水性涂料在汽车及农机农具零部件制造中的应用及技术展望

data-full-width-responsive="true"> 0 引言近年来，随着水性工业涂料的技术进步，水性工业涂料的应用取得了快速发展，汽车零部件的涂装就在其中。早在1994 年就有汽车散热器、汽车车桥等涂装生产线应用水性涂料的案例。现在已经在车桥、变速箱、发动机、散热器、传动轴、油箱、减震器及农机农具等多种部件的涂装生产中成功地应用了水性涂料。可以说，在涂料生产企业和汽车零部件生产企业的共同努力下，水性工业涂料的技术水平已经满足了汽车零部件涂层的要求。事实上，在应用中，水性工业涂料不但解决了环保、健康以及防火等问题，同时也改善了涂层整体质量，为汽车零部件的品质提高做出了贡献。十几年来，我们深深体会到汽车零部件涂装水性化工作的艰辛，市场机遇是在不断创新的过程中发展起来的。各汽车生产企业平均5 年就要更新一次涂装技术标准，这对涂料生产企业来说是巨大的挑战。例如，盐雾试验指标（白板）就在10 年中从96 h 提高到240 h，平均每5 年提高72 h。涂料企业要想抓住机遇就要在技术上不断创新，所以，建立自己的研发团队是各个涂料生产企业的共识。1 确定以树脂改性为提高防腐性能的突破口20 世纪90 年代初期，汽车零部件的涂装存在许多问题，经常发生工件生锈，俗称流黄水等问题，这是最让人头痛的事。特别是在铸铁表面的涂层问题更多，究其原因就是涂料的防腐性和施工性不好所造成的涂层缺陷，从而使零部件暴露在恶劣天气中产生锈蚀。当时，无论是溶剂型涂料还是水性涂料其盐雾试验都在96 h 以内，不能满足汽车零部件的涂装要求。涂料的防腐性和施工性设计主要取决于原料的选择，其中树脂特性的好坏和防锈颜料的选择至关重要。选择合适的树脂是研发的第一步。首先针对中国汽车零部件涂装生产线的特点进行分析：低温烘烤、生产线短、烘烤时间短、节拍快、一次涂膜m（干膜）、露天存放等都是生产线的现状。因此，涂料必须具备涂膜快干、封闭性好、可以厚涂不流挂等特点。再针对这些特点从水性树脂的研发开始下功夫。以下着重介绍用于低温烘烤工艺水性涂料的研发过程。11 确定树脂研发的方向树脂研发的方向见表1。12 涂料要高固低黏提高施工固含使施工时能够厚涂，解决水性树脂稀释曲线缓慢的问题。在保证施工效率（施工黏度25~ 35 s，涂-4 杯）的情况下，提高喷涂膜厚。13 环保性针对环保和健康问题，尽量降低涂料中VOC 含量。要使用水做稀释剂来降低涂料黏度就必须解决相对分子质量大与水稀释性之间的矛盾。我们在这方面做了大量的试验工作，取得了很好的结果。2 改进后水性涂料的应用案例情况实例1）：汽车底盘零部件及农机农具的底盘总成及零部件。①前处理：脱脂烘干。少数涂装线有磷化处理。②烘烤条件：60 ~ 80 ℃，10 ~ 30 min；完全自干。③涂层类型：底面合一漆和底面配套漆。④涂层性能特点：底面合一漆，一次涂装膜厚m，盐雾试验240 h。底面配套漆盐雾试验500 h；下线后1 h 经过雨水淋不生锈；涂层机械强度上升快；其他理化性能均可以满足客户要求。实例2）：农机农具覆盖件等的底面配套漆。①前处理：脱脂烘干或喷砂。②喷涂工艺（湿碰湿两喷一烘）：底漆（20 min），面漆（10 min），烘烤（130 ℃，20 min）。③涂层类型：底漆为改性环氧；面漆为聚酯氨基。④涂层性能特点：优异的防锈性能，耐盐雾500 h；优异的耐老化性能，加速老化试验（氙灯）1 000 h；优异的涂层外观，光泽（6092%，光泽（2082%。3 结语纵观汽车及农机农具零部件生产行业，涂装水性化已取得了很大进步。但是，依然有漫长的路要走。1）涂料必须量身定做。由于国内汽车零部件生产企业众多，各个企业的生产工艺条件都有所不同。有许多企业水性化是利用溶剂型涂料的旧生产线，工艺条件各有不同。所以，没有通用型的汽车零部件涂料，必须通过涂料配方的完善来适应不同的涂装生产工艺。2）追赶国际水平，应用要向具有较高附加值的乘用车及大型工程机械零部件涂装发展。在过去十多年的水性工业涂料的推广中，在商用车及农机农具方面积累了丰富的产品开发及应用经验。在要求较高的乘用车及大型工程机械方面的成功案例还比较少。最近水性漆的研发和推广已经开始向这个方向倾斜。3）水性树脂合成技术的进步是推动水性工业涂料发展及解决应用技术问题的好方法。采用特殊的合成技术，不同树脂改性，组合成一个功能性树脂，以满足一些特殊涂层的要求，涂装生产线出现的应用技术问题也会随之解决。4）应用技术研发及现场应用技术服务水平的提高也是水性工业涂料能否成功应用的关键。由于水性涂料的自身特性，以水为稀释剂，黏度跟固含量是非线性关系，也就决定水性漆的施工特点及施工参数与传统溶剂型漆有一定区别，如干燥性、施工黏度等方面。这些就需要涂料技术工程师不断完善涂料配方以适应施工的要求，同时也需要涂料使用厂家在试验过程中给予一定的配合支持。在涂料原材料供应商、涂料研发生产企业及涂料使用厂家的努力下，代表着安全、环保和节约资源的清洁涂装方式（水性涂装），一定会迎来明媚的春天。