汽车用水性涂料的特征及其涂装技术

data-full-width-responsive="true"> 0 引言水性涂料是指可用水配制的涂料或其挥发的溶剂部分主要是水（或大部分是水）。工业涂装领域采用的水性涂料有电泳涂料（阴极电泳涂料和阳极电泳涂料）、水性防锈涂料（浸涂用或喷涂用，还有厚膜型）、水性中涂漆、水性底色漆、水性清漆、水浆状粉末清漆等。汽车工业发达的国家基本上已实现了水性涂料替代传统溶剂型涂料的更新换代；我国汽车车身底漆采用阴极电泳（CED）涂料已普及，自2004 年以来，采用水性中涂漆和水性底色漆的车身涂装线已有20 多条。水性涂料是环保型绿色涂料，采用水性涂料替代现用的溶剂型涂料是工业涂装低VOC（挥发性有机化合物）化的主流措施。如仅用水性底色漆（WBBC）替代溶剂型底色漆（SBBC）就可削减VOC 排放量达80% 以上。采用水性涂装体系（水性中涂漆/ 水性底色漆/ 溶剂型清漆）替代现行溶剂型涂装体系后，削减VOC 的效果显著，见图1。图1 水性涂料体系的VOC削减效果1 水的特性给水性涂装带来的难点由于水的特性与有机溶剂相差甚远，水的蒸发潜热大，挥发慢，表面张力高，易产生气泡且难消除，高导电性，以及腐蚀性（见表1、2）给水性涂装带来许多问题。表1 水与一般溶剂的特性比较水性涂料（中涂漆和面漆）的涂装工艺与溶剂型涂料基本相同。但在作业方面受水的特性影响，在喷涂时会产生问题，必须采用与溶剂型涂料不同的设计，见表3。表3 水性涂料的主要问题及其防治方案对涂装作业影响最大的因素是水的蒸发潜热大，水蒸发所需的能量是有机溶剂的5 倍；加上受温度和相对湿度的影响，与空气中的含水量有关，相对湿度高（即空气中含水量多）的场合，水从涂膜蒸发就难，涂装作业性就下降。在喷涂过程中，水性涂料的固体分提高速度较溶剂型涂料慢得多，且受涂装环境温、湿度的影响较大（见图2、3）。溶剂型涂料通过稀释剂的调整，可提高涂装时的固体分，但却不能指望水性涂料的固体分会上升很多。水性金属闪光底色漆在喷涂区溶剂挥发只有20%~30%，而一般溶剂型金属闪光底色漆在喷涂区溶剂挥发已达60%~70%（见图4）。