汽车涂装用几种最新涂料与涂装工艺

data-full-width-responsive="true"> 汽车涂装用几种最新涂料与涂装工艺中国第一汽车集团公司技术中心 宋 华吉林大学材料学院 张业飞 高若天一汽-大众汽车有限公司 郑 爽1 耐候性阴极电泳底漆阴极电泳漆具有涂装效率高、经济安全、污染少、防腐蚀性能好、可完全实现自动化管理等特点,在汽车涂装上得到了迅速的普及应用。近几年围绕节能和环保的要求，阴极电泳漆技术的发展速度很快。无铅、无锡阴极电泳漆，低温烘烤型阴极电泳漆，高泳透力、低溶剂含量的阴极电泳漆，高锐边防腐性的阴极电泳漆等已经在涂装生产线上得到成熟应用。但由于现用阴极电泳漆主体树脂（环氧树脂）的耐候性能差，随着汽车产品种类的增多及质量要求的提高，有些只涂电泳漆的零部件及总成不但要具有较高的耐腐蚀性能，还要具有一定的耐候性能（比如商用车车架总成等），因此国外涂料开发商开发了耐候性阴极电泳漆。目前有两种技术路线可以提高电泳漆的耐候性能。11 耐紫外线（UV）阴极电泳漆耐UV阴极电泳漆通过调整涂料配方，将原有的芳香族异氰酸酯改换成脂肪族异氰酸酯，并加入UV稳定剂和UV稳定的颜料来提高耐候性能。涂料开发商用不同方法（包括大气曝晒、人工加速老化试验）测试了该涂料的耐UV性能，结果都证明该阴极电泳漆耐UV性能达到了与粉末中涂相当的水平。耐UV阴极电泳漆的开发是一个技术进步，已在国外某生产线上得到了应用。耐UV阴极电泳漆与现用阴极电泳漆性能的不同点列于表1中。12 分层阴极电泳漆分层阴极电泳漆的主体树脂是环氧树脂和耐候性树脂的混合。在漆膜烘烤过程中，不同的成分通过分层电沉析体现各自的机能，上层具有高耐候性能，下层具有高防腐性能（见图1）。主要通过控制树脂特性Sp值，使环氧树脂和耐候性树脂在涂膜固化时发生分离。分层阴极电泳漆膜能耐400 h人工老化试验，保光率为80%，漆膜的耐腐蚀性能与现用电泳漆相当，已在日本轻型车和商用车生产线上得到了应用，国内某商用车车架涂装线在3年前也应用了该种电泳漆。目前，国内高档商用车和面包车采用金属漆涂装工艺， 为降低涂装成本和VOC排放，可以将中涂层取消。要保证达到原有涂层质量，有两种技术措施：一是改变底色漆和罩光漆的性能，采用新的中涂、面漆涂装工艺（ 在本文后面介绍） ； 二是使电泳漆具有耐候性能，而底色漆和罩光漆的性能不变。如果在阴极电泳漆涂层上直接喷面漆（金属底色漆和罩光漆），则由于金属底色漆阻止UV的能力差，易引起电泳涂层表面光氧化和粉化，导致面漆附着力降低、漆膜脱落和早期粉化，而使用耐候性电泳漆可以克服这一缺陷。使用耐候型阴极电泳漆的综合成本将有所增加，如果其成本与现用电泳漆相当，推广应用的可能性会更大。2 UV和热双固化清漆罩光清漆虽然已有粉末罩光清漆（ 含浆状粉末罩光清漆） 、水性清漆、高固体分和超高固体分清漆， 且都已商品化并获得工业应用，但全世界的汽车涂料开发商还在进一步开发新的环保型罩光清漆。紫外线（UV）和热双固化清漆就是最近几年开发出来的新品种。近10年来，世界环保法规不仅对挥发性有机化合物（VOC）的排放量有限制，而且对CO2的排放量也要限制，同时对面漆涂膜的功能性（如耐酸雨、抗划伤性）和外观装饰性也提出了更高要求。近几年开发的UV和热双固化罩光清漆用于汽车外表面涂装，在环保、节能、涂膜性能（外观装饰性、耐酸雨和抗划伤性）和涂装成本等方面都有较强的竞争力。日本已有采用UV和热双固化涂料的摩托车零部件生产线。该清漆可同时用于金属件和非金属件，生产线修补也可使用。新开发的UV和热双固化清漆具有以下特征。a 双组分、固体分高（70%）。b与专用的聚异氰酸酯齐聚物组合，在涂布过程中有效组分能很好混合。c根据需要可高温（140 ℃）烘干，也可低温（90 ℃或低于90 ℃）烘干，与普通清漆相比，可缩短烘干时间10~15 min。d无UV固化的内表面和阴影部位也具有较好的性能。e施工范围宽，更有利于生产线使用。双固化型清漆在施工工艺、涂膜性能、经济性和环保等方面有以下优点。a施工工艺：UV和热固化可并用；可改善内表面/阴影区域的涂装性能。b涂膜性能：极好的外观装饰性、优异的抗划伤和耐蚀（酸雨）性。c经济性：烘干室长度可缩短；改造现有设备投资费用最低。d环保方面：节能、高固含量（70%），可降低VOC挥发量。3 新的中涂、面漆涂装工艺传统的中涂、面漆涂装工艺为3C2B ，即中涂-烘干-金属（珠光）底色漆-罩光漆（或两道本色面漆）-烘干。为降低汽车涂装成本和VOC的排放量，近几年开发了几种新的中涂、面漆涂装工艺，并在生产线上得到了应用。