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浅淡环保涂料在汽车涂装中的应用

                                             浅淡环保涂料在汽车涂装中的应用
                                     张贵智,王秀锦,徐国庆,锡洪鹏,张占生
              (奇瑞汽车股份有限公司鄂尔多斯分公司,内蒙古鄂尔多斯 017000)
    摘 要:随着涂装技术的发展与进步,水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料在我国汽车涂装线的应用越来越普及,新材料的使用有效地减少了对大气层的污染和对生态系统的破坏。简单介绍了水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料在汽车涂装中的应用。
    关键词:水性涂料;粉末涂料;高固体分涂料;汽车涂装
    中图分类号:TQ 630.7;TQ 639 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2015)03-0046-03
    1· 水性涂料
    水性涂料的使用在性能和价格上与所对应的溶剂型涂料基本相当,在现有涂装设备上不需进行大的改造就可使用水性涂料进行施工,且VOC(挥发性有机化合物)排放量大幅降低。水性涂料以水作溶剂,只以少量醇醚作助溶剂,水的比热大、难挥发,要求涂装环境的温湿度严格控制在规定的范围内;一般不能与溶剂型涂料通用烘干室等。为适应环境保护的要求,近些年,汽车用水性涂料的涂膜性能和施工性能都得到了根本的改善;各种相应的喷涂设备也日趋完善,如内置电极的高压静电旋转喷枪已投入实际使用。
    目前水性中涂漆主要有水性聚酯氨基漆和封闭型异氰酸酯聚氨酯漆两种。水性中涂漆的特点是施工固体分高;烘烤温度低,一般为140~160℃ ;施工条件宽,温度为20~30℃,相对湿度为60%~85% ;漆膜性能可与传统溶剂型中涂漆相当,抗石击性能优于溶剂型中涂漆。
    现有的水性底色漆主要有水性丙烯酸氨基漆和水性聚氨酯漆两种。由于水不能像溶剂那样快速蒸发,因此铝粉的定向控制是水性底色漆的技术关键。必须经特殊的流变处理,采用特定的流变控制剂或增稠剂形成触变性流体,使金属闪光铝片在施工后获得最佳取向和展平。经不断努力,目前水性金属底色漆的定向性能已经优于一般的溶剂型底色漆,闪光效果更好。水性底色漆可与溶剂型罩光清漆、水性清漆和粉末清漆配套使用。水性底色漆的一般技术数据见表1。由表1 可见:水性底色漆的性能完全可以与溶剂型底色漆相媲美。
     
     
    水性罩光漆主要由水溶性甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂与水性丙烯酸树脂或醇酸树脂按比例配制而成。水性罩光漆是20 世纪90 年代开发出的产品,价格较高,性能尚有待提高,目前尚未被广泛应用。随着环保要求的提高,水性罩光漆将得到进一步的开发与利用。2 粉末涂料汽车用粉末涂料有环氧聚酯混合型、聚酯、聚氨酯和丙烯酸等类型。随着技术的日趋完善和粉末涂料性能的提高,现已完全能满足轿车涂装的各项要求,如:外观装饰性、耐候性、耐化学品性、抗划伤性、抗紫外线性等。粉末涂料在整个喷涂过程中可以循环使用,节省成本。同时不需要用化学药剂和漆雾去除系统去除过喷漆雾。粉末清漆的烘烤过程比较干净,可以长时间保持烘房的清洁度。世界上公认VOC 排放最少的轿车涂装体系为:阴极电泳漆—粉末中涂漆—水性底色漆—粉末罩光清漆。丙烯酸系列粉末涂料具有高的耐候性和装饰性,其耐腐蚀性更优于目前所使用的聚酯系粉末涂料,可用于汽车面漆和罩光漆。粉末罩光涂料具有与溶剂型涂料同等的漆膜外观,初期投资少,现有涂装设备稍做改造即可投入使用。目前汽车用粉末涂料只是单色漆系列,这是由于粉末涂料不能象液态涂料那样可以快速换色。今后,汽车用粉末涂料的发展,将在进一步提高耐候性、抗紫外线性、低温化、薄膜化和提高装饰性方面努力。表2 列出了汽车用粉末涂料的发展趋势。随着环保要求越来越严和粉末涂料技术的不断提高,粉末涂料在汽车涂装中的应用将越来越广泛。
    
    3· 高固体分涂料
    高固体分涂料采用低黏度的聚酯、丙烯酸树脂,以及高固体分的氨基树脂为基料,最高的施工固体分可大于60%,更多的是使用施工固体分比传统的高出10%~20% 的涂料,平均每公斤涂料其溶剂挥发量可减少1/3 以上。在汽车用单色面漆、罩光清漆、塑料专用涂料和修补用涂料等方面应用相当广泛。例如塑料件用的聚氨酯与非异氰酸酯双组分涂料,可通过新的交联方式在70℃ /20 min 下低温快速固化,而且具有活化期长,施工固体分高等特点。PPG 公司的D893 高固体分清漆的加热固化时间,比同类清漆缩短50%,漆膜冷却几分钟后即可抛光。
    由于高固体分涂料采用低黏度树脂为基料,易产生流挂,施工不便。为保证漆膜厚度,又要防止其产生流挂,必须采用各种助剂,如气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油,以及SCA、Microgel 等,来改善涂料的流平性,方可获得优异的抗流挂性和漆膜外观。另一方面,由于高固体分氨基树脂的醚化度高,聚合度低,交联活性小,自聚反应少,因此其固化过程不易控制,可能会影响漆膜性能,固化过程控制和流挂控制是高固体分涂料的两大技术关键。
    4 ·结语
    随着涂装技术的发展与进步,水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料在我国汽车涂装线的使用越来越普及,新材料的使用有效地减少了大气层的污染和对生态系统的破坏,具有广阔的发展前景。


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