长期使用将产生大量有害物质，容易对使用者造成身体损伤[1]。
20世纪60年代，在美国及欧洲等西方国家相继出现了以水作为溶剂的水性涂料，并在之后的几十年中广泛应用到了包括汽车行业在内的各个领域。在国内，近年来由于国家对环保要求的进一步提高，水性阻尼材料呈现出巨大的市场应用前景。另外随着汽车市场的发展及大气污染的愈加严重，汽车轻量化推行力度持续增加，以铝镁合金为代表的轻质材料在汽车上应用的比例日益增加。数据显示，铝镁合金占压铸件总比例稳步增加，2015 年达到 13.4%。未来受益于汽车轻量化，全铝车身将是车身材料发展的重要方向。因此会新增许多新材料在全铝车身的应用研究，加快这些研究将具有理论意义和现实意义。
1 水性阻尼材料
水性阻尼材料又名Waterborne LASD（Liquid Applied Sound Deadener）水性阻尼涂料是以树脂为基质，以水为分散剂，加入大量的片层结构的云母粉，碳酸钙等无机物组成[2]。将阻尼材料喷涂在振动的部件壳体上起到抑制壳体振动和降低噪声的目的。相比于传统材料，水性材料是可喷涂的液态水性阻尼材料，可实现自动化生产。水性阻尼材料密度低，可节省整车材料用量，为整车轻量化做出贡献。另由于以水作为分散溶剂，保留传统的阻尼材料优点的同时，最突出的优点是绿色环保。
2 水性阻尼材料与传统沥青阻尼材料对比
2.1 产品自身属性对比
水性阻尼材料与传统的沥青阻尼材料相比，具有许多较为突出的特点。见表1。
2.2 阻尼性能对比
水性阻尼材料要被开发应用，需首先验证其材料的阻尼性能。因此选取某品牌的水性阻尼材料与目前市场在用的沥青阻尼材料进行实验验证对比。水性阻尼材料喷涂湿膜厚度为3mm，沥青阻尼厚度测得2.7mm，选取汽车使用常见温度范围-10-40℃下进行材料阻尼因子测定。测试方法：悬臂梁法（参考GB/T -2000 阻尼材料阻尼性能测试方法）；评价指标：阻尼因子，见图1。图1表明：水性阻尼材料的阻尼因子明显优于沥青阻尼材料。
图1 水性阻尼材料与沥青阻尼材料阻尼因子对比
2.3 车身轻量化对比
由于水性阻尼材料的密度比沥青阻尼垫低20-40%，故同样体积下可减重20-40%；另水性阻尼材料含有水分20%- 25%，烘干后比烘干前再减重20%-25%。因此，相比沥青阻尼垫，喷涂同样厚度的水性阻尼材料可减重至少30-50%。见表2。
3 水性阻尼材料在全铝车身上的在线应用工艺
3.1 施工设备
施工设备（管路、泵组等）的湿润部件必须选用耐腐蚀的不锈钢，例如：1.4571或1.4404。机器人喷嘴可根据生产节拍设计、材料基底属性来选择，主机厂大多选用3D枪嘴、Flat-stream枪嘴喷涂施工。通常水性基底的用3D枪嘴，橡胶基底的用Flat-stream枪嘴，见图2。具体的施工参数压力和流量等取决于设备的类型（泵组，管路长度，枪嘴）等。
图2 不同材料基底机器人喷涂枪嘴对比
3.2 施工工艺参数
根据产品设计要求，水性阻尼材料喷涂在车身上指定位置，湿膜厚度控制在立面约，水平面约。施工温度25℃-30℃水性阻尼材料还适应较宽的固化温度范围120℃-180℃，固化时间取决于固化温度及涂层的厚度。产品中所含的水分将在烘烤过程中挥发。应用效果见图3。
值得一提的是，较镀锌板与冷轧板车身，水性阻尼材料在全铝车身上的应用对烘烤温度更为敏感，因为铝车身的吸热能力较强，升温速率较快，容易导致水性阻尼材料开裂脱落问题，在下文常见问题解决方案中会详细介绍到。
图3 水性阻尼材料在车身上的喷涂效果
3.3 开放时间研究
由于车间的停线或停产，需分析验证水性阻尼材料最长能放置多长时间后进入烘房不产生质量问题，我们在实验室里做了刮板实验（见图4），参照现场喷涂厚度和烘烤温度，验证放置3小时，5小时，8小时，16小时，20小时，24小时后再烘干的干膜外观是否会出现翘边、开裂、脱落等问题，验证结果表明开放时间能达到8小时无质量问题，测试结果见上表3。
文章来源：《绿色环保建材》 网址: http://www.lshbjczz.cn/qikandaodu/2020/0917/523.html
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