水性汽车涂料的应用现状及发展趋势

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1、水性汽车涂料的应用现状及发展趋势董观秀胡中严俊（常州涂料化工研究院213016）摘要：综述水性汽车涂料的研究现状及发展趋势，讨论了国内水性汽车涂料发展中存在的问题，简要探讨了水性汽车底漆、水性汽车中涂及水性金属闪光涂料的主要技术路线。关键词：水性汽车涂料；发展现状；环保涂料0引言近几年来全人类最关注的话题之一就是环境保护问题。随着汽车工业的高速发展，汽车涂料的用量也在不断增长，2004年汽车新车用（OEM）涂料的总需求量将超过16万吨。目前国内汽车涂料以溶剂体系为主，其中大量的VOC（挥发性有机物）对

2、环境造成的污染日趋严重，世界各国相继制订了相关法规以限制涂料VOC的使用量。例如德国95年生效的清洁空气法规中要求，喷涂施工时，每平方米有机挥发物排放量不大于35g/m2o而传统的溶剂型涂料VOC排放量约125g/m2o为了达到环保要求，汽车涂料正在向水性化、高固体分及粉末涂料方向发展，其中水性化技术是最有效的途经之一，尤其是目前最流行的金属闪光涂层，其VOC排放量占总量的66%,该层涂料水性化后，整车VOC排放量可减少一半以上。如果车身涂装全部采用水性涂料，则VOC排放量可降低至27g/m2[1],

3、完全达到最严格的环保要求。1水性汽车涂料的应用现状汽车涂料主要包括底漆、中涂、面漆，其中面漆又分为本色漆和金属闪光涂层，一般金属闪光涂层由金属闪光底色漆与透明罩光清漆组成，采用二涂一烘方式施工。由于水的表面张力大，蒸发速度慢，使得水性涂料在涂装过程中对环境温湿度变化比较敏感，容易产生漆膜缺陷如气泡、缩边、流挂等，所以水性汽车涂料的应用总是滞后于溶剂型涂料。汽车涂料的水性化进程是从底到面逐步进行的，早在60年代欧、美等发达国家已经率先使用水性电泳底漆，目前底漆已有90%以上采用水性涂料，88%汽车中涂也

4、已采用水性化技术，水性金属闪光底色漆的应用超过了65%,罩光清漆则大多采用高固体份涂料或粉末涂料，水性罩光清漆正在研究完善，工业化应用较少⑴⑵。如德国的大众、通用、宝马、克莱斯勒等汽车公司均采用水性中涂和水性底色漆。国内的水性汽车涂料发展则不容乐观，除了底漆大部分水性化以外，水性中涂及水性面漆均未实现工业化应用。由于国内汽车工业发展参差不齐，其中高档轿车底漆大多采用水性的阴极电泳涂料，中涂及底色漆采用溶剂型聚酯氨基体系或丙烯酸氨基体系，而罩光清漆则采用溶剂型丙烯酸与封闭型聚氨酯交联体系，目前主要依赖进

5、口或合资企业生产的产品；另外国内还有很多微型车、卡车等由于价格限制，涂装质量相对偏低，底漆也只有一部分釆用水性电泳涂料，相当一部分汽车底盘、车架、零部件等采用水性浸涂漆，如常州涂料化工研究院的水性环氧聚酯浸涂漆及北京红狮的水性丙烯酸氨基浸涂底漆；甚至还有一部分仍采用溶剂型丙烯酸氨基喷涂或浸涂，不过近几年来各类汽车的防腐要求越来越严格，考虑到避免火灾隐患、达到安全高效生产，从溶剂型底漆转化为电泳涂料的趋势明显。1水性汽车涂料的研究现状及趋势汽车工业较发达的国家非常重视水性汽车涂料的研究开发，新技术、新工

6、艺不断涌现。电泳涂料的发展趋势是无重金属（Pb,Sn等）、超低温固化（130°C-140°C）、边角遮盖效果好，PPG公司还成功开发了双层电泳系统,第一层为无铅的阴极电泳涂料（黑色，导电），第二层为耐石击电泳中涂（灰色或彩色）。水性中涂可增加底漆与面漆的附着力，提高面漆的鲜映性及丰满度，使整车装饰效果更佳。目前主要采用柔韧性好的水性聚酯树脂为主要成膜基料，配以氨基树脂或封闭型聚氨酯树脂固化剂，如专利文献US5886085、EP576952.WO9535350等介绍的涂层附着力强，抗石击性好。水性中涂要

7、求具有高耐磨性、高耐石击性并有与面漆同色化趋势。水性底色漆主要采用水性丙烯酸氨基和水性聚氨酯两种体系，该类树脂本身具有一定假塑形，使片状颜料良好取向，产生随角异色的闪光效果【1嗣；如专利文献US4539363、EP554780.US6001915等均有详细介绍，水性闪光漆的发展趋势是要求高光泽、髙鲜映性、高耐候性、耐划伤性及耐酸雨性。最近伊士曼公司的水性CAB开发成功，引入到水性闪光漆中，能明显改善施工性，起到防沉和抗流挂作用，得到的涂层闪光指数更高；另外珠光粉、荧光粉等特殊效应颜料的应用使得水性闪光

8、漆的外观装饰性更好，色彩变化更丰富。由于水性金属闪光漆特殊的流变性，更有利于片状颜料良好取向，可获得优异的金属闪光效果，且施工应用技术也相当成熟，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⑷。常州涂料化工研究院是国内较早开始研究开发水性汽车涂料的，七十年代就开始探索各种水性工业涂料，在“七五”到“九五”期间，承担多项国家重点攻关项目，先后开发成功电泳涂料，水性环氧聚酯浸涂底漆，水性聚酯中涂及水性汽车面漆；“863”国家攻关项目完成