汽车涂料的进展与挑战

data-full-width-responsive="true"> 1 汽车及汽车涂料的产销2009 年我国汽车产销量分别完成1 37910 万辆和1 36448 万辆，同比分别增长48% 和46%，在全球经济不景气的年头已成为全球产销量第一的国家，但是，我国汽车工业在技术开发水平方面与世界汽车强国还有不小的差距。2008 年中国汽车累计产销量分别为93451 万辆和93805 万辆，同比增长521% 和670%，成为自1999 年后首次跌破10% 增量的年份，表1 列出了2008年世界主要汽车生产国中前四名的产量以及世界各地区汽车OEM 涂料市场值，日本汽车产量连续3 年位居世界第一，中国首次超过了美国，居第二位。表1 2008 年世界各国汽车产量及世界各地区汽车OEM涂料市场值从表1 可以看出：2008 年产量第一的日本汽车产量同比变化是-03%，而OEM 涂料的同比是15% ；我国的汽车产量同比是52%，涂料同比是75% ；美国的汽车产量同比是-193%，但是，北美的涂料同比却是-13%。耐人寻味的是中国的汽车产量是日本的808%，而涂料市场值之比却只有373%。2 近年来汽车涂装的新工艺近几年，出现了多种汽车涂装新工艺，各公司都报道了自己技术的优点，笔者归纳为以下2 类。21 集成工艺在DuPont 公司称为EcoConcept Finishing System或EcoConcept Process，图1 是其涂层结构示意图，底层是水性Basecoat+ 稳定化的聚氨酯体系，中层是水性Basecoat，上层是双组分清漆。图2 为其工艺示意图，传统工艺的中涂层及其烘房被取消，它的功能都合并到水性Basecoat 中，这必然带来了诸多好处。2003 年，Volkswagen（大众公司）在Wolfsburg 试涂了800 辆，2005 年在墨西哥的Puebla 和西班牙的Pamplona 启用，至报道时已经涂装了20 万辆，2008 年在俄罗斯的一个新工厂使用。2007年4月，Volkswagen与DuPont 以其EcoConcept 工艺，被授予PACE（产品及周期优化工程）合作者奖。在BASF 公司该工艺被称为Integrated Process Ⅱ，于10 多年前就着手试验，2005 年7 月就绪。Basecoat兼有中涂层的所有性能，包括抗石击、抗紫外线、优异的附着力等。在 BMW 的英国牛津的 MINI 生产线取得成功，生产线只要稍加改动。2007 年起，生产能力从年产18~20 万辆提高至24 万辆。在PPG 公司该工艺被称为Compact Paint Systems或 Compact Paint Processes，Basecoat 分2 层，B1 层提供底漆、填充、抗石击和耐久性，B2 层提供颜色和附加的耐久性，B1 和B2 可以是水性或溶剂型涂料。2009 年3 月，刘继华等人报道了该工艺在奇瑞汽车公司的试涂情况。22 3-Wet 工艺Mazda 公司在2005 年宣布与Nippon Paint 合作研发了溶剂型3-Wet 工艺，即中涂、Basecoat、Clearcoat 一起湿碰湿施工，降低VOC 50%（32 t/a，VOC 达35 g/m2），能耗降低15%，降低CO2 排放（88 t/a），Basecoat 材料减少10%，并计划推广到日本的所有主要生产厂，后来也见到在中国工厂使用的报道。Mazda 和 Ford 公司在2007 年宣布在泰国合资建造工厂，初期投资5 亿美元，使用Mazda 的3-Wet 工艺，已于2009 年投产。Mazda 公司在2009 年6 月又宣布一项新技术：水性的Aqua-tech Paint System，已用于它的日本工厂Ujina Plant No1，据称已达到VOC 排放标准和能耗产生CO2 的现时世界最高标准：CO2 产生水平与Mazda已在日本广泛使用的3-Wet 工艺相同，而VOC 又进一步降低57%，达到车身面积计15 g/m2，涂装质量还有所改善。一般水性涂料降低了VOC，但是，烘干时耗能增加，产生较多的CO2，Mazda 解决了这一难题。Aqua-tech 工艺包括了涂装车间空调系统改进、新的高效水蒸发系统和涂膜的光泽、耐久性、耐石击性等的提高。Toyota、Daihatsu 和Kansai Paint 合作开发了一种新的水性漆和新的涂装方法：水性中涂- 预热- 水性Basecoat- 预热- 溶剂型高固体分清漆- 烘烤，VOC 降低70%，同时CO2 减少15%，2004 年12 月开始在大发分工厂采用。