1. Peinture
-Définition : La peinture est un terme général désignant les opérations effectuées pour former un film de revêtement à l'aide de peinture dans le but de recouvrir la surface d'un objet à des fins de protection et d'esthétique, etc.
-Objectif : Le but de la peinture n’est pas seulement l’esthétique, mais aussi la protection et, par conséquent, l’amélioration de la qualité du produit.
1) Protection : La plupart des matériaux constituant les automobiles sont des plaques d'acier. Lorsqu'un véhicule est recouvert d'une plaque d'acier, celle-ci réagit à l'humidité ou à l'oxygène de l'air pour former de la rouille. Le principal objectif de la peinture est de protéger l'objet en prévenant la formation de rouille.
2) Esthétique : La forme d'une voiture présente plusieurs types de surfaces et de lignes, telles que des surfaces tridimensionnelles, des surfaces planes, des surfaces courbes, des lignes droites et des courbes. Peindre un objet de forme aussi complexe permet de créer une palette de couleurs qui s'harmonise avec la forme de la voiture et améliore son esthétique.
3) Amélioration de la commercialisation : Il existe actuellement différents types d'automobiles sur le marché. Parmi elles, celles présentant une forme uniforme et une fonction identique, par exemple celles peintes en deux tons, sont plus esthétiques. La valeur du produit augmente. C'est pourquoi l'un des objectifs est d'améliorer la valeur du produit par la peinture. De plus, la durabilité de l'extérieur des automobiles est devenue une nécessité en raison des changements environnementaux rapides. Par exemple, la demande de peintures fonctionnelles prévenant les dommages causés au film de peinture par les pluies acides et la détérioration de la brillance initiale par les brosses de lavage automatique augmente, améliorant ainsi la commercialisation.La peinture automatique et la peinture manuelle sont toutes deux utilisées en fonction des exigences de qualité du revêtement.
2. Composition de la peinture: Composition de la peinture La peinture est un liquide visqueux dans lequel les trois composants pigment, résine et solvant sont uniformément mélangés (dispersés).
Pigment : Poudre colorée insoluble dans les solvants et l’eau. À la différence des colorants, ils sont dispersés sous forme de particules insolubles dans l’eau ou les solvants. La taille des particules varie de quelques micromètres à plusieurs dizaines de micromètres. De plus, il existe différentes formes, telles que circulaires, en bâtonnets, en aiguilles et en flocons. C’est une poudre qui confère au film de revêtement sa couleur (pouvoir colorant) et son pouvoir couvrant (capacité à recouvrir et à masquer la surface d’un objet en étant opaque). Il en existe deux types : inorganiques et organiques. Les pigments (pigments), de polissage et de charge sont utilisés pour améliorer l’aspect visuel. Les peintures incolores et transparentes sont appelées « peintures claires » lorsque les pigments sont exclus de leurs composants.
Il est utilisé pour donner plus de brillance au film de revêtement.
1) Fonction du pigment
* Pigments de couleur : confèrent de la couleur, un pouvoir couvrant
Pigments inorganiques : Il s'agit principalement de pigments naturels tels que le blanc, le jaune et le brun rougeâtre. Ce sont des composés métalliques tels que le zinc, le titane, le plomb, le fer, le cuivre, etc. Ils présentent généralement d'excellentes propriétés de masquage, de résistance aux intempéries et à la chaleur, mais leur vivacité des couleurs est inférieure à celle des pigments organiques. Pour la peinture automobile, on n'utilise pas de pigment inorganique seul. De plus, afin de prévenir la pollution environnementale, les pigments contenant des métaux lourds nocifs comme le cadmium et le chrome ne sont actuellement pas utilisés.
Pigment organique : Produit par synthèse organique par réaction chimique périodique, il s'agit d'une substance constituée d'un composé métallique ou présente dans la nature. Son pouvoir couvrant est généralement faible, mais comme il permet d'obtenir une couleur claire, il est largement utilisé pour la peinture vive de couleurs unies, métalliques et mica, comme peinture pour l'extérieur des automobiles.
* Pigment antirouille : prévention de la rouille
* Pigment d'extension : un film de revêtement dur peut être obtenu, empêchant la décomposition du film de revêtement et améliorant la durabilité.
Résine : liquide transparent qui lie le pigment et confère brillance, dureté et adhérence au film de revêtement. On l'appelle aussi liant. Les propriétés de séchage et la durabilité du film de revêtement dépendent fortement des propriétés de la résine.
1) Résine naturelle : Elle est principalement extraite ou sécrétée à partir de plantes et est utilisée pour les peintures telles que les vernis à l'huile, les vernis et les laques.
2) Résine synthétique : terme générique désignant les résines synthétisées par réactions chimiques à partir de diverses matières premières. Il s'agit d'un composé organique dont le poids moléculaire est très élevé par rapport aux résines naturelles. De plus, les résines synthétiques se divisent en résines thermoplastiques (qui ramollissent et fondent sous l'effet de la chaleur) et en résines thermodurcissables (qui durcissent par réaction chimique sous l'effet de la chaleur et ne ramollissent ni ne fondent, même après chauffage).
Solvant : C'est un liquide transparent qui fait fondre la résine, facilitant ainsi le mélange du pigment et de la résine. Après application, il s'évapore comme un diluant et ne reste pas sur le film de revêtement.
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1. Aperçu et définition des peinturesEn matière de protection antirouille et d'esthétique, les peintures automobiles ont contribué à améliorer la commercialisation des automobiles grâce aux technologies les plus récentes. Pour les produits de qualité suivants, les peintures et les systèmes de revêtement sont conçus pour obtenir ces propriétés de manière économique.
Les peintures sont généralement fluides et ont la propriété de se déposer sur la surface de l'objet à revêtir et de former un film continu (film de revêtement) par séchage et durcissement. Selon les propriétés physiques et chimiques du film de revêtement ainsi formé, l'objet à revêtir est protégé contre la rouille et possède une certaine plasticité.
2. Processus de peinture automobileAfin d'obtenir la qualité de revêtement la plus économique possible pour le véhicule cible, le procédé et les spécifications de revêtement sont définis, et chaque qualité importante est attribuée au film de revêtement obtenu à chaque étape. De plus, les caractéristiques du film de revêtement dépendant de la bonne ou de la mauvaise ouvrabilité du procédé, la peinture utilisée à chaque étape est conçue de manière à optimiser la fonction principale assignée en tenant compte des conditions du procédé.L'application est strictement contrôlée dans l'atelier de peinture.
Le procédé ci-dessus est un système de revêtement à trois ou quatre couches, couramment utilisé pour le revêtement des panneaux extérieurs automobiles. Le film de revêtement formé lors de chaque procédé présente les fonctions décrites plus loin et garantit la qualité du revêtement automobile en tant que système complet. Pour les camions et les véhicules légers, il existe des cas où un système de revêtement à deux couches est utilisé, sans étape intermédiaire. De plus, pour les voitures haut de gamme, il est possible d'obtenir une meilleure qualité en appliquant deux couches intermédiaires ou de finition.
De plus, récemment, un procédé visant à réduire le coût du revêtement en intégrant les procédés de revêtement intermédiaire et supérieur a été étudié et appliqué.
- Procédé de traitement de surface : il améliore la prévention de la rouille en supprimant la réaction de corrosion du métal et en renforçant l'adhérence entre la sous-couche (film d'électrodéposition) et le matériau (substrat). Actuellement, le phosphate de zinc est le composant principal du film, et le traitement par trempage est largement répandu, ce qui permet de traiter efficacement les pièces aux structures complexes. En particulier, pour l'électrodéposition cationique, des métaux tels que Fe, Ni et Mn autres que le Zn sont incorporés au revêtement afin d'améliorer encore la résistance à la corrosion.
- Revêtement par électrodéposition (apprêt d'électrodéposition de type Cathion) : La sous-couche partage principalement la fonction de prévention de la rouille. En plus d'excellentes propriétés antirouille, la peinture d'électrodéposition cationique à base de résine époxy présente les avantages suivants dans les sous-couches automobiles. 1 Il n'y a pas d'élution du film traité au phosphate de zinc pendant le revêtement par électrodéposition. 2 Effet inhibiteur de la réaction de corrosion en raison de la basicité de la structure de la résine 3 Excellente propriété antirouille grâce à l'effet de maintien de l'adhérence grâce à la haute résistance aux alcalis de la résine époxy.
1) Avantages de l'électrodéposition cationique
* Même les formes complexes peuvent être recouvertes d'un film d'épaisseur uniforme
* Excellente pénétration interne dans les pièces et joints complexes.
* Peinture automatique
* Maintenance et gestion faciles de la ligne.
* Bonne maniabilité de la peinture.
* Un système de lavage à l'eau en boucle fermée UF peut être appliqué (moins de perte de peinture et moins de contamination des eaux usées)
* Faible teneur en solvants et faible pollution de l'air.
* C'est une peinture à base d'eau et il y a peu de risque d'incendie.
2) Peinture par électrodéposition cationique : Il s'agit généralement d'une résine polyamino obtenue par addition d'amines primaires et quaternaires à une résine époxy. Elle est neutralisée par un acide (acide acétique) pour la rendre hydrosoluble. De plus, le durcissement du film de revêtement est une réaction de réticulation à l'uréthane utilisant un isocyanate bloqué comme agent de durcissement.
3) Amélioration de la fonction de la peinture par électrodéposition : Elle est répandue dans le monde entier comme sous-couche automobile, mais la recherche et le développement continuent d'améliorer non seulement la qualité anticorrosion de l'ensemble de l'automobile mais aussi la qualité du plâtrage.
* Fonction antirouille/couche protectrice
aller. Propriété de revêtement absolue, résistance à la pénétration des joints, résistance à l'écaillage
Vous. Aptitude de la tôle d'acier antirouille (adhérence résistante à l'eau, résistance au dérapage)
faire. Durcissement à basse température (résistance améliorée à la rouille des pièces fixées au caoutchouc, etc.)
* Fonction cosmétique/décoratif
aller. Propriétés de revêtement de la rugosité des tôles d'acier (contribue à l'amélioration de la douceur et de la brillance, etc.)
vous. Résistance au jaunissement (inhibition du jaunissement de la couche de finition blanche)
- Couche intermédiaire : Elle joue un rôle auxiliaire pour optimiser la fonction antirouille de la sous-couche (électrodéposition) et l'effet plâtrage de la couche de finition, et améliore la qualité de la peinture de l'ensemble du système. De plus, le revêtement intermédiaire contribue à réduire les défauts de revêtement, car il masque partiellement les défauts inévitables de la sous-couche (rayures, adhérence de poussière, etc.) sur la ligne de peinture.
La peinture intermédiaire utilise une résine polyester sans huile comme résine de base, durcie à chaud par l'ajout de résine mélamine et, plus récemment, d'uréthane (Bl). Afin d'améliorer la résistance à l'écaillage, un apprêt anti-écaillage est parfois appliqué en application humide sur humide lors du prétraitement intermédiaire.
1) Durabilité de la couche intermédiaire
* Résistance à l'eau : faible pouvoir absorbant et supprime l'apparition d'ampoules
* Résistance à l'écaillage : Absorbe l'énergie d'impact lorsque la pierre est lancée et réduit les dommages au film de revêtement conduisant au son et supprime l'apparition de la corrosion par croûte.
* Résistance aux intempéries : Moins de détérioration due aux rayons UV et supprime le décollement de la couche de finition dû à l'exposition extérieure.
2) Fonction de plâtrage de la couche intermédiaire
* Propriété de sous-couche : Contribue au lissage de l'extérieur fini en recouvrant la rugosité de surface du revêtement d'électrodéposition
* Résistance aux solvants : En supprimant le gonflement et la dissolution de la couche intermédiaire par rapport au solvant de la couche de finition, on obtient une qualité d'apparence à contraste élevé.
* Ajustement de la couleur : La couche intermédiaire est généralement grise, mais il est récemment possible d'appliquer une couche de finition à faible pouvoir couvrant en la colorant (color sealer).
3) Peinture intermédiaire
*Qualité requise pour la couche intermédiaire : résistance à l'écaillage, propriété de masquage de la base, adhérence au film d'électrodéposition, douceur, aucune perte de lumière, adhérence à la couche de finition, résistance à la détérioration par la lumière.
- Top coat : La fonction principale d'un top coat est d'assurer des propriétés esthétiques, de le protéger et de le maintenir. Il s'agit de qualités telles que la couleur, le lissé de surface, la brillance et la qualité d'image (capacité à éclairer clairement l'image d'un objet dans le film de revêtement). De plus, la protection et le maintien de l'esthétique de ces automobiles sur une longue durée sont essentiels.
- Top coat : La fonction principale d'un top coat est d'assurer des propriétés esthétiques, de le protéger et de le maintenir. Il s'agit de qualités telles que la couleur, le lissé de surface, la brillance et la qualité d'image (capacité à éclairer clairement l'image d'un objet dans le film de revêtement). De plus, la protection et le maintien de l'esthétique de ces automobiles sur une longue durée sont essentiels.
1) Couche de finition : Les couleurs sont classées en fonction de la base pigmentaire appliquée à la peinture, et elles sont largement divisées en couleur mica, couleur métallique et couleur unie selon que des pigments en paillettes tels que des paillettes de poudre d'aluminium sont utilisés.
* Qualité d'apparence : douceur, brillance, vivacité, sensation de terre
* Durabilité : maintien et protection de la brillance, changement de couleur, décoloration
* Adhérence : Adhérence par recouvrement, adhérence 2 tons, adhérence avec médium
* Résistance aux solvants
* Résistance chimique
* Qualité fonctionnelle : résistance au lavage automatique, résistance aux pluies acides, résistance à l'écaillage
2) Peinture écologique
* Haute teneur en solides : Cette peinture à haute teneur en solides est conforme à la réglementation sur les COV (composés organiques volatils) et réduit la quantité de solvants organiques utilisés. Elle se caractérise par une excellente adhérence et utilise une résine de faible poids moléculaire.
* Peinture à l'eau (à base d'eau) : Cette peinture minimise la quantité de solvant organique utilisée et utilise de l'eau (eau pure) comme diluant. De plus, un dispositif de préchauffage (IR_Preheat) permettant l'évaporation de l'eau est nécessaire au cours du processus de peinture. Une rénovation de l'installation est donc nécessaire, et le pulvérisateur nécessite également une méthode d'électrode pour la peinture à l'eau.
3) Peinture fonctionnelle
* CCS (Complex Crosslinking System, peinture de type réticulation complexe) : Il s'agit d'un type de résine uréthane (isocyanate) ou silane dans laquelle une partie de la résine mélamine, vulnérable aux pluies acides dans le système résine acrylique/mélamine, est remplacée, et la résistance aux acides et aux rayures est améliorée.
* NCS (Nouveau Système de Réticulation, Nouveau Type de Peinture à Réticulation) : Peinture sans mélamine obtenue par durcissement époxy acide sur résine acrylique. Elle offre une excellente résistance aux acides, aux rayures et aux taches.
- Usinabilité de la couche de finition : Pour obtenir une bonne reproductibilité économique de la couche de finition cible, une bonne ouvrabilité de la peinture (atomisation, fluidité, formation de micro-trous, lissé, etc.) est essentielle. Pour cela, il est essentiel d'ajuster la viscosité tout au long du processus de formation du film, de la peinture à la cuisson et au durcissement. Les conditions environnementales de peinture, telles que la température, l'humidité et la vitesse du vent dans la cabine de peinture, sont également des facteurs importants.
1) Viscosité de la résine : poids moléculaire, compatibilité (paramètre de solubilité : valeur SP)
2) Pigment : absorption d'huile, concentration de pigment (PWC), taille des particules dispersées
3) Additifs : agent visqueux, agent de nivellement, agent antimousse, inhibiteur de séparation des couleurs, etc.
4) Vitesse de durcissement : concentration de groupes fonctionnels dans la résine de base, réactivité de l'agent de réticulation
De plus, l'épaisseur du film de revêtement influence grandement l'aspect final de la couche de finition. Récemment, un agent visqueux structural tel que le microgel permet d'obtenir des propriétés de fluidité et d'étalement, et l'aspect final est amélioré par un revêtement en film épais.
- Résistance aux intempéries du revêtement supérieur : Bien que les automobiles soient exposées à divers environnements, le revêtement supérieur reçoit l'action de la lumière, de l'eau, de l'oxygène, de la chaleur, etc. En conséquence, un certain nombre de phénomènes défavorables se produisent qui nuisent à l'esthétique.
1) Phénomènes optiques
* Dégradation de la brillance : la surface du film de revêtement est endommagée et la réflexion diffuse de la lumière sur la surface augmente. La composition de la résine est importante, mais l'effet du pigment est également important.
* Décoloration : La teinte du revêtement initial change en fonction du vieillissement du pigment ou de la résine du film de revêtement. Pour les applications automobiles, il est conseillé de choisir le pigment le plus résistant aux intempéries.
2) phénomènes mécaniques
* Fissures : Des fissures apparaissent sur la couche superficielle ou sur l'ensemble du film de revêtement en raison de modifications de ses propriétés physiques dues à la photooxydation ou à l'hydrolyse (diminution de l'allongement, de l'adhérence, etc.) et aux contraintes internes. Elles sont particulièrement fréquentes sur les films de revêtement transparents métalliques. Outre l'ajustement des propriétés physiques du film de revêtement, la composition de la résine acrylique et l'application d'un absorbeur d'ultraviolets et d'un antioxydant sont efficaces.
* Décollement : Le film de revêtement se décolle partiellement en raison d'une diminution de l'adhérence du film de revêtement ou d'une diminution des propriétés rhéologiques, et de l'action de forces externes telles que les éclaboussures ou les vibrations de pierres.
3) phénomène chimique
* Contamination par taches : Si de la suie, des cadavres d'insectes ou des pluies acides adhèrent à la surface du film de revêtement, la pièce se tache et se décolore en taches. Il est nécessaire d'appliquer un pigment et une résine résistants aux rayures et aux alcalis. L'application d'un vernis transparent sur la couleur métallique vise notamment à protéger la poudre d'aluminium.
- Défis futurs en matière de finition : L'esthétique et le design jouent un rôle de plus en plus important dans l'amélioration des performances commerciales des automobiles. Face à la diversification des besoins et à l'évolution des matériaux, comme les plastiques, il est nécessaire de répondre aux exigences sociales, telles que la dégradation de l'environnement automobile et la réduction de la pollution atmosphérique. Dans ce contexte, différentes finitions sont envisagées pour les automobiles de demain.
Examinons de plus près les procédés de peinture automobile classiques et voyons où le transfert de chaleur et de masse est important. Le procédé de peinture automobile est généralement le suivant.
1 Prétraitement
2 Électrodéposition (sous-couche)
③ Peinture d'étanchéité
④ Sous-couche
5 peinture à la cire
6 Apprêt anti-éclats
⑦ Apprêt
⑧ Couche de finition
⑨ Élimination des défauts et polissage
Le processus de fabrication automobile dure environ 20 heures, dont 10 heures, soit la moitié de celui décrit ci-dessus. Parmi ces processus, les plus importants sont le prétraitement, le revêtement par électrodéposition (sous-couche), l'apprêt et la finition. Examinons ces processus en détail.
Date de publication : 08/11/2022
