汽车涂装材料的研究现状和发展方向

　　汽车涂装材料的研宄现状和发展方向陈慕于淑霞。周上海大众汽车有限公司。上海2，18，泳中涂面漆等涂料在这方面的研宄开发现状和今后发展方向。

　　锡电泳漆及双层电泳材料的开发，使电泳涂装材料更适应环保要求；水性涂料粉末涂料以及固体分涂料，将逐步替代传统的溶剂型中涂面漆涂料，成为现代环保型汽车涂料的主流。本文就汽车涂料的研究现状和发展㈦逃简，阐述1预处理材料汽车车身预处理过程中有大量的废水排放，其排放量占油漆车间总排量的80左右，还有磷化渣寿命足预处理村料汗发研究的羞要课和发展方向= 1.1脱脂剂的开发解的面活性剂，以提高去油能力和水洗效果，减少漂洗水。降低。，排放。无机盐尽可能选择不含硅酸盐=日木发展无磷尤氮脱脂剂，降低废水处理负荷减少海水富营养化。由于液体脱脂剂无粉尘产生和使用方便，漂洗水少，成为种新潮流。国外先进汽车涂装线大多采用液体脱脂剂，内仅有少数大型汽乍生产线采用。其特点是碱性低浓度低1.2用液体调剂替代固体调剂由于其槽液在50时，磷酸肽胶体依然稳定，可用滴加泵直接补充槽液而不必换槽。固体调剂汽车涂装。尤其圮轿1涂装要求装饰性。高防腐蚀性能。由于市场竞争的日趋激烈，各大汽车厂纷纷选择*新的涂装材料，*优的涂装工艺和*好久耐用的轿车去占领市场。因此，轿车涂装代了涂装的*高水平。轿车用涂料也代了涂料的*高7尺平和发展方向1.

　　高性能性独创性低成本**格工艺过程少能源节省涂装效率涂料消耗少随着环保呼声的日渐，高，涂料的开发在提高性能的同时将更注重环保性。能不断减少有害物质和废水排放是前处理材料研究开发的方向；无铅无会涂装专业委员会副理事长。曾获得上海市科技进步奖和星火科技奖。在汽车涂装方面积累有较丰富的经验；发过配制的槽液，由于胶体颗粒的稳定性较差，通常每2周就必须更换，沁水排放较大，正迅，波液体调剂替代。

　　1.3碌化液的进展主要集中在无亚硝酸盐和无镍个方面亚硝酸盐为传统的促进剂，会自行分解且易生成有致癌作用亚硝胺。人们不断对促进剂进行改进，使用过氧化氢做促进剂，其分解后的产物为水，环境效果十分理想，但不易控制。用羟氨基化合物作内含促进剂，成本较高，也会降解放出氨气。*新开发的，谢，俳，粒，且恢直冉侠硐氲拇俳，痢，4稳定，成膜好，控制范围宽，值得推广。镍是种毒的金屈。磷化液，消锐而又不降低磷化膜的防腐蚀能力，是磷化液开发研究中取得的*新进展。目前己有个别汽车生产线投入使用，今后会迅速发展。

　　1.4发展无铬钝化钝化用的六价铬是种剧毒物质，并有致癌作用。因此无铬钝化发展迅速，可以分成有机聚合物钝化液和无机钝化液，比较成功的是六氟化锆钝化液。钝化效好，废水处理也十分谷碟，1.5开发可直接代替前处理的有机涂料随着汽车工业的发展，为了增加车身的防腐能力，镀锌钢板将逐渐替代冷扎钢板。由于镀锌钢板在前处理过程中容易产生白锈，不易控制，因此种代替前处理的有机涂料被开发出来，它可以在钢板上直接涂覆，且具有导电性，能够直接进行电泳施工2阴极电泳漆电泳漆是*早开发的水性涂料，它的主要特点是涂装效率高，经济安全污染少，可实现完全自动化管理。

　　2.1阴极电泳漆不断更新换代，性能大幅提高经过20多年的发展，目前第5代阴极电泳漆己在世界各大汽车厂的生产线上获得广泛应用。，扣公司开发的第6代产品，350已经投放市场，第6代产品己开始商业化，实验室内己开发成功第8代产品，更新代产品的开发己经开始。新代阴极电泳漆的主要特点是泳透率高颜基比低边角覆盖效果好无铅无锡。双以电泳也己研制成功。

　　各公司的第5代阴极电泳漆的泳透率均有较大时，可以提3040.，扣公司开发的第6代产品，泳透率可以提50左右，如果用福特盒法测定，按高度计算由出池公司的03000和，冗的6350均可达到100兄这样当内腔呶达到定要求时，夕膜厚可以减少34，涂料的使用量油漆中的惰性颜，火火减少，颜基比降低，流动性，1制0冗淀龄，减少颜料絮凝和软泥产士及泵的磨损，膜密度般可以从1.478，3降到1.35低了材料的消耗。

　　2.2边角耐蚀性好的电泳漆发展迅速由十电化7作用和固化收缩，造成锐尖边或毛口处的涂层特别薄，甚至几乎没有，从而形成这些部位的早期腐蚀，新代的电泳漆，通过添加有机高聚物和无机添加剂，提高了锐边的耐蚀性。用刀片在同样条件下涂装后，进行盐雾实验，当常用电泳漆己产生100个锈点时，高边角效应的电泳漆尚无锈点产生的心喂脎的以叫型的边汴效应电泳漆，的15和出1心的3又。的边缘覆盖效果也十分好2.3无铅无锡阴极电泳是电泳漆发展过程中项重大改进铅是种毒性很强的元素，但在电泳漆的防腐蚀催化钝化和加速交联等方面有重要作用。要去除铅和性能相似的锡是个很难的课，1公司在这方面位居前列。欧洲的+少电泳线均已使03000无铅无锡电泳，上海大众有3条油漆线使用无铅无锡电泳漆。日本的立邦涂料只和8入3的310也不含铅，但含锡。，的，350不含铅锡，也不含其它重金属，扣通过改进树脂去除了铅，各种性能试验明，其性能与含铅电泳漆相比毫不逊色。

　　2.4双层电泳的开发成功是涂装过程的次革新因为通过次电泳，目前使用的中涂完全被省略了，从而简化了工艺，减少了人员，提高了油漆利用率，*高可达98，并且进步提高了车身的抗腐蚀能力。降低成本。目前研制成功的双层电泳工艺如1.

　　第层为色导电层。其作用是防腐蚀并1良好的泳查性，颜色不宜太深要作用是防石击和抗紫外线造成涂层第层第层颜色黑色导电灰色或彩色膜厚电压时间烘干设办的双层屯泳漆丈5000己在汽乍；配汴厂和个别整车生产线上使用。，0公司也开发了类介你产品，些产品第层的涂脱展厚可达40此外，降低屯沐漆的烘下温度，以节省能源和降低加热减量，从180，父3，降到150160漆正在探索中。加热减量从15左右降到了4以大大降低了0以挥发性有机化合物的排放，用无机酸代替机酸可以效地防止细尚的生长2.5开发利用先进的电泳涂装技术正超滤膜技术的开发利，使电泳涂装实现了半封闭的循环清洗，提高了电泳漆的利用率。如反渗透技术己在水处理方面得到显著效果，为了进步减少电泳涂装的度水排放试，提高电泳漆的，收率，些大公司己尝试将阳反渗透技术应用于电泳涂装。只要在原有工艺中加装孩设备，可以实现完全的闭合回路循环清洗，不但减轻了废水处理3中涂和面漆的涂料传统的汽1涂装艺均采用溶剂1涂+底色漆罩光沾漆虽然肓1艺成熟质量好施1方便等欠出优点，但是，排放量很大，中涂和面漆的厚度之和约占涂层总厚度的7080，涂料的用量大，是圯排放的主要来源，辆面积812左右的普迪轿乍代排放量达101左右，平均为125近年来，随着全球环境质量的日益恶化，些发达国家纷纷制订了，0.的排放标准，如1995年德国规定为35812.为了达到标准，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产线，全部采用了水性中涂和水性底色漆。在北美新的生产线，有的使用水性中涂，也，使用粉末涂年底色漆的水性化率将达到65.罩光清漆在欧洲主要的仍是双组份溶剂型清漆，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些。日本由于环保法要求没有欧美高，水性漆和粉末漆推广较慢，大致到2003年左右会全面推广。我国的，0排放尚无法规，国内1车涂装尚无使用水性漆和粉末漆的先例。但1海火众和海通用等新，的涂装线已经为使⑴水性涂料做好了准备。

　　3.1水性涂料溶剂型金属底色漆0，欧诺，死丛矗，汽车车身涂装各迅工序攫放总呈的5左右，迎常部轿车需要6宠左右的底色漆，金属底色漆的施工固体分只有15左右，溶剂含量高达85，如改为水性漆欧趴杉跎俑0以上。如果车身涂装全部采用水生涂料排放童，以降到27，2.

　　7尺性涂料以水作溶剂，只以少量醇醚作助溶剂，采用不同的水性树脂配制而成可分为水溶性胶体分散型和乳胶型3种。由于水和溶剂在性能上有较大差别，水性漆在涂装时漆膜易出弊病。水的面张力大，颜料分故性差，难以获得装饰性耐蚀性好的涂膜性能；由于水的腐蚀性大，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湿度严格控制在规定的范内般不能与溶剂艰涂料通用烘干室。为适应环境保护的要求，欧美各国经过20多年攻关研，汽车用水忡涂料的涂脱性能和施1性能都得到了根本的改善。各种相应的喷涂设备也日趋完善，如内置电极的高压静电旋转喷枪，己投入实际使用。目前水性中涂漆主要有水性聚酯氨基树脂漆和封闭型异氰聚氨酸酯型树脂漆两种。

　　水性中涂漆的特点是施工固体分，烘烤温度低，般为140160乙施1条件宽。温度为2030.

　　相对湿度为6085.漆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。由于水不能象溶剂那样快速蒸发，因此水性底色漆铝粉的定位控制是水性底色漆流变控制剂或，稠剂形成触变性流体，使金屈闪光固，翻厉砧酬，厉祉，德和，目前的水性金属底色漆的定向性能已经优于般的溶剂型浸漆。闪光效顿好，水忉1底色漆可说剂型罩光清漆水性清漆和粉末清漆配套使用。水性底色漆的性能完全可以与溶剂型底色漆相媲美。

　　水性罩光漆主要由水溶性甲醇醚化聚氰胺甲醛树脂与水性闪烯酸树脂或醇酸树脂按比例配制而成。水性罩光漆以90年代开发出的环保型水性涂料，价格较高，性能尚有待提高，目前尚未被广泛应用。随着环保要求的提高，水性罩光漆将得到进步地开发利用。

　　水性漆的汗发标是性能和价格与所对应的洛剂型涂料相当，施工性能尽可能接近于溶剂型涂料，00排放量进步降低，在现有涂装设备上不需进行大的改造就可使用水性涂料的施工等方面。

　　迄今为止，水性涂料般仍含有215的有机溶剂，施工时由于溶剂挥发产生难闻的气味，又寸环境有定程度的污染。开发无溶剂的水性涂料成为涂料厂商未来的主要课。据报道，日本的大日本涂料公司利用独特的生产方式，使用没有挥发性中涂，将大大节省能源。粉末涂料是，排放*低轿车可以节省溶剂。51笔。世界上公认0，排放*少的轿车涂装体系为阴极电泳粉末中涂，水忭底色漆粉末罩光巧漆，粉末涂料在恺个喷涂过程中可以循环使用，节省成本。同时不需要用化学药剂和漆雾央除系统去除过喷漆雾粉末清漆的烘烤过程比较千净，可以长时间保持烘房的清洁度。

　　日本东亚公司近来开发出烘烤温度为12，2，1的环氧型粉末涂料203以及供烤温度为130父21的环氧聚酯系粉末涂料301.流变性好，储藏稳起耐腐蚀性与烘烤温度为18030 1标准型环氧涂料相同。丙烯酸系列粉末涂料具有高的耐侯性和装饰性，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。

　　传统的粉末涂料制造方法工艺流程长，分散性差，调色不易控制。近年来美国阳8，0公司开发了新的粉末涂料制造方法，使用超临界液体氧化碳有机成分的添加物，从而生产出完全不含挥发性有机溶剂的水忡涂料，3.2粉末涂料粉末涂料自60年代斤发以来，由厂其卓越的环垃效应和节能高效低成本等原因成为般金属友血涂装的**材料，在冰。洗衣机等行业应用十分广泛。但由于粉末涂料的抗紫外线能力和耐侯性较差，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年底部分汽乍；部件上喷涂粉末涂料获得成功。随着技术的1趋完善和粉末涂料性能的提高，现己完全能满足轿车涂装的各项要求如外观装饰性耐侯性耐化学性。抗划伤性抗紫外线性等。1994年第1辆粉末涂装汽车下线。

　　1998年初第2条粉末涂装汽车生产线投产，并且曰产达1000辆。欧洲的宝马车和撕人豇车全部采用了粉末涂装，北美主要使用粉末中涂。环保的压力是北美市场采用粉末涂料的主要动力。欧洲也在逐步增加粉末涂料的采用。1本进展较慢，内除1别零件外，整车尚无使用先例。

　　粉末涂料的烘干温度可以降低到14，甚至1202，达到节首能源的1高的。般地讲，温度每降低1可节省能源如将烘干罩光涂料。粉末姓止馔苛夏艿玫接肴芗列屯，鹊，漆膜外观，初期投资少，观涂装设备稍做改造即可投入使用。

　　由于技术的限制，目前汽车用粉末漆只是单色漆系列，如中涂和清漆，这是由于粉末漆不能象液态漆那样可以迅速换色，今后，汽车粉衣涂料的发展，将在进步提高耐侯性抗紫外线性低温化薄膜化和提高装饰性方面努力。2列出了汽车用粉衣涂料的发展趋势。随着环保要求越来越严和粉末涂料技术的不断提。粉末涂料的应用将越来越广泛。

　　应用范⑴底盘底邰内部修饰后1前的技凇环氧环氧聚酷。

　　聚酷发展趋切温固化丙烯酸要求及动力价格要求光泽和颜色的控制水平需提高外部修饰聚酯聚氨酯无变化环氧聚酯车身底面层丙烯酸聚丙烯酸聚醋涂料0旨。聚锢内浞合型烯酸抗紫外线的性能提高需提高抗碎落性及涂层光滑车身透明涂料丙稀酸需提高涂层光，丙烯酸滑度抗碎落及3.3高固体分涂料水性涂料与粉末涂料对设备都有专门的要求，投资大，且操作施工比较困难，在使用溶剂型涂料的生产线上均无法接使用。高固体分涂料由于其施工性能及所需的施1条件与现，溶剂型涂抖基本相同，原有的涂装线不需进行大的改造就可使用，因此，为降低，的排放，应环保要求。许多汽车厂开始使用高固体分的涂料。高固体分涂料采用低粘度的聚酯丙烯酸树脂，以及高固体的氨基树脂，*高的施工固体分可大于60，更多的是使用施工，本分比传统的高出1020的涂料，甲均每1涂料其溶剂挥发量可减少13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70，20！1下低温快速固化，而且具有活化期长，施工固体分高等特点。，扣的，893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抛光。高固体分涂料采用低粘度树船。易产生流挂，施工不便。为保证漆膜厚度又要防止其产生流执必须采各种助剂如气相闱化碎。有机膨润，氢化蓖麻油，以及8，恕㈦矩1等来改变涂料的流平性，方可获得优异的抗流挂性能和漆膜外观。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。因此其闽化过程+易控制。可能会影响漆膜性能，因此固化过程拧制和流挂控制是高同体分涂料的两人技术关键。

　　4色彩的研究和全息效果的涂料彩缤纷的颜色是汽车装饰中的重要环，因此各大涂料公司纷纷组建色彩研究所。笔者访问过日本关西和立邦的色彩研究所，也参观过，公司本研宄颜色发展趋势的杂志，用8种语言在世界各地发行。涂料公司的研究部门根据汽车颜色的发展和变化原因，服装颜色变化的趋势以及汽车颜色与环境的关系等3个方面进行研究，并利用在模拟种颜色，以观察整体效果，然后再和汽车厂配合确定未来5年内汽乍颜色的发展变化趋势。从而研究和生产出相应的油漆。

　　普通的颜料通过对光的漫反射产生单色效果，金属片状颜料通过平反射产生种金属闪光效。珠光颜料，过产行反射+透射+祈射十干涉产生种珠光效果。所以现在金属闪光漆和珠光漆发，迅速，并且通过控制粒径的大小。以产汜不1帕勺闪烁效果，中等粒径可以产生柔和的闪烁，5251小粒径可以产生丝调光泽和微弱闪烁效果，遮盖力也较好。

　　*新代的奇特涂料具有全息效果，如同许多用卡面的特殊案都。随着观格角度的不1这些颗粒会闪4发光，并且会不断的变换颜色。

　　即0的0900系列有12个色调，颜色能够从蓝绿色变化到紫紫红色到金黄。1汉78颜色系列24种令人喜欢的80色母和3种工序配方，颜色变化有红蓝紫绿橙和金。这种变色效果是山于聚氨酯树脂上的浮凸槽形成的光的衍射造成的。因为不1波长的光照到浮凸槽上就会有+同的反射。从不同角度观察获得的反射光线不同，色彩自然发生变化。

　　随着汽车涂料的不断发展，在我们的面前将展现出幅幅更加美丽的流动风景画。全世界环境将更优美，空气将更清新。

(完)