汽车涂料的发展历程

孙 娜

(PPG涂料(天津)有限公司 天津 300457)

一、汽车涂料的地位和面临的难题

汽车面漆起到保护车厢不被腐蚀及美化外观的作用，是整车质量最重要指标的20%，而且轿车的外表面90%以上(光泽、颜色、耐久性等)会直接影响外观，影响人们对汽车质量的评价。因此汽车生产厂家十分重视轿车面漆技术，往往投人巨大的资金和人力去发展和改善轿车的面漆和清漆，强调抓住视觉的第一印象。在国内汽车行业中，车辆喷漆2014年之前普遍使用的都是传统的溶剂型涂料，溶剂型涂料中含有很多的溶剂，当汽车涂料喷涂完进行闪干和烘烤时，有机物质挥发到空气中并对空气造成污染。随着国家法规对VOC排放越来越严格，中国整体经济环境向好和消费者购买能力的提高，无论是从新车用漆还是旧车保养来看，中国地区的汽车涂料市场创造了空前的发展机遇和挑战。相比传统的油性涂料，水性涂料是一种新型高端的环保涂料，根据专业机构测算，以每周平均混合4升底色漆的车间为例，使用水性涂料每年可以减少115千克VOC的排放，相当于100多辆车一年的尾气排放量，低碳环保理念推动中国水性汽车涂料发展。

在市场开放和行业集约度日趋集中的条件下，原材料供应商的样品研发和供应更加专业，更贴近市场的需求，供应商的技术服务更加完善，并且不同品种供应商联手以实现互相促进。超细分散和纳米改性材料的应用日益普遍，在开发高性能和功能颜料的同时，强调符合环保法规的要求，减少环境污染，逐步限制和禁用含有铅，铬，镉等有害金属颜料的生产和使用。成膜物的研发从来就是汽车涂料发展最重要和活跃的领域，配合环境友好型的水性涂料，无溶剂和高固体份涂料，粉末涂料发展所需要的新型成膜物将不断进入市场。水性汽车涂料或将成为汽车涂料产业未来发展的一个必然趋势。中国做为汽车产销第一大国，对于水性汽车涂料的中国发展之路仍需诸多问题需要探讨。

二、汽车水性漆的优势及汽车漆未来的发展方向

各种涂料配套的汽车涂装工艺体系只有采用水性中涂、水性底色漆的体系与双组分高固体分罩光清漆、水性罩光清漆或粉末罩光清漆才能使有机溶剂(VOC)排放量达到环保要求(35g/m2以下)。在中国汽车工业的五十多年历史中，随着科技进步和汽车涂层质量要求的提高，汽车涂料已实现了四次大的更新换代。目前为此，中国水性汽车涂料在汽车涂装线的使用率已经达到60%以上，就目前整体国际形势来看，水性汽车涂料在技术方面已十分成熟，其在汽车涂装领域已具备抢滩油性涂料市场的实力，水性漆对环境更友好，对人体健康伤害也更小。水溶性油漆发展速度较快，广泛用于汽车工业和轻工业。除了环保以外，水性汽车漆还有以下优点：1.水来源丰富，普遍采用去离子水，汽车漆水含量高达60%以上，有效降低VOC含量；2.不易燃烧，普通水性色漆的闪点一般在62°左右，在施工中无火灾危险；3.车身钢板或者铝板经过除油，除锈，磷化等处理后，可不待完全干燥即可施工。节约工时，提高施工效率；4.大部分都是悬杯机器人喷涂，单车油漆消耗量低，油漆利用率高，同时水性色漆易清洗;5.目前水性汽车漆主要工艺有3C1B和B1B2等免中涂烘烤工艺，B1B2工艺膜厚低，单耗低，节约成本；

坚持可持续发展，保护环境，注重职业健康和安全是涂料工艺发展的根本要求。因此，开发环境友好型涂料成为涂料工艺的主流方向，其中前提是涂料技术和涂料工艺的紧密结合发展，仅仅考虑考虑开发汽车水性涂料来替代原来的溶剂型涂料的涂装线是不现实的。今后汽车涂料的发展方向如下：1.加快水性汽车涂料，水性汽车电泳漆涂料和塑料件水性涂料等工业涂料的发展步伐，汽车漆保险杠由于是塑料底材，由于塑料底材的表现张力相对钢板低，水性涂料施工应用比较困难，目前市场大部分还是溶剂型涂料为主，所以要制定适应市场需求的产品标准，加快涂装工艺和标准的开发，致力于塑料件水性涂料的开发；2.开发常温，低温和高温固化的清漆产品，适用于不同的生产线，重点是开发低温和常温固化清漆，减少能耗；3.进一步开发高性能，耐黄变的丙烯酸聚氨酯树脂，目前黄变是很多汽车漆常见的疑难问题，无论是单色白色漆还是金属色漆，都有过烘烤或者长时间放置黄变的问题；3.粉末涂料朝汽车漆方向发展，新型的低温固化树脂和交联体系，高装饰性和薄层涂装日渐成为主要的研发方向；4.更高固体份，更低VOC含量的水性涂料日后会成为汽车涂料抢占市场的有力竞争者，国家环保法规的严格性决定了日后低VOC水性涂料会成为涂料市场的霸主；5.发展高交联密度的紫外光固化清漆，可以提供领先的抗刮伤和抗酸腐蚀性，OEM厂清漆使用典型的140度20min固化条件烘干时，紫外线固化涂料在数秒内完全固化，而且紫外光固化的涂装线占地空间更小，这里需要提及的是，在紫外线固化的应用下，水性的底色漆的固化仍然要求温度大于100°，这样水和溶剂的挥发才能达到一定程度的交联；6.水性涂料在汽车漆色漆方面会加大调色的困难，目前汽车漆的色彩发展方向像着高饱和度，高鲜艳性发展，水性涂料相对比溶剂型涂料定向差，在亮度上很难有好的平衡，所以如何提高水性涂料的铝粉定向也是今后研究的重点。

三、小结

随着汽车工业的稳步发展，汽车漆市场也相应地获得了持续增长和发展的机会，同时，汽车漆市场也受到了越来越苛刻的需求，各涂料供应商不得不持续开发新技术，新工艺和新材料等老应对汽车涂装厂提出的要求，主要集中在两个方面：1.装饰性，比如长短波，鲜映性和光泽等；2.防护性，比如耐候性，抗石击性能，抗有机溶剂，暴晒老化等。除上述，国家政策对VOC的排放，环境的保护需求越来越高，所以衍生出了新的涂装工艺，体现了对汽车业及涂料界在提高汽车性能的同时对环保法规的重视。汽车漆在阴极电泳漆，中涂，色漆和清漆方面定会朝着低VOC和高固体份水性涂料方向发展，逐步解决施工过程中的难点缺陷，朝着高效，节能的方向发展，经济涂装，生态涂装工艺成为主流。