水性汽车中涂涂料

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1、第二章水性汽车中涂涂料夏范武（无锡万博涂料化工有限公司214112）§1概述中涂位于以防锈为目的的电泳底漆及以装饰为目的的面漆之间，因而中涂担当底-面漆辅助功能重要角色。一方面，可以遮盖底材缺陷，确保面漆涂装后表面的光滑性；另一方面，使涂膜获得抗石击能力，阻止石子冲击涂膜时伤及电泳底漆膜，电泳底漆膜无法修补，所以过早产生穿孔锈蚀，中涂可以吸收石击能量，从而可避免伤及底漆膜。中涂膜厚通常在30-35μm。20世纪90年代由于厚膜电泳的出现，曾经试图省去中涂，但面漆在外观和抗石击性方面仍不如采用中涂好；80年代粉末中涂也曾试用，并成为水性中涂的竞争技术，但终因换色困难而搁浅，由于水性中涂技

2、术的不断进步，已成为目前以至未来汽车中涂的主流技术，这是因为水性中涂在达到溶剂型中涂技术性能的同时，大大降低VOC的排放，从溶剂型的40-60%降至5-15%（漆液中）。从汽车涂装VOC排放比例（见前言）看，中涂释放比例15.7%，仅次于水性底色漆（Basecoat）（50.8%）。据1999年统计数据，欧洲汽车中涂水性化比例占38%，德国达75%以上。我国水性中涂刚刚起步，但实际应用尚需时日。本节将对水性中涂的基料、固化体系作较详细的介绍，对基料部分，由于水性树脂是在溶剂型基础上发展起来的，所以首先将介绍溶剂型基料的合成，固化体系通常采用氨基固化，封闭异氰酸酯固化及杂混体系。§2中涂

3、基料§2.1汽车中涂涂料的发展历程汽车车身所用中涂基料，二战后多使用酚醛树脂，1958年以后则从自干型转向烘干型，涂膜质量得到飞跃提高，这时使用的主基料理是醇酸树脂，以环氧树脂改性提高附着力以氨基树脂作固化剂的固化体系直到目前仍是中涂的一大体系，这也是现代中涂的前身。20世纪80年代曾使用聚酯树脂为主的粉末涂料，由于成本等原因等停止使用，开始从溶剂型液体中涂向水性中涂转变，水性中涂的应用始于20世纪80年代后期，现已发展为三大体系即醇酸氨基，醇酸聚氨酯以及醇酸-氨基聚氨酯杂混体系，目前醇酸-聚氨酯体系在欧洲在高级轿车应用占主导地位。§2.2中涂涂料用基料汽车各部位所用的中涂各异，因而相

4、应基料体系就不一样。涂料树脂组成如表1所示。表1中涂涂料树脂的组成涂装部位涂料树脂组成①车身平板部位中涂涂料醇酸氨基②前端立面石击密封胶马来酸化聚烯烃PU型③侧护板石击保护涂层PVC-PU④门柱门柱中涂醇酸氨基⑤内板内板涂料与中涂面漆同样组成而中涂的功能多种多样，典型的功能及内容如表2所示。表2中涂的功能作用内容层间附着力ED/PS、PS/BC的附着力抗石击剥离面积达到底材的最小比耐候性1）防止暴露后中/面漆剥离2）阻止光线透过到达ED，防止暴露后后从ED的剥离调色彩色中涂可以减少面漆的厚度扩大面漆涂装颜色范围改善遮盖力1）底材尘埃遮盖效果141）减少打磨静电，降低外观异常提高外观遮盖

5、底材粗糙度，确保平滑为满足这些功能，树脂组成、颜料分散性、抗静电性、成本是重要因素，广泛使用的是醇酸氨基型。§2.3醇酸树脂本节将重点介绍车身中涂，而其它部位的中涂将在3.2节中介绍.§2.3.1醇酸树脂的分类醇酸树脂的分类如表3所示：表3醇酸树脂的类型分类方法品种按干燥方式常温干燥（气干）、烘干按组成成分多元醇/多元酸/油或脂肪酸醇酸即聚酯多元醇/多元酸无油醇酸油改性醇酸或元油醇酸用改性树脂改性的改性醇酸1.油或脂肪酸改性醇酸油或脂肪酸改性醇酸树脂，溶解性、颜料润湿性良好，另一方面则耐候性、耐化学性、耐溶剂性、耐污性降低，且柔韧性和硬度调整范围窄，但是涂料刷涂施工性良好，广泛用于建筑

6、、化工厂、大桥、船舶、重型机械、重型车辆、农机。2.无油醇酸无油醇酸是不含油或脂肪酸的醇酸树脂，是一种特殊类型的聚酯，不用脂肪酸，但仍可以通过调整多元醇、多元酸品种平衡结构与性能，可以获得柔韧性、抗冲击和硬度的平衡，且抗划伤性比醇酸强，用于汽车的聚酯，是高反应活性（OHV高）的，与氨基树脂合用，制烘漆。3.改性剂或树脂改性醇酸树脂(1)改性剂改性改性剂改性的醇酸树脂，耐水性、耐化学性、抗冲击等性能得到改进，如叔碳酸的甘油（二）酯改性，由于其具有脂肪酸的性质，具有良好耐候性、鲜映性，常用于汽车中涂、面漆的改性剂，用有机硅改性的醇酸树脂，耐候性提高。ε-己内酯与树脂反应形成ε-己内酯聚合体

7、，成为具伯羟基树脂改进反应性。表4为改性剂一览表。表4醇酸树脂常用改性剂改性剂类型实例改进的性能合成脂肪酸异壬酸、异癸酸耐候、耐化学性烷基酸（C9-C12）耐水解环氧化合物叔碳酸甘油酯（如环氧当量250、280）耐水、耐化学性具长链烷基单环氧柔性、相容性、耐候性、保色性叔碳酸缩水甘油酯（环氧当量245）耐候性、外观、相容性、硬度、耐化学性有机硅中间体耐候、保色ε-己内酯柔性、冲击、附着、耐候性多元醇聚季戊四醇HO（CH2CH2CH2CH2O）n