涂料

汽车涂料汽车涂料就是指涂装在轿车等各类车辆车身及零部件上的涂料，一般指新车的涂料及辅助材料和车辆修补用涂料。目录汽车喷涂技术汽车涂料的发展涂料的分类汽车涂料的分类施工方法施工工序涂料的形态功能水性涂料溶剂型涂料粉末涂料高固体涂料等刷涂涂料喷涂涂料锟涂涂料浸涂涂料电泳涂料等底漆中漆漆（二道底漆）面漆罩光漆等装饰涂料防腐涂料导电涂料防锈涂料耐高温涂料等底漆汽车底漆是直接涂敷在经过表面预处理工件表面上的第一道漆，是整个涂层的基础。对汽车底漆的要求是：经过表面预处理的工件表面应有很好的附着力，它的漆膜必须由记号的物理力学性能和良好的耐腐蚀性、抗水性、抗化学介质侵蚀性，与中涂漆或者面漆由良好的配套性，由良好的施工性能。作为汽车底漆的阴极电泳涂料于1977年在福特汽车公司开始应用，当时阴极电泳涂料厚度为20um左右。1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车制造厂开始使用，涂膜厚度超过30um以上。后来，不少汽车制造厂又从厚膜阴极电泳涂料转到中厚阴极电泳涂料，漆膜厚度在25um左右，具有与厚膜阴极电泳涂料同样好的抗11腐蚀能力。目前，世界汽车生产中有92%使用电泳涂料(ED)，其中有90%采用阴极电泳涂料(CED)。阴极电泳涂料具有优异的渗透性，可均匀覆盖工件凹陷部位，并有极强的防腐性能，耐盐雾可达1200h。作为阴极电泳漆的主流是水性胺化环氧和封闭性异氰酸酯阴极电泳涂料。但其中存在一些重要缺陷：（1）异氰酸酯封闭剂会发到大气中会造成污染，（2）存在着固化促进剂如铅锡之类的有害重金属污染。泳透性不足早些经济性下降。汽车底漆采用CED已成定局，但也有人提出采用粉末涂料作为底漆和中涂，而CED大方不会变。今后工作主要是进一步改善性能，如降低固体温度，提高平整性和耐久性中漆汽车用中涂也称二道浆，就是用于汽车底漆和面漆或底色漆之间涂料。要求它既能牢固地附着在底漆表面上，又能容易地与它上面的面漆涂层相结合，起着重要的承上启下的作用。中涂除了要求与其上下涂层有良好的附着力和结合力，同时还应机械性能好，能提供与面漆相适应的保护性能；中涂还应具有填平性，以消除被涂物表面的洞眼、纹路等，从而制成平整的表面，使涂饰面漆后得到平整、丰满的涂层，提高整个漆膜的鲜映性和丰满度，以提高整个涂层的装饰性；还应具有良好的打磨性，从而打磨后能得到平整光滑的表面。腻子、二道底漆和封闭底漆都是涂料配套涂层的中间层，即中涂，腻子是用来填补被施工物件的不平整的地方，一般呈厚浆状，颜料含量高，涂层的机械强度差，易脱落，所以目前大量流水线生产的新车已不再用腻子，有时仅用于汽车修补用。封闭漆是涂面溱前的最后一道中间层涂料，涂膜呈光亮或半光亮，一般公用于装饰性要求较高的涂层中（例如汽车修补），这种涂层要求在涂面漆之前涂一道封闭漆，以填平上述底层经打磨后所遗留的痕迹，从而得到满意的平整底层。目前新车原始涂装一般采用二道底漆作为中间涂层。它所选用的基料与底漆和面漆所用基料相似，这样就可保证达到与上下涂层间牢固的结合力和良好的配套性。该二道中涂主要采用聚酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和粘结树脂等作为基料；颜料和填料选用钛白、炭黑、硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅等。二道中涂一般固体份高，可以制得足够的膜厚（大约40um）；机械性能好，尤其是具有良好的抗石击性；另外还具有表面平整、光滑，打磨性好，耐腐12蚀性、耐水性优良等特点，对汽车整个漆膜的外观和性能起着至关重要的作用。面漆汽车用面漆是汽车整个涂层中最后一层涂料，它在整个涂层中发挥着主要的装饰和保护作用，决定了涂层的耐久性能和外观等。汽车面漆可以使汽车五颜六色，焕然一新。汽车面漆是整个漆膜的最外一层，这就要求面漆具有比底层涂料更完善的性能。首先耐候性是面漆的一项重要指标，要求面漆在极端温变湿变、风雪雨雹的气候条件下不变色、不失光、不起泡和不开裂。面漆涂装后的外观更重要，要求漆膜外观丰满、无橘皮、流平好、鲜映性好，从而使汽车车身具有高质量的协调和外形。另外，面漆还应具有足够的硬度、抗石击性、耐化学品性、耐污性和防腐性等性能，使汽车外观和各种条件下保持不变汽车面漆的主要品种是磁漆，一般具有鲜艳的色彩、较好的机械能以及满意的耐候性。汽车用面漆多数为高光泽的，有时根据需要也采用半光的、垂纹漆等。面漆所采用的树脂基料基本上与底层涂料相一致，但其配方组成却截然不同。例如，底层涂料的特点是颜料分高，配料预混后易增稠，生产及储存过程中颜料易于沉淀等。而面漆在生产过程中13对细度、颜色、涂膜外观、光泽、耐候性方面的要求更为突出，原料和工艺上的波动都会明显地影响涂膜性能，对加工的精细度要求更加严格。目前高档汽车和轿车车身主要采用氨基树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、中固聚酯等树脂为基料，选用色彩鲜艳、耐候性好的有机颜料和无机颜料如钛白、酞菁颜料系列、有机大红等。中外还必须添加一些助剂如紫外吸收剂、流平剂、防缩孔剂、电阻调节剂来达到更满意的外观和性能从本质上来讲，涂料生产的过程就是把颜料固体粒子通过外力进行破碎并分散在树脂溶液或者乳液中，使之形成一个均匀微细的悬浮分散体。其生产过程通常采用四个步骤（2）研磨分散将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散，得到颜料色浆（4）净化包装通过过滤设备除去各种杂质和大颗粒，包装制得成品涂料。涂料生产的主要设备有分散设备、研磨设备、调漆设备、过滤设备、输送设备等。（3）调漆向研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂及溶剂，必要时进行调色，达到色漆质量要求（1）预分散将颜料在一定设备中先与部分漆料混合，以制得属于颜料色浆半成品的拌合色浆，同时利于后续研磨涂料工艺清漆生产工艺乳胶漆生产工艺色漆生产工艺清漆生产中，由于不涉及颜、填料分散，工艺相对比较简单，包括树脂溶解、调漆（主要是调节粘度、加入助剂）、过滤、包装。色漆生产工艺是指将颜、填料均匀分散在基料中加工成色漆成品的物料传递或转化过程，核心是颜、填料的分散和研磨，一般包括混合、分散、研磨、过滤、包装等工序。通常依据产品种类、原材料特点及其加工特点的不同，首先选用适宜的研磨分散设备，确定基本工艺模式，再根据多方面的综合考虑，选用其它工艺手段，制订生产工艺过程。通常色漆生产工艺流程是以色漆产品或研磨漆浆的流动状态，颜料在漆料中的分散性、漆料对颜料的湿润性及对产品的加工精度要求这四个方面的考虑为依据，结合其它因素如溶剂毒性等首先选定过程中所使用的研磨分散设备，从而确定工艺过程的基本模式。砂磨机对于颗粒细小而又易分散的合成颜料、粗颗粒或微粉化的天然颜料和填料等易流动的漆浆，生产能力高、分散精度好、能耗低、噪音小、溶剂挥发少、结构简单、便于维护、能连续生产，是加工此类涂料的优选设备，在多种类型的磁漆和底漆生产中获得了广泛的应用。但是，它不适用于生产膏状或厚浆型的悬浮散体，用于加工炭黑等分散困难的合成颜料时生产效率低，用于生产磨蚀性颜料时则易于磨损，此外换色时清洗比较困难，适合大批量生产。球磨机同样也适用于分散易流动的悬浮分散体系，适用于分散任何品种的颜料，对于分散粗颗粒的颜料、填料、磨蚀性颜料和细颗粒又难分散的合成颜料有着突出的效果。卧式球磨机由于密闭操作，故适用于要求防止溶剂挥发及含毒物的产品。由于其研磨精度差，且清色换色困难，故不适于加工高精度的漆浆及经常调换花色品种的场合。三辊机由于开放操作，溶剂挥发损失大，对人体危害性强，而且生产能力较低，结构较复杂，手工操作劳动强度大，故应用范围受到一定限制。但是它适用于高粘度漆浆和厚浆型产品，因而被广泛用于厚漆、腻子及部分厚浆美术漆生产。对于某些贵重颜料，三辊机中不等速运转的两辊间能生产巨大的剪切力，导致高固体含量的漆料对颜料润湿充分，有利于获得较好的产品质量，因而被用于生产高质量的面漆。三辊机清洗换色比较方便，也常和砂磨机配合应用，用于制造复色磁漆的少量调色浆。以砂磨机工艺为例，包括以下工序：①备料，即将色漆生产所需的各种原材料送至车间；②配料预混合，按工艺配方规定的数量将漆料和溶剂分别经机械泵输送并计量后加入配料预混合罐中，开动高速分散机将其混合均匀，然后在搅拌下逐渐加入配方量的颜、填料，加完后提高高速分散机的转速，以充分湿润和预分散颜料，制得待分散的漆浆；③研磨分散，将待分散的漆浆用泵输入砂磨机进行分散，至细度合格后输入调漆罐中或者中间贮罐；④调色制漆，将分散好的漆浆输入到调漆罐中，在搅拌下，将调色漆浆逐渐加入其中，以调整颜色，补加配方中基料及助剂，并加入溶剂调整粘度；⑤过滤包装经检验合格的色漆成品，经过滤器净化后，计量、包装、入库。乳胶漆是颜料的水分散体和聚合物的水分散体（乳液）的混合物，这二者本身都已含有多种表面活性剂，为了获得良好的施工和成膜性质，又添加了许多表面活性剂。这些表面活性剂除了化学键合或化学吸附外，都在动态地作吸附/脱吸附平衡，而表面活性剂间又有相互作用，如使用不当，有可能导致分散体稳定性的破坏。因此，在颜料和聚合物两种分散体进行混合时，投料次序就显得特别重要。典型的投料顺序如下：①水；②杀菌剂；③成膜溶剂；④增稠剂；⑤颜料分散剂；⑥消泡剂、润湿剂；⑦颜填料；⑧乳液；⑨pH调整剂；⑩其他助剂；⑾水和/或增稠剂溶液。操作步骤是：将水先放入高速搅拌机中，在低速下依次加入杀菌剂、成膜溶剂、增稠剂、颜料分散剂、消泡剂、润湿剂，混合均匀后，将颜、填料用缓缓加入叶轮搅起的旋涡中。加入颜填料后，调节叶轮与调漆桶底的距离，使旋涡成浅盆状，加完颜料后，提高叶轮转速，为防止温度上升过多，应停车冷却，停车时刮下桶边粘附的颜填料。随时测定刮片细度，当细度合格，即分散完毕。分散完毕后，在低速下逐渐加入乳液、PH调整剂，再加入其他助剂，然后用水和/或增稠剂溶液调整粘度，过筛出料。1935年杜邦又首先推出汽车涂料调色系统1938～1945年，出现以硝化棉、醇酸树脂为主要基料的合成磁漆1929年，杜邦公司率先推出第一种用合成树脂一一醇酸树脂制成的醇酸磁漆，它具有更好的光亮度和耐久1924年，杜邦公司研制出使用喷枪喷涂的汽车涂料一杜邦硝基漆1938～1945年，出现以硝化棉、醇酸树脂为主要基料的合成磁漆现代涂料的要求汽车涂料业目前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的挥发性有机化合物(voc)，为了解决这一问题，美国联邦政府要求本国的三家汽车制造商(通用汽车、福特汽车公司和戴姆勒-克莱斯勒汽车公司J共同研制生产先进的对环保有利的涂料产品。虽然粉末涂料对环境有利且成本较低、但是由于这类涂料的涂装设备成本较高，这就导致涂装施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的应用。在粉末清漆成为一种实用技术的同时，还要看汽车制造商是否愿意将非液体技术用于组装汽车涂料车间的作业施工，而且还要考虑施工成本是否可以接受和是否可以获得最佳的产品质量。美国通用汽车公司提出，21世纪汽车涂料主要类型为水性涂料和粉末涂料。水性涂料可将VOC排放降到很低，粉末涂料可使VOC排放降为零我国汽车行业中，车辆喷漆普遍使用的都是传统的油性涂料，油性涂料中含有较多的有机物质，这些有机物质挥发到空气中，容易对空气造成污染。而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。从中国经济整体发展情况看，中国汽车市场还将近一步扩大，无论是从新车用漆还是旧车保养来看，中国汽车涂料业都将拥有巨大的市场空间，而随着全社会对低碳环保理念的不断推进，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。纳米材料抗石击涂料防臭涂料防臭涂料纳米玻璃涂料低碳环保理念推动中国水性汽车涂料发展国家政策支持对水性汽车涂料发展