汽车涂装材料发展方向2电工面板

汽车涂装材料发展方向

汽车涂装，尤其是轿车涂装要求具有优异的装饰性能和防腐蚀性能。由于市场竞争的日趋激烈，各大汽车厂为追求汽车表面的鲜艳夺目，都在涂装方面竭尽全力，纷纷选择最新的涂装材料，因此轿车用涂料代表了涂料的最高水平和发展方向。同时，世界各国对汽车涂料的环保功能的要求越来越高中国机械网okmao.com。因此，在选择涂装材料和涂装工艺中，对环保型底漆和面漆的研发及其应用非常重视。既能扮靓车身，又能保护环境的功能涂料是汽车涂装材料的发展方向。 底漆：阴极电泳无铅无锡化引领潮流 底漆用阴极电泳漆已在国内外使用多年，工艺非常成熟，然而，由于含有铅和锡等重金属而受到环保限制。因此无铅、无锡阴极电泳是电泳漆发展过程中一项重大改进。Herberts公司在这方面位居前列。欧洲的不少电泳线均已使用EC3000无铅、无锡电泳漆；上海大众有3条涂装线使用无铅、无锡电泳漆；日本的立邦涂料PowerNICS和BASF的CG310也不含铅，但含锡；PPG的EC6350不含铅、锡，也不含其它重金属，试验表明，其性能与含铅电泳漆相比毫不逊色。 面漆：水性涂料、粉末涂料与高固体分涂料成为主流 传统的汽车涂装工艺均采用溶剂型中涂＋底色漆＋罩光清漆。一辆表面积80m2左右的普通轿车挥发性有机化合物（VOC）排放量为10kg左右，平均为125g／m2。近年来，随着全球环境质量的日益恶化，各国涂料界都在从事减少环境污染的水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料的研究开发。欧洲国家近年来新建的生产线，全部采用了水性中涂和水性底色漆。北美新建的生产线，有的使用水性中涂，也有使用粉末中涂的，金属闪光底色漆则为水性的。欧美国家到2000年底色漆的水性化率达到65%。罩光清漆在欧洲主要仍是双组分溶剂型清漆，个别生产线开始试用水性清漆和粉末清漆。北美情况相似，但采用粉末清漆的比例高一些。日本由于环保法要求没有欧美高，水性涂料和粉末涂料推广较慢，到2003年左右将全面推广。国内整车涂装尚无使用水性涂料和粉末涂料的先例，但上海大众和上海通用等新建的涂装线已经为使用水性涂料做好了准备，所有的喷涂设备均采用不锈钢制成，烘干系统也预留了相应的位置。 水性涂料溶剂型金属底色漆是VOC排放的最大来源，占汽车车身涂装各道工序排放总量的50%左右，通常一部轿车需要6kg左右的底色漆，金属底色漆的施工固体分只有15%左右，溶剂含量高达85%，如改为水性涂料，VOC排放量可减少80%以上。如果车身涂装全部采用水性涂料，VOC排放量可以降到27g／m2。 由于水和溶剂在性能上有较大差别，水性涂料在涂装时漆膜易出弊病，如水的表面张力大、颜料分散性差、难以获得高装饰性和耐蚀性好的涂膜性能；水的腐蚀性大，需改造或新建喷涂线；水的比热大、难挥发，要求涂装环境的温度和湿度严格控制在规定的范围内；一般不能与溶剂型涂料通用烘干室……为适应环境保护的要求，欧美各国经过20多年攻关研究，汽车用水性涂料的涂膜性能和施工性能都得到了根本的改善。水性中涂漆的特点是施工固体分高，烘烤温度低，漆膜性能可与传统溶剂型中涂漆相当，抗石击性能优于溶剂型中涂漆膜。 现有的水性底色漆主要有水性丙烯酸氨基漆和水性聚氨酯漆两种。由于水不能像溶剂那样快速蒸发，因此水性底色漆铝粉的定位控制是水性底色漆的技术关键。目前的水性金属底色漆的定向性能已经优于一般的溶剂型底色漆，闪光效果更好。水性底色漆可与溶剂型罩光清漆、水性清漆和粉末清漆配套使用。 水性罩光漆是20世纪90年代开发出的环保型水性涂料，价格较高，性能有待提高，目前尚未被广泛应用。 迄今为止，水性涂料一般仍含有2%～15%的有机溶剂，施工时对环境有一定程度的污染，开发无溶剂水性涂料成为涂料厂商未来的主要课题。 粉末涂料粉末涂料由于其卓越的环境效应和节能、高效、低成本等原因成为一般金属表面涂装的首选材料。但由于粉末涂料的抗紫外线能力和耐候性较差，在汽车涂装，尤其是整车涂装方面的应用较晚。汽车用粉末涂料有环氧／聚酯混合型、聚酯、聚氨酯和丙烯酸等类型。1990年底部分汽车零部件上喷涂粉末涂料获得成功。随着技术的日趋完善和粉末涂料性能的提高，现已完全能满足轿车涂装的各项要求，如外观装饰性、耐候性、耐化学性、抗划伤性、抗紫外线性等。1994年第一辆粉末涂装汽车下线。1998年初第二条汽车粉末涂装生产线投产，并且日产达1000辆。欧洲的宝马车和“SMART”车全部采用了粉末涂装，北美主要使用粉末涂料中涂。国内除个别零件外，整车尚无使用先例。 粉末涂料是VOC排放量最低的涂料之一。宝马公司采用粉末罩光清漆后，每辆轿车可以节省溶剂1～1.5kg。 日本东亚公司近来开发出烘烤温度为120℃×20min的环氧型粉末涂料E203以及烘烤温度为130℃×20min的环氧／聚酯系粉末涂料E301， 流变性好，储存稳定，耐腐蚀性与烘烤温度为180℃×30min的标准型环氧涂料相同。丙烯酸系列粉末涂料具有较高的耐候性和装饰性，其耐腐蚀性更优于目前所使用的聚酯系粉末涂料，可用于汽车中涂、面漆和罩光漆。近年来，美国FERRO公司开发了新的粉末涂料制造方法，使用超临界液体二氧化碳的湿式制造法，制造出小粒径的粉末涂料和粉末浆罩光涂料。粉末浆罩光涂料能得到与溶剂型同等的漆膜外观，初期投资少，现有涂装设备稍作改造即可投入使用。 由于技术的限制，目前汽车用粉末涂料只是单色漆系列，如中涂和清漆，这是由于粉末涂料不能像液态漆那样可以迅速换色。今后，汽车用粉末涂料的发展，将在进一步提高耐候性、抗紫外线性、低温化、薄膜化和提高装饰性方面努力。 高固体分涂料高固体分涂料采用低粘度的聚酯、丙烯酸树脂，以及高固体分的氨基树脂，最高的施工固体分可大于60%，更多的是使用施工固体分比传统的高出10%～20%的涂料，平均每千克涂料的溶剂挥发量可减少1／3以上。在汽车用单色面漆、罩光清漆、塑料专用涂料和修补用涂料等方面应用相当广泛。例如塑料件使用的聚氨酯与非异氰酸酯双组分涂料，可通过新的交联方式在70℃／20min下低温快速固化，而且具有活化期长，施工固体分高等特点。PPG的D893高固体分清漆的加热固化时间，可以比同类清漆缩短50%，漆膜冷却几分钟后即可抛光。 由于高固体分涂料采用低粘度树脂，易产生流挂，施工不便。为保证漆膜厚度又要防止其产生流挂，必须采用各种助剂来改变涂料的流平性，如气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油，以及SCA、Microgel等，方可获得优异的抗流挂性能和漆膜外观。另一方面，由于高固体分氨基树脂醚化度高，聚合度低，交联活性低，自聚反应少，其固化过程不易控制，可能会影响漆膜性能，因此固化过程控制和流挂控制是高固体分涂料的两大技术关键。

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