我国汽车涂料的研究进展

data-full-width-responsive="true"> 我国汽车涂料的研究进展陈世龙1 张云杰2 李洪祥2 贾 盼3 杜新胜1（ 1中国石油兰州石化公司研究院，730060 ；2 中国石油渤海石油装备制造有限公司兰州石油化工机械厂，730060 ；3 兰州寰球工程公司，730060）0 引言汽车涂料是指涂装在轿车等各类车辆车身及零部件上的涂料，一般指新车用涂料及辅助材料和车辆修补用涂料。汽车涂料品种多，用量大，涂层性能要求高，涂装工艺特殊，已经发展成为一种专用涂料。汽车涂料在涂料工业的技术发展中占主导地位，许多涂料新产品和新技术，如电泳漆、效应颜料、水性面漆及一些先进涂装技术都是为汽车行业而开发，并首先在汽车上获得应用。在众多涂料品种中，汽车涂料对涂层性能的超高要求和涂装工艺的独特之处，使其成为工业涂料中技术含量最高和附加值最高的代表品种之一，也体现了一个国家涂料工业的技术发展水平。从市场看，汽车涂料也是整个涂料行业的发展重点之一。1 汽车涂料的分类汽车涂料按施工工序可分为汽车底漆、汽车中间漆、汽车面漆、汽车罩光清漆、汽车修补漆，见表1。11 汽车底漆汽车底漆是直接涂装在经表面处理的车身表面的第一道涂料。根据汽车底漆在汽车上的所用部位，要求底漆与底材具有良好的附着力，与上面的中间漆或面漆具有良好的配套性，还必须具备良好的防腐性、防锈性、耐油性、耐化学品性和耐水性。汽车用溶剂型底漆主要选用环氧树脂、醇酸树脂、氨基树脂、酚醛树脂等为基料；颜料一般选用氧化铁红、钛白、炭黑及其他颜填料。龙沁等人采用自制的丙烯酸乳液、炭黑浆及助剂等配制成稳定的自泳漆。该自泳漆配方如下（ 体积分数）：25% 固含量原漆，70% 水，42%Fe3+，042%H2O2，0042%HF。原漆先用水稀释，然后在搅拌条件下加入剩余的水和FeC13、HF、H2O2 混合溶液，搅拌均匀。研究了氢氟酸等物质对自泳漆槽液活性的影响，找到了一种简便的判断涂料稳定性的方法，为确保涂料涂装质量提供了依据。周荣华以羟基丙烯酸树脂作为成膜物，并加入流平剂、分散剂等各种助剂、颜料和溶剂等制备了聚氨酯（PU）双组分底漆。后来又研究了PP（聚丙烯）底漆在其他底材上的附着力。谭振等人以水性环氧树脂为基料，添加无毒无污染防锈颜料、填料、适宜的助剂，制备了环保型双组分低温烘干型汽车用底漆。天津大学利用纳米微胶囊技术实现对纳米二氧化硅等微粒进行有效的原位包覆。将所制备的纳米二氧化硅水分散体与原有的电泳漆复配后，所得产品的各项性能得到了很大的改善与提高，其中耐盐雾性由原来的720 h 提高到1 200 h，烘干温度由原来的170℃降低到160℃，达到国外高档汽车底漆水平。12 汽车中间漆也称二道浆，指用于汽车底漆和面漆或底色漆之间的涂料。要求它既能牢固地附着在底漆表面，又能与它上面的面漆层相黏结。它应机械性能好，能提供与面漆相适应的保护性；应具有填平性，能形成平整的表面，使涂饰面漆后得到平整、丰满的涂层，提高整个漆膜的鲜映性和丰满度；应具有良好的打磨性，从而打磨后能得到平整光滑的表面。常用聚酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等作为基料；颜填料选用钛白、炭黑、硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅等。13 汽车面漆汽车面漆在汽车整个涂层中主要发挥装饰和保护作用，决定了涂层的耐久性和外观等。汽车面漆一般应具有鲜艳的色彩、良好的机械性能以及优异的耐候性。目前高档汽车面漆主要采用氨基树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等为基料，选用色彩鲜艳、耐候性好的有机颜料和无机颜料等，添加一些助剂，如紫外光吸收剂、流平剂、防缩孔剂、电阻调节剂来达到满意的外观和性能。王斌等人制定了纳米TiO2 汽车面漆的配方，并讨论了纳米TiO2 对汽车面漆性能的影响。当纳米TiO2 用量为10%~20% 时，涂层的耐老化性提高20%左右，其光泽也有所提高，而附着力、耐冲击性、硬度、耐水性提高不明显。苏桂明等人以双氨基封端改性硅油乳液为主体制备的新型汽车面漆，不含研磨剂，无需打磨抛光，涂膜光亮平整，附着力好。王长庚用脂肪酸合成超短油度树脂和叔碳酸缩水甘油酯改性聚酯树脂混拼，制成具有高装饰性、高耐候性的高固体分汽车面漆，并分析了高固体分低黏度聚酯汽车面漆层优良装饰性的机理。张建新等人通过对树脂、溶剂、助剂等的精心筛选，研制成高装饰性丙烯酸聚氨酯汽车面漆。该面漆具有优异的丰满度、高光泽和鲜映性等特点，可自干，也可在（802）℃下干燥，以满足汽车面漆涂装流水线对干性的要求。崔岳崧等人合成了含高甲醚化三聚氰胺树脂的高固体分汽车面漆，并分析了影响其漆膜性能的因素。研究表明：高甲醚化三聚氰胺树脂与成膜树脂的配比必须合适，过高或者过低对性能均有不利影响；施工时应加入酸类催干剂帮助固化，其用量也要恰当，并不是越多越好；与其它三聚氰胺树脂相比，用它制备的汽车面漆具有更好的光泽和硬度。沈球旺等人采用醇酸树脂和三聚氰胺树脂等制备了高光泽醇酸氨基汽车面漆，所得汽车面漆的综合性能良好。冯丽洁通过选择适当的多元醇、多元酸、脂肪酸，采用脂肪酸法合成短油度醇酸树脂，即直接将多元醇、多元酸、脂肪酸进行酯化生成醇酸树脂，并配以低醚化度氨基树脂和部分烷基化氨基树脂，研制成耐候型汽车面漆。边春利等人用L18（237）正交试验分别考察了烘烤位置、喷涂量、旋杯转速、成形空气、静电电压、流平时间等因素对面漆外观的影响，并找出最优水平的参数组合，为施工现场改善车身外观和工艺参数调整提供依据。14 汽车罩光清漆罩光清漆指涂于面漆之上形成保护装饰涂层的清漆，其特点是光泽高、清晰度优、丰满度好，同时具有一定的硬度、耐磨性、耐候性等。常用氨基清漆、丙烯酸清漆、聚氨酯清漆等。曾凡辉等人以聚酯树脂和特种助剂对罩光清漆进行改性，制得适合巴士客车用的丙烯酸聚氨酯罩光清漆。研究表明：选用高固体分、高羟基聚酯树脂对丙烯酸树脂进行改性时，涂料具有良好的丰满度和抗划伤性；选用丙烯酸类和有机硅类流平剂配用，可大大提高罩光清漆的流平性能；触变剂BYK-410 用量为05％时，清漆一次涂装膜厚60 m 不流挂；DBE（二甲醚）慢干溶剂用量为2%时，涂料具有良好的施工性。15 汽车修补漆汽车使用过程中，由于涂层老化损坏、行车事故造成涂层损伤或其他原因需要更换涂层颜色，都要进行局部或整车重新涂装。我国目前修补漆的消耗量很大，约为在线新车涂装涂料总量的一半。要求修补漆自干或低温烘干，涂层性能与原车涂层相当，颜色、光泽与原车面漆基本一致。沈球旺等人用硝酸纤维素溶液和热塑性丙烯酸树脂配制快干汽车硝基修补漆，讨论了硝酸纤维素溶液和热塑性丙烯酸树脂二者配比、氨基树脂、增塑剂和有机溶剂等对涂料性能的影响。研究结果表明：当硝酸纤维素溶液和热塑性丙烯酸树脂配比为58∶39，丁基化三聚氰胺甲醛树脂用量为45%，邻苯二甲酸二丁酯用量为3% 时，该修补漆的综合性能良好。马孟度针对目前豪华客车对漆膜外观性能的更高要求，指出底漆、中间漆、面漆的选用原则：底漆应选用磷化底漆加环氧底漆的组合；中间漆应能填补缺陷；面漆光泽需高于83%，并给出了具体的施工工艺，以及温度、湿度和喷涂方法等注意事项。2 结语今后，我国汽车涂料将朝着减少污染、节能、低碳、提高涂层装饰性、耐久性、耐酸雨性和抗划伤性等方向发展。随着我国汽车行业的不断发展与扩大，汽车涂料将拥有巨大的市场发展空间。