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浅论聚焦汽车涂料的发展与未来

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2014-03-24

3.3面漆

汽车面漆分两类,即金属闪光漆和本色漆,大体上各占1/2。近几年金属闪光漆系列发展迅速,珠光漆、梦幻涂料等层出不穷,颜色也向具有高透明感、深度感、高色彩方向发展。

金属闪光漆目前在美国大多采用高固体分闪光漆,而日本采用最多的是中低固体分金属闪光漆。随着环境保护法规日趋严格,为了提高豪华轿车的漆膜外观品质,美国部分高级轿车近两年采用水性金属闪光漆,可大大降低有机挥发物(VOC)的排放。同时,水性金属闪光漆具有特殊的流变性,有利于铝粉定向,比溶剂型涂料具有更好的金属效应,所以水性金属闪光漆比水性中涂更早被日本汽车厂接受,欧美也已广泛使用。金属闪光漆水性化是必然的趋势,技术也已成熟,能很快推广应用。通用汽车公司预计,2020年前全球大部分汽车厂会采用水性金属闪光漆。5a左右在国内的汽车厂可能会有水性金属闪光漆的需求。水性金属闪光漆代替溶剂型金属闪光漆,与所有水性涂料一样,必须有恒温恒湿条件,一般施工温度为22一28℃,相对湿度为60%一80%。水性金属闪光漆施工后,必须有一段闪干过程,一般90℃,5 min左右,使水分挥发后才能喷涂双组分高固体丙烯酸涂料或粉末涂料。

本色漆上是否再罩清漆,总的看法认为罩清漆后,漆膜外观、耐久性都有所提高。所以,美国克莱斯勒公司的所有轿车、通用汽车公司的部分轿车在本色漆上再罩上一层清漆,使漆膜外观得到改善。目前欧洲和北美均使用双组分或单组分高固体分丙烯酸罩光清漆,但是异氰酸醋一丙烯酸体系的缺陷是异氰酸醋具有毒性。因此,从环保角度来看,未来罩光清漆应是粉末涂料和水性涂料。目前,罩光清漆和本色漆以及高固体分涂料易被现在的生产线所接受,在应用中仍是主流。如果采用双组分高固体分涂料,施工固体分可达85%以上,VOC排放量己与水性漆相似,近期是可行的。粉末涂料是最有发展前途的罩光清漆,但作为本色漆,由于换色难,使用上会受到一定限制。

4环保节能的汽车涂料是人们永远的追求

随着人类社会的不断前进和不断完善,汽车及其相关工业的发展也必然要跟上时代前进的步伐,不断地满足社会各个方面所提出的新的要求。对于涂料而言,这些要求是针对涂料本身的改善和提高,有的则是针对使用涂料时对于环境污染的限制。

自汽车诞生以来,经过涂料工作者们数十年的努力,作为汽车重要配套材料之一的汽车涂料的各项性能如装饰性、防腐蚀性、抗石击性、施工性以及耐候性等都有了很大程度的提高和改善,基本上满足了汽车工业的需求。但人们追求完善的要求是无止境的,研制和生产高性能的汽车涂料是我们永远的课题。保护地球环境,减少大气污染的呼声越来越高,环境问题也非常强烈地左右着汽车及其相关行业的发展。因此,高固体分化、水性化和粉末化,从20世纪开始就一直是世界涂料行业开发新产品的基本方针和发展方向。

汽车涂料业目前所面临的最重要的问题之一是环境问题。如长期用于小汽车生产的溶剂型涂料会排放大量VOC,为了解决这一问题,美国联邦政府要求本国的3家主要小汽车制造商〔通用汽车公司(GM),福特汽车公司和戴姆勒一克莱斯勒汽车公司」共同研制生产先进的对环境友好的涂料产品。据介绍,虽然粉末涂料对环境友好且成本较低,但是由于这类涂料的涂装设备成本较高,导致涂装施工成本远远高于传统的溶剂型涂料。因此,即使研究试验成功,这种技术仍有可能要过一段时间才会得到全面应用。

为了减少涂料的污染排放量,通用、戴姆勒一克莱斯勒及福特等汽车公司均对粉末涂料用作汽车涂料的性能进行了相关测试,以便推广应用。使用粉末清漆比使用其他粉末涂料要求更高,难度更大,因为作为清漆不仅要给涂层表面提供光泽和光亮,还需要防碎落和褪色保护。传统的清漆以漆雾的形式喷涂在汽车表面,在干燥过程中将释放出VOC,污染环境。另外,液体涂料过喷或外逸还必须进行收集和填埋处置,而这从生态学来说并非是一项完善的措施。而以干燥颗粒雾形式使用的粉末涂料不含任何溶剂,对于喷涂外逸部分可加以收集、过滤和回收,与新的粉末涂料混合用于生产线上的其他小汽车,减少了汽车喷涂过程带来的环境影响。

除了粉末清漆之外,不久前LEPC还宣布它已启动了2个新的研究项目:粉末水浆清漆和颜料勃结粉末底漆。PPG工业公司认为,从清洗和预处理到加涂装饰性涂料及清漆罩光,都可以开发出一些对环境友好的材料以改善对环境的影响。例如可以改变材料的化学性质和应用方法,同时还可以通过提高运输效率、材料的循环利用率及减少或消除废物等方面着手进行各种改善对环境影响的工作。为了符合环境法规的要求,许多公司目前正在从它们所生产的涂料中,特别是从预处理和防腐蚀产品中清除铬、镍和铅等重金属。除此之外,还有其他公司也在对用于保护涂层的其他技术进行研究。巴斯夫公司还引人了Ureclear清漆,它是一种具有双组分氨基甲酸乙醋性质的单组分氨基甲酸乙醋清漆。通过运用这种氨基甲酸醋的化学特性,巴斯夫公司已不再需要近年来一直受到环境保护人士猛烈攻击的异氰酸酷。该公司称,他们仍将注意力集中于经济和环保方面,并为其名为EC02的研究开发计划制订了一种综合战略。如该公司正在与汽车制造商一起试验其粉末水浆清漆(一种液体与粉末涂料的混合体)。制造出这种粉末涂料,将它分散于水中,然后使用传统液体涂料的涂装设备进行喷涂,这种粉末涂料的缺点是难于控制涂膜厚度等。如制成液体涂料,就能较好地控制涂膜厚度,且这种混合物所含的VOC为0.

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