我国汽车涂料产业具有良好的发展空间.pdf

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1、! !#$ % 现代涂料与涂装 我国汽车涂料产业具有良好的发展空间 杨忠敏 5, 615,7 !#$ %4:5?6 46 979A?=B96: =8?;=9C: ?D :E9 4:?B?F5A9 C?4:56G 56;:8H 56 IE564 489 56:8?C9$ ()* +,%-#2 4:?B?F5A9 C?4:56G;:?B?F5A9 C?4:56G; 979A?=B96: ;=4C9 汽车涂料作为汽车的 “ 外衣” ， 不仅要求有良好的 防腐、 耐磨和抗冲击性能， 而且还要求漆膜丰满、 鲜映 度高、 不泛黄， 并且具有各种装饰效果。为了达到上述 目的，一辆汽车往往需要多种涂料进行配套

2、装饰。目 前，汽车工业普遍采用的汽车涂料品种有阴极电泳漆 &按膜厚分为薄膜、 中厚膜和厚膜 , 种)、 中涂层、 面漆、 罩光清漆、 抗石击涂料、 汽车修补漆和塑料漆。采用的 涂层体系有 ! 道涂层体系&即厚膜阴极电泳漆和面漆) 和 , 道涂层体系&即薄膜或中厚膜阴极电泳漆、 中涂层 和面漆)。 汽车涂料发展迅速需求强劲 世界各国汽车底漆绝大部分使用阴极电泳漆。阴 极电泳漆今后的发展方向是高耐久性、高泳透力、低 JKI、 低 KLI、 低臭味、 低发烟、 无重金属、 IL!少、 质 轻、 节能等。无铅阴极电泳涂料、 低温固化型电泳涂料 等在欧美和日本也已应用。 由于欧洲对汽车涂装中 KLI 排

3、放有严格规定，因此其环保型汽车涂料的发展 处于世界的前沿， 已经开发出从电泳底漆、 中涂层到底 色面漆、 罩面清漆等全套水性汽车涂料， 并且已在一些 汽车涂装生产线上使用， 涂装 KLI 排放量已低于标准 规定的 ,# G M B!。此外，中涂漆还采用高固体分涂料， 面漆采用水性底色漆加高固体分清漆，粉末罩面清漆 也有应用。北美和日本也在积极开发和推广高固体分 及水性汽车涂料。 近年由于汽车上大量使用塑料配 件，故要求开发出一种能与车身相匹配的塑料件用涂 料。目前新一代双组分聚氨酯涂料已经问世，它可低 温快速固化而且具有活性期长 &( 天以上)、 固体含量 高&近 #N )的优点。 改革开放使

4、我国汽车工业得到迅速发展，为汽车 涂料提供了广阔的发展空间， ! 多年来涂料骨干企业 通过引进技术、合资合作，全国已形成 ! 万 : 的汽车 涂料生产能力， 主要集中在华东&,%N )、 中南&!#N )和 华北 &(#N ) , 个地区， 东北、 西南和西北较少 &分别为 (N、 0N、 #N )。按涂料品种划分， 底漆占 !1N &其中 阴极电泳漆占 !N ，阳极电泳漆占 N )、面漆占 ,#N、 中层涂料占 N、 JKI 抗石击涂料占 (#N、 塑料 件涂料占 (N、 其他涂料&含防护蜡)占 (-N。 我国汽车市场的概况： !, 年汽车总产量 $ , 万辆，比 ! 年增长 ,#$ !N

5、（ 其中轿车总产量 !($ 10 万辆，比 ! 年增长 1,$ !#N） ；! 年汽车 总产量达 # 万辆， 比 !, 年增长 !#N（ 其中轿车总 产量 !%! 万辆，比 !, 年增长 !1N） 。 !, 年汽车 用涂料销量 !$ 0# 万 :， 其中 LO3 涂料 (%$ ! 万 : &包 括电泳涂料 #$ %- 万 : 、中涂漆 ($ 10 万 :、面漆 $ (0 万 :、JKI 涂料 !$ , 万 :、其他 !$ ! 万 :)；修补漆 %$ -# 万 :。 到 !( 年， 我国汽车产量将达到 % 万辆， 汽车 保有量达 P # 万辆， 共需新车用漆 , 万 :， 目收稿日期：! / (

6、 / 0 专论与综述 ! !#$ % 现代涂料与涂装 前汽车涂料虽然能基本满足需求， 但远远不能适应 !& 世纪中国汽车工业的发展。 目前国内汽车底漆普遍采用阴极电泳漆，只有客 车及部分载货车还采用醇酸、酚醛或环氧底漆。阴极 电泳漆在耐腐蚀方面基本能满足需求， 但在耐候性、 可 低温烘烤性、 可中厚膜涂装以及更低溶剂含量、 无铅、 无锡等方面还有待开发。 国内汽车面漆常用的本色漆有氨基醇酸型、丙烯 酸型、聚酯型及聚氨酯型。金属闪光漆以丙烯酸型为 主。面漆今后的发展方向是耐划伤、耐酸雨、高固体 分、粉末等环保型涂料品种。轿车和面包车用中涂主 要有聚酯型和氨基聚酯型，发展方向是抗石击和耐寒 性能优

7、良的聚氨酯中涂、水性中涂及粉末中涂。() 抗石击涂料还需向可低温烘烤固化方向努力。汽车底 盘零件用涂料应更具优良的耐腐蚀性。 #汽车涂装常用涂料与配套性 汽车作为户外交通工具， 有其特殊的使用条件， 另 外， 随着近年来汽车工业的飞速发展， 汽车的生产量越 来越大，这就使汽车的涂装工艺完全转向高速率和现 代化的流水作业。根据这些特点，要求汽车漆具有下 列特性。 !漂亮的外观。要求漆膜丰满， 光泽华丽柔和， 鲜 映性好，色彩多种多样并符合潮流。现在轿车上多使 用金属闪光涂料和含有云母珠光颜料的涂料，使其外 观看上去更加赏心悦目。 极好的耐候性和耐腐蚀性。要求适用于各种环 境， 在各种气候条件下不

8、失光、 不变色、 不起泡、 不开 裂、 不脱落、 不粉化、 不锈蚀。要求漆膜的使用寿命不 低于汽车本身的寿命， 一般大于 & 年。 #极好的施工性和配套性。汽车漆一般系多层涂 装， 因靠单层涂装一般达不到良好的性能， 所以要求各 涂层之间附着力好， 无缺陷， 并要求涂料本身的性能适 应现代化的涂装流水线。 $极好的机械性能。适应汽车的高速、多震和应 变特性， 要求漆膜的附着力好、 坚硬柔韧、 耐冲击、 耐弯 曲、 耐划伤、 耐磨等优异性能。 %极好的耐擦洗性和耐沾污性。要求耐毛刷、肥 皂、 清洗剂清洗， 与其他常见的污渍接触后不留痕迹。 &良好的可修补性。 #$ %汽车用底漆的特点及常用品种

9、汽车用底漆的特点：要求底漆与底材应有良好的 附着力， 与中涂层或面漆具有良好的配套性， 还必须具 备良好的防腐性、 防锈性、 耐油性、 耐化学品性和耐水 性。当然，其所形成的漆膜还应具有合格的硬度、光 泽、 柔韧性和抗石击性等机械性能。 ! 世纪 # 年代* 汽车喷涂硝基底漆或环氧树脂 底漆，然后逐步发展到溶剂型浸涂底漆、水性浸涂底 漆、 阳极电泳底漆、 阴极电泳底漆。目前比较高档的汽 车尤其是轿车一般采用阴极电泳底漆。 电泳漆是在水性浸涂底漆的基础上发展起来的， 它在水中能离解为带电荷的水溶性成膜聚合物，并在 直流电场的作用下泳向相反的电极 （ 被涂面） ， 在其表 面上沉积析出。采用电泳涂

10、装法要求被涂物一定是电 导体。根据所采用的电泳涂装方式的不同，电泳底漆 可分为阳极电泳底漆和阴极电泳底漆。 阴极电泳底漆经过 ! 多年的发展* 同时引进先进 的技术和工艺* 现在已经能够满足底漆所要求的各项 机械性能、与其他涂层的配套性尤其是现代的流水线 涂装工艺。电泳底漆使用的成膜聚合物是阴、阳离子 型树脂， 助剂为无机碱、 有机胺或有机酸， 颜料一般选 用钛白和炭黑等。 汽车用溶剂型底漆主要选用硝基树脂、 环氧树脂、 醇酸树脂、 氨基树脂、 酚醛树脂等为基料， 颜料一般选 用氧化铁红、 钛白、 炭黑及其他颜料和填料， 涂装方式 有喷涂和浸涂 ! 种。 #$ #汽车用中涂漆的特点及常用品种

11、汽车用中涂漆也称二道浆，就是用于汽车底漆和 面漆或底色漆之间的涂料。要求它与底漆及面漆附着 力好， 起承上启下的作用。同时还应具有填平性， 以消 除被涂物表面的洞眼、 纹路等* 从而制成平整的表面， 使得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* 打磨后能得到平整光滑的表面。 腻子、二道底漆和封闭漆都是涂料配套涂层的中 间层， 即中涂。腻子是用来填补不平之处， 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 流水线上的新车已不再使用腻子，腻子仅用于汽车修 补。封闭漆是涂面漆前的最后一道中间层涂

12、料，涂膜 呈光亮或半光亮，一般仅用于装饰性要求较高的涂层 体系 （ 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。二道中涂一般固体含量高， 一次涂层较厚（ 大 约 , -） ； 机械性能好， 尤其是具有良好的抗石击性； 另外还

13、具有表面平整、 光滑， 打磨性好， 耐腐蚀性、 耐水 专论与综述 ! !#$ % 现代涂料与涂装 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。 #$ %汽车用面漆特点及常用品种 汽车用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。首先是要求其在各 种气候条件下不变色、 不失光、 不起泡、 不开裂， 漆膜外 观丰满、 无橘皮、 流平性好、 鲜映性好， 从而使汽车车身 具有高质量的外观。其次， 面漆还应具有足够的硬度、 抗石击性、 耐化学品性、 耐污性和耐腐蚀性等， 使汽车 外观在各种条件下保持不变。 近 # 年来汽车用面漆无论是所用的基料方面， 还 是在颜

14、色和施工应用方面，都经历了无数次质的变 化。 ! 世纪 & ( 年代主要采用硝基磁漆、 自干型醇 酸树脂磁漆和过氯乙烯树脂磁漆) * + 年代采用氨 基醇酸磁漆、 热塑性丙烯酸树脂磁漆、 热固性丙烯酸树 脂磁漆和聚氨酯漆， 其耐污性等都有了显著的提高， 从 而大大改善了面漆的保护性能。与此同时汽车面漆在 颜色方面也逐渐走向多样化， 使汽车外观更丰满。 进入 ! 世纪 + 年代以来，为执行全球性和地区性环保法 规， 减少汽车面漆有机溶剂的排放量， 开始研究探索和 采用水性汽车面漆。目前一些西方发达国家的新建汽 车涂装线上， 已采用了水性汽车面漆， 国内基本上还处 于溶剂型汽车面漆阶段。 如上所述

15、， 汽车面漆的主要品种是磁漆， 一般都具 有鲜艳的色彩、较好的机械性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。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 是颜基比高， 配料预混后易增稠， 生产及贮存过程中颜 料易沉淀等。而面漆在生产过程中对细度、 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、 聚氨酯树脂等为基料， 选用色彩 鲜艳、 耐候性好的有机颜料和无机颜

16、料如钛白、 酞菁颜 料系列、有机大红等。另外还必须添加一些助剂如紫 外吸收剂、 流平剂、 防缩孔剂、 电阻调节剂等来达到更 满意的外观和性能。 #$ !汽车用金属闪光底色漆的特点及主要品种 所谓金属闪光底色漆就是作为中涂层和罩光清漆 层之间的涂层所用的涂料。它的主要功能是着色、遮 盖和装饰作用。金属闪光底漆的涂膜在日光照耀下具 有鲜艳的金属光泽和闪光感，给整个汽车增添诱人的 色彩。 金属闪光底漆之所以具有这种特殊的装饰效果， 是因为该涂料中加入了金属铝粉或珠光粉等效应颜 料。这种效应颜料在涂膜中定向排列，光线照过来后 通过各种有规律的反射、 透射或干涉， 最后人们就会看 到有金属光泽的、随角异

17、色的闪光效果。溶剂型金属 闪光底漆的基料有聚酯树脂、氨基树脂、共聚蜡液和 ,-. 树脂。其中聚酯树脂和氨基树脂可提供烘干后坚 硬的漆膜，共聚蜡液使效应颜料定向排列，,-. 树脂 主要是用来提高底色漆的干燥速率、提高体系低固体 含量下的黏度，阻止铝粉和珠光颜料在湿漆膜中杂乱 无章的运动和防止回溶现象。有时底漆中还加入一点 聚氨酯树脂来提高抗石击性能。 #$ &汽车用特种涂料的特点及主要品种 随着我国汽车、特别是旅行车及轿车向高档化发 展， 对保温、 防震、 消音涂料的性能提出了更高的要求， 用来提高密闭性、 降低震动、 减少噪音、 提高汽车的舒 适性和车身缝隙间的耐腐蚀性。车底涂料是指在车身 底

18、板下表面， 尤其是易受石击的轮罩、 挡泥板表面， 增 涂的 / ! !0 厚的耐磨（ 具有抗石击性） 涂层， 它可以 提高车底部件的耐撞击性和耐冲刷性，提高其耐腐蚀 能力和汽车的使用寿命。消音涂料是为减轻因震动产 生的噪音而涂装的涂料。 ! 世纪 # 年代， 阻尼涂料一 般采用仿苏牌号 #*，系沥青石棉纤维厚浆型阻尼涂 料， 后又开发了溶剂型合成树脂阻尼涂料， 但都不太理 想。最近几年来，汽车阻尼涂料一般采用以聚氯乙烯 树脂 （12,）为主要基料制成的一种无溶剂的 12, 系 列涂料， 其固体含量一般可达到 /3。 这种 12, 涂料 有较好的硬度、 伸长率、 剪切强度和拉伸强度， 能很好 地

19、满足阻尼涂料的性能要求。 #$ 汽车用粉末涂料的特点及主要品种 粉末涂料有热塑性和热固性两大类。热塑性粉末 涂料的涂膜外观（ 光泽和流平性） 较差， 与金属之间的 附着力也差，所以在汽车涂装领域中应用极少。汽车 涂装一般采用热固性粉末涂料，热固性粉末涂料是以 热固性合成树脂为成膜物质，在烘干过程中树脂先熔 融，再经化学交联后固化成平整坚硬的涂膜。该种涂 料形成的漆膜外观和各种机械性能及耐腐蚀性均能满 足汽车涂饰的要求。 汽车用粉末涂料的制造一般采用干法 （ 干混法和 熔融混合法） ， 工艺流程为： 干混合（ 树脂、 固化剂、 颜填料、 助剂） 或熔融混合 &冷却&粗粉碎&细粉碎&分级&成品 施

20、工方法主要采用静电喷涂。汽车用粉末涂料一 般有环氧、 聚酯、 丙烯酸、 环氧 4 聚酯混合型和聚酯 4 聚 氨酯等几类。粉末涂料目前可广泛用于汽车的各种零 专论与综述 ! !#$ % 现代涂料与涂装 ! #$%& &(#)*+ ),-&%./ &(/ 01/ .2 欢迎使用电子邮件投稿 部件（ 如底盘、 车轮、 车轴等） 和汽车内、 外部装饰。 粉末涂料自 ! 世纪 & 年代初期开始应用于汽车 领域以来， 已经取得了很大的成功， 特别是近年来获得 了飞快的发展。它一方面大大减少了 () 排放量， 另 一方面又大大提高了涂料的利用率。但目前汽车粉末 涂料的应用主要在欧洲和北美，而在我国汽车用粉末

21、 涂料水平还远远落后， 实际应用也很少， 绝大部分限于 铝轮毂的涂装， 但发展前景十分广阔。 # $汽车塑料用涂料与配套 汽车用塑料涂料与其他金属部件用涂料相似，也 分为底漆、底色漆、清漆或面漆 （ 面漆用来代替底色 漆 * 清漆体系） 。 底漆可直接涂在经表面处理过的塑料底材表面， 一般要求膜厚 + !, 左右，以完全覆盖部件表面的流 痕和缺陷。环氧 - 聚酰胺双组分塑料底漆主要用于汽 车前后保险杠上， 因保险杠一般是聚丙烯的， 该底漆中 还加入了少量氯化聚丙烯以提高底漆的附着力。另外 还有溶剂型单 * 双组分聚氨酯底漆，用于汽车保险杠 和其他塑料部件上。底色漆一般多采用与金属部件用 底色漆

22、组分相同的体系， 膜厚一般为 . / .# !,。 清 漆主要是溶剂型双组分聚氨酯体系，即将聚丙烯酸酯 及聚酯类与多异氰酸酯结合，其漆膜能达到所需的柔 韧度，还具有高耐化学品性和良好的机械性能。清漆 膜厚一般要求约 +# !,， 以提供色饱和度， 并能达到与 车身一致的光泽。 塑料单色面漆也是采用双组分聚氨酯体系来达到 与车身一致的外观和性能要求。各种汽车塑料涂料的 烘烤温度均在 0 1左右。 由于汽车塑料件表面具有优良的防腐性能，不需 要进行防腐处理，所以塑料涂装的目的主要集中在装 饰功能上，过去依靠在塑料的母料中填加颜料着色的 方法， 随着越来越高的审美要求， 已经不能满足使用要 求，因而

23、需进行更多的二次表面加工，以达到以下目 的： 使塑料制品表面具有多种颜色搭配； 遮盖生产过程 中的划伤等欠缺； 改善塑料表面的质感， 如制造金属感 和木质感等； 改善塑料制品的机械性能， 如硬度、 抗划 伤性等； 改善塑料制品的耐化学品性能， 如耐候性、 阻 燃性、 耐溶剂性等； 改善塑料表面的物理性能， 如导电 性能、 防静电性能等； 印刷文字、 图案、 商标等。 汽车行业主要使用的塑料品种。汽车行业主要 使用聚丙烯、 聚乙烯、 234、 聚氯乙烯、 聚醚砜、 聚醚醚 酮树脂、 聚氨酯、 尼龙、 不饱和聚酯和玻璃纤维增强复 合材料等， 其用量已达整车质量的 !5 / !#5。 #不同塑料常用

24、的涂料品种。塑料的种类繁多、 用途广泛，在塑料基材与涂料的适应性方面的要求也 各不相同，主要是根据被涂塑料的性质与其对涂膜性 能的要求而定。 $根据被涂塑料的性质选择涂料。首先，所选择 的涂料对塑料应具有良好的附着力； 其次， 所选择的涂 料不得过分溶蚀塑料表面。对于极性强的、表面张力 比较高的塑料， 如聚氯乙烯、 234 塑料， 要选择具有一 定极性基团的， 如含有羧基、 羟基、 环氧基等的涂料品 种， 这样， 有利于提高涂膜的附着力； 而对于聚乙烯 、 聚丙烯等非极性塑料应选择具有相似结构的涂料品 种， 如高氯乙烯、 石油树脂等。这样， 可在塑料与涂料 的界面上产生混溶层， 有利于提高附着

25、力； 对于耐溶剂 性很差的塑料， 如聚苯乙烯、 聚碳酸酯塑料， 应特别注 意涂料中溶剂的溶解性能不能过强，可以选择醇酸涂 料、 聚氨酯改性油或以醇类溶剂为主的涂料。这样， 既 不致过分溶蚀塑料基材，又可保证涂膜的附着力。而 对于非极性塑料和热固性塑料则不需担心溶剂的溶蚀 问题。 %根据塑料制品对涂膜性能的要求选择涂料。涂 料通常可分为内用和外用两大类，对于户内塑料物体 表面使用的涂料多注重装饰效果， 如电视机外壳、 钟表 壳以及玩具、 灯具等， 可选择醇酸涂料、 丙烯酸涂料、 丙 烯酸硝基涂料等。对于户外塑料物体表面使用的涂料 多重视户外耐久性， 如室外塑料装饰板、 机动车外罩、 童车、 安全

26、帽等塑料部件， 可选择耐候性好的双组分脂 肪族聚氨酯涂料、交联型丙烯酸涂料等。对于有特殊 要求的场合， 可在考虑上述基本要求的前提下， 根据情 况选择抗划伤涂料、 导电涂料、 防静电涂料、 阻燃涂料 等特种涂料。此外， 在进行涂料选择时， 还应考虑涂料 与施工方式、 施工条件的适应性、 制品与涂料的价格因 素等情况。 %结语 汽车工业的发展对汽车的外观性能也提出了更高 的要求， 各大汽车公司纷纷与涂料公司联合， 共同研究 确定颜色方案。当今汽车市场的颜色设计更突出颜色 的固有光泽， 通过使用金属漆、 珠光漆、 亚光漆等来呈 现个性化。 在汽车涂装方面， 为降低涂装成本， 汽车厂正在寻 求采用涂料利用率高的涂装技术和设备，促使涂料供 应商努力开发适应这一需要的材料，如适合中涂 * 面 漆湿碰湿工艺、 中涂底漆 * 中涂湿碰湿工艺的涂料； 对 施工环境温度要求范围宽的水性涂料、 低温固化涂料、 高固体分涂料等都已进入开发或应用阶段。$ 专论与综述