水性涂料在汽车修补涂装中的设计以及应用

高月敏，王 赛（.天津科技大学，天津 300000；.PPG工业集团庞贝捷漆油贸易（上海）有限公司，上海 00000）



水性涂料在汽车修补涂装中的设计以及应用

高月敏1，王 赛2
（1.天津科技大学，天津 300000；2.PPG工业集团庞贝捷漆油贸易（上海）有限公司，上海 200000）

摘 要：随着人们环保意识的提高，国家法律法规在环境保护上的力度逐步加大，汽车涂装也要跟上时代发展的步伐，逐步向环境友好、资源节约的方向发展，在我国汽车工业发展的五十多年历史中，伴随科学技术的进步和汽车涂层质量要求的提升，汽车涂料已经实现了四次大的更新换代，这不仅有利于实现我国可持续发展的目标，还能为员工的生命安全保驾护航。本文从水性涂料的现状着手，介绍了水性涂料的特点和水性涂料的应用问题，并对水性涂料在汽车修补涂装中的应用做了一些探讨，以期望拓展水性涂料的应用范围。

关键词：水性涂料；汽车修补涂装；应用

0　引言

随着我国经济的不断快速发展，涂料工业也得到了迅速的发展，不同涂料的功能越来越多，品种也越分越细，在涂料的制造和施工过程中会产生大量的有机挥发物（VOC），这种有机挥发物不仅会污染环境，还会威胁人们的生命健康，所以低污染的水性涂料已经成为涂料的发展方向［1］，水性涂料相对于其他涂料而言，在降低火灾危险性等级的同时，在一定程度上减少了VOC的排放，不仅施工相对简单，而且应用范围极广，已经成为广大涂料科技人员的首选品种，被市场广泛接受［2］。

1　水性涂料的现状

近年来我国出现了较多重大污染事件，国家定制了一系列的法律法规，并且随着社会的进步，人们的生活水平不断提高，能源需求不断加大，使得我国化工原材料价格不断上升［3］，这就使得水性涂料这种无污染又节能的涂料得到了人们的广泛关注，成为了我国涂料行业发展的重点，水性涂料具有其他涂料无法比拟的优势，不仅光泽度高、附着力强，而且抗冲击性能优良，已经成为了涂料行业的主攻发展方向［4］。

2　水性涂料的性能特点

水性涂料的具体物理性质见表1所示。凡是以水为溶剂或者稀释介质的涂料，都可以称为水性涂料，水性涂料与溶剂涂料相比，挥发速率较低，导电性较高，表面张力较高，由于水性涂料与溶剂涂料性能不同，所以在施工工艺上也会有所不同。

2.1水性涂料的优点

水性涂料是以水为溶剂或者稀释介质的，相对于其他有机溶剂而言，不仅减少了能源的消耗还节省了大量的资金，在降低火灾危险性等级的同时，在一定程度上减少了VOC的排放，减少了施工人员职业病发生的几率，确保施工人员的身体健康，研究表明，目前水性涂料里面的有机溶剂含量大约为百分之十到百分之十五，并且阴极电泳涂料更为明显，有机溶剂含量已经降低到1.2%以下，大大降低了对周围环境的污染，节省了成本。下面从两个方面进行比较：一是，在涂料转化率上，水性涂料雾化低，损失掉的是水分，溶剂涂料雾化率高，溶剂损失率大。二是，在单位面积的喷气量上进行对比，有研究表明，每平方米面积上，喷涂水性涂料只需要0.4-0.5g，喷涂溶剂涂料则需要0.6-0.7g。

2.2水性涂料的不足

环境的温度和湿度对水性涂料的挥发具有十分明显的作用，温度一定的时候，当湿度过大时，水分挥发较慢，在施工过程中容易出现流挂，所以说控制环境的湿度是施工的要素之一。与有机溶剂相比，水的表面张力要大，所以水性涂料对材质外表清洁度要求较高，如果施工前底材表面粘有油脂类的物质，那么有可能出现漆膜缩孔的现象。除此之外，水性涂料普遍存在耐水性差的问题，虽然经过各种工艺方面的改进，水性涂料的耐水性能在不断的提高，但是与溶剂型涂料的耐水性相比，还存在一定的差距。

3　水性涂料的应用问题

（1）目前我国水性涂料性能表现不同，一些水性涂料的涂装效果相对于传统涂料而言，性能较差，一些性能较好的水性涂料，由于原料成本较高，并且受生产工艺的影响，导致实际使用价格较高，因此制约了水性涂料的应用范围。

（2）受到传统思维的影响，在汽车涂装的应用上，一些工厂并不愿意承担风险，放弃已经稳定生产使用的溶剂型涂料而使用水性涂料，并且由于涂装线采用的都是溶剂型涂料，要采用水性涂料就需要更换涂装线上的各种设备，这样不仅承担了使用风险，也会投入较多的资金，所以这给水性涂料的推广带来了一定的困难。

（3）在水性涂料的应用中主要受到了周围环境的温度、湿度和材质表面清洁度的影响，不仅施工周期较长，而且在使用水性涂料的过程中还需要注意漆液的起泡和消泡问题，对施工工艺和配方设计提出了较高的要求，这也制约了水性涂料的推广。

（4）企业管理不到位，目前有些企业对个人佩戴防护用品的重视程度不高，并且公司为了节约资金成本，劳保用品配备不足，这样一线员工在进行涂装作业时，就没有佩戴劳保用品的习惯，并且很多员工明明知道需要防护用品，但是由于无法配齐，只能默许和接受，这样就会严重威胁一线员工的生命安全，为身患职业病埋下深深的隐患，水性涂料VOC排放较低，不仅不会威胁人们的生命安全，也符合国家环境保护的标准，如果在汽车涂装修补领域广泛采用水性涂料对涂装修补行业具有重大的意义。

4　水性涂料在汽车修补涂装中的应用

汽车修补用漆料根据工序可以分类为：底涂，中涂，罩光清漆，其他（脱脂剂、洗喷枪剂）等。

4.1阴极电泳涂料

阴极电泳涂料已经广泛应用于汽车车身底漆，距今已经有40年的历史，它是电泳涂装专用的水性涂料，并且应用范围及其广泛，大部分汽车车身均采用的是CED涂料打底，这种技术不仅可以满足用户的各种性能需求，还可以达到节约能源和环境保护的目的，随着研发能力的增强，目前主要有两种涂料，耐候性（耐UV）CED涂料和超高泳透力涂料。

耐候性（耐UV）CED涂料。为了确保CED涂料的耐蚀性，一般都会采用环氧树脂，但是这种物质极易受到光照的影响，在长时间的光照下就会受光老化，并且耐候性不佳，因此就需要开发新的工艺，适应汽车涂装技术的需要。耐候性CED涂料分为两种类型，一种是层分离型高耐候性CED涂料，还有一种是丙烯酸树脂CED涂料，前者是利用溶解度的不同，两种相容性低的树脂配合电泳涂装后，在一道工序中使耐蚀性和耐候性共存，这样的层分离结构，使其上层在具有耐候性的同时，具有更好的耐崩裂性，这种方式最大的优点就是可以用于无中涂的涂装体系中。

4.2水性中涂和水性底色漆

采用水性底色漆可以大大降低VOC的排放量，水性中涂也具有溶剂型中涂的优点，不仅可以隐藏底面凹凸性，还具有耐光性和耐崩裂性，在涂装过程中需要使膜厚达到25微米到30微米，由于水性涂漆的表面张力较大，可以在配方设计时使用表面调整剂来降低其表面张力，使其易润湿底材，除此之外，水性中涂涂装线的稳定性也十分的重要，不仅要确保温度合理，还需要确保烘干操作的规范性，这样就可以使水分充分挥发。

5　结论

我国汽车涂装的清洁生产水平和发达国家相比还有着很大的差距，如何降低我国汽车涂装对环境的VOC排放，已经成为一个急待解决的环保问题，在最近几年，水性涂料的性能得到了极大的提高与改进，正在逐步替代溶剂涂料的使用，水性涂料可以明显减低VOC的排放，应该得到大力的推广和应用，但是目前我国汽车水性涂料的使用范围较低，所以我国应该健全汽车水性涂料标准规范，加大对汽车水性涂料的研发力度和宣传力度，最终实现水性涂料的大范围应用。

参考文献：

［1］ 倪娟. 原子转移自由基聚合技术及其在环保型汽车修补涂料中的运用［J］. 涂料技术与文摘， 2011， 32（8）：14-17.

［2］ 马骏. 菲利普：水性漆在汽修行业拥有广阔的应用前景［J］. 汽车维修与保养， 2014（6）：64-64.

［3］ 朱德勇， 邱学科. 汽车修补漆用水性聚氨酯金属闪光底色漆的配方设计及性能［J］. 涂料技术与文摘， 2013， 34（6）：16-19.

［4］ 张发爱， 王云普， 柴春鹏. 应用于汽车修补的水性双组分聚氨酯涂料［J］. 高分子通报， 2004（1）：93-97.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.222

作者简介：高月敏（1978-），女，河北人，本科，在读硕士生，高级讲师，研究方向：颜色控制在汽车水性漆修补涂装中的应用。