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水性涂料在车身涂装中的应用及发展趋势
2023/2/20

1、水性涂料在车身涂装上的应用现状

众所周知,欧、美、日等汽车发达国家和地区,对汽车涂装均有严格的强制VOC排放要求。为应对VOC排放的标准要求,汽车涂装是以采用少无VOC的环保材料为主,普及应用电泳涂料、高固体份涂料、水性涂料、粉末涂料等,基于电泳涂装和粉末涂装的诸多优势,在国内外汽车零部件涂装领域已经十分普及,涂装面积**、装饰性要求**、涂层结构*复杂的车身,底漆也早已普及电泳涂装。然而,车身的中涂、底色和面漆采用的涂料品种对VOC排放影响很大。

2、水性涂料应用面临的问题

应用水性涂料减少VOC排放效果十分**,火灾危险性等级也相应下降。与粉末涂装相比,水性涂料喷涂施工更具有对传统溶剂型涂料喷涂的继承性,技术上相对好掌握,粉末涂料除中涂和清漆应用比较成熟外,粉末底色的装饰性还无法和液态涂料相比,所以,水性面漆底色应用是主流。然而,与溶剂型涂料相比,水性涂料应用需要面对一系列新问题。

如果不考虑溶剂型涂料VOC的处理因素,应用水性涂料无论是材料成本、管理成本、设备投资和能源成本都高于溶剂型涂料,而涂装质量没有提高或可能降低。水性涂料的价格高于传统涂料,它的导电性使静电喷涂设备复杂化,喷涂的传输效率也有所降低,如外部荷电方式的传输效率比传统内部荷电方式低约10%,意味着增加材料消耗。涂料的粘度触变性对输漆和喷涂系统的特殊要求,它的腐蚀性直接导致涂装车间建设投资的增加。水性涂料的施工工艺窗范围较窄,工艺参数控制要求高,参数波动容易导致产生漆膜弊病,降低涂装一次合格率。

3、材料、工艺及设备的技术进步

针对水性涂料应用中面临的突出问题,在过去的十年中,持续地围绕材料、工艺及设备的技术改进,已经使水性涂料涂装技术进一步成熟,明显降低成本的新工艺已经得到应用,进一步促进了水性涂料的普及。一代水性中涂已经开始被低成本转换概念(LCCC)水性中涂所替代,烘干规范和溶剂型完全相同(晾干20℃/6~8分钟、升温6~8分钟、保温160℃/12~15分钟),外观质量优于**代;宽施工工艺窗(50%~80%RH、20~32℃)的金属和塑料通用的水性底色开始应用、底色喷涂和罩光漆之间不需要红外烘干和冷却,可以降低设备和生产运行成本[2]。DUPONT公司的EcoConcept双组分水性底色,BASF公司的ColorPro系列水性底色,PPG公司的B1B2水性底色和Dura-Prime?电泳漆等,都可适应底漆后直接喷涂面漆,也就是所谓的免中涂工艺。试验证明当钢板表面粗糙度(Ra)不大于1.0μm时,电泳后表面粗糙度为0.2~0.35μm的条件下,采用无中涂工艺进行涂装,面漆的桔皮值可满足LW≤10和SW≤25的要求[3],BASF公司的研究结果表明,电泳涂层的粗糙度(Ra)≤0.4μm,免中涂工艺的装饰性和传统工艺相当,同时,涂层的其它性能与传统涂层也没有明显的差别。显然,采用无中涂工艺,可以省去中涂涂装线的建设投资、相应的材料消耗、人工费用、运行费用等,在大幅度降低涂装成本的同时,提高了生产效率。DC公司Bremen工厂的一条线于2003年1月转换为无中涂工艺,VW、BMW、AUDI、FIAT等公司也已经开始或准备应用此工艺。一汽自主开发的一体化涂装技术中的溶剂型无中涂工艺于07年在青岛汽车厂驾驶室涂装中正式应用。

4、未来发展趋势

安全、环保是21世纪汽车行业发展的主题,旨在不断降低汽车对人类生存环境不良影响的法规不断出台和实施。2000年9月,欧盟*和欧洲议会制定了关于报废机动车回收利用管理的指令(DIRECTIVE2000/53/EC),规定成员国要在2001年完成国内立法。2005年开始新车车辆型式认证要求85%再使用,限期禁用镉、*、铅和六价铬等重金属。2006年12月,欧盟化学品注册、评估、授权和限制(concerningthe registration, evaluation, authorization and restriction ofchemicals)制度(简称欧盟REACH法规)获得通过,于2007年6月1日正式实施,它取代了现行的40个法规,成为统一的化学品注册、评估、授权、许可的管理法规。REACH内容涉及汽车产品。2002年7月日本国会通过了报废汽车再生利用法,于2005年1月1日起正式实施[4]。生命周期评估(LCA)概念也已经开始用于评价汽车的环境兼容性。LAC是对汽车生产、汽车燃料生产、汽车使用和报废处理全过程中,CO2排放、资源消耗和引起的环境负担进行评价。水性涂料在减少VOC排放方面有明显的优势。

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