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1、行 业 走 势_l n d u s t r ia T r e n d s 口 王锡春 ( 中国第一汽车集团公司技术中心 ， 长春 1 3 0 0 1 1 ) De v e l o pm e nt pr o g r e s s a nd m a r ke t a na l y s i s o f a ut o m o bi l e c o a t i ng m a t e r i a l s ( c o n t i n u Ut o m o l i e m a t e r i a l s ( c o n t i n u e d ) Wan g Xi c h u n f T e c h n o l
2、 o g y C e n t e r o f C h i n a F AWG r o u p C o r p o r a t i o n ，C h a n g c h u n 1 3 0 0 1 1 ， J i l i n P r o v i n c e J ( 接 上期 ) 4 汽车车身的 中涂 、 面 漆涂装工艺的 发展趋势 4 1 采用 voc、 低污染型涂料 替代有机溶剂型汽 车涂料( 中涂 面漆) 为适应 环保清洁生产的时代要求 ， 解决V O C 对 大气 污染的 问题 ， 从2 0 世纪8 0 年代起 欧美汽车 工业 就开始采用低VOC 、 低污染型涂料替代有机溶剂型 汽车涂料(
3、 中涂、 面漆) ， 并已基本上实现这一更新换 代 。 日本汽 车工 业迟 后一 些 ， 从2 1 世纪 初 才开 始重 视， 迎头赶上。 我国汽车工业在近4 5 a 来才开始采 用水 性 中涂和 水性 底色漆 ( 只有l 0 多条轿车车 身涂 装线 ， 占轿车产量 不到1 6 ) 。 更新采 用水性 涂料 ( 中涂 、 底 色漆 、 清漆 ) 的难 点 是难施 工 ， 喷涂 环境的温 、 湿度控 制要求严 ， 能耗大 ( 即增加c 0， 的排放量) ， 按传统工艺施工， 涂装成本 增大 。 再加上 国家 尚无防止大 气污 染的法规 ( 令 ) ， 仅 靠企业的社会责任性难以推动。 进入2 l
4、 世纪以来， 在各汽车涂料公司和汽车公 司的通力协作下， 水性 中涂和底色漆及其涂装工艺 有了创新性的技术进步。 如开发出“ 三湿” ( 3 we t ) 中 涂 、 面漆涂装 工艺和适 应“ 三湿” 涂装的新 型 中涂和 底色漆 。 “ 三湿” ( 3 we t ) 中涂 、 面漆涂装工艺2 0 0 8 年6 月已被 “ 柏林 国际汽车涂装会议” 公认为除高级轿车 外普通轿 车车 身涂装 的主流 ， 是 世界车 身涂装技 术 的发展趋 向。 “ 三 湿” 中涂 、 面漆 涂装 工艺 包含3 C 1 B( 三喷 一 烘 ) 和双底色涂装工艺 ( B CI + B C 2 + 罩光 ) 。 双底
5、色工 艺又称 为集成 工艺 ( 或无 中涂涂装 工艺 ) ， 其第一 道 底色漆 的膜厚较 常规 的B C 1 稍厚 ， 且具有 一定 的中 涂功能 。 它们不 仅优化 、 简化 了中涂 、 面 漆的涂 装工 艺， 且同时兼顾VO C 、 C O， 、 成本和品质等4 个方面， 能在保证涂 层质量的基础上 ， 削减voc t 放量 ， 不增 ) mc o ， 排放量( 能耗) ， 还能降低涂装成本。 如 日本 马 自达 汽车 公司 于2 0 0 2 年 开 发 成功 有 机溶 剂 型涂 装 体 系 的3 C 1 B( 三 喷 一烘 ) 中涂、 面 漆 涂装工艺 ， 与传 统的原工艺 ( 3 C
6、 2 B) I I I ， 可节能、 降 低C O ， 排 放量 1 5 ， VO C 排放量 约 降低4 5 ( 可 达到 3 5 g m 德国标准) ， 涂装成本降低约1 5 。 2 0 0 9 年6 月， 该公司又宣布 ， 已成功开发 出并已投产使用的新 型水 性涂装技术“ Aq u a - t e c h ” 中涂、 面漆涂装工艺( 水性 3 C1 B ) ， 可以在不增加C 0 ， 排放量的条件下， 大幅削 减v oc t 放 ( 在3 5 g m 基础上又 降低5 7 ， VO C 排 放量控制在1 5 g I I l ) ， 采用该技术后， 产品涂层也 超越 了以往水平。 近1
7、0 a 来世界各大汽车涂料公司和汽车公司为 环保、 清洁生产、 减低涂装成本， 都在创新改革轿车 C N A r OA lNGS 2 0 2 5 冀0 4 车身涂装工艺 ( 见 图1 ) 。 其主攻课题有 ： 开发 新的 防蚀底漆 工艺 。 采 用环保 型的无 磷无镍 的表面处 理 工艺 ( 如氧化锆转 化膜处理 工艺或 硅烷处理技 术 ) + 超 高泳透 力阴极电泳涂装工艺 ； 更新材料替 代现 用P VC 车 底涂料和 密封胶 ， 削减 或取 消密封 工序 ( 将 部 分工 序转 移到焊 装车 间和总 装车 间进 行 ) ；开 传统的轿车车身涂装工艺 量 s tr i a l T r e
8、n d 曼 行 业 走 势 发采用 “ 三湿 ” 水性 中涂 、 面漆涂装工艺技 术。 如 日本 丰田汽车公司通过上述创新改革， 追求 目标为 ： 成 本 ( 指数 ) 降5 0 ， 生产 线长度 削减4 7 ， VO C 排 放量 削减 8 7 ， CO 排 放 量 削减5 2 ， 废 弃物 减少4 0 。 环 保目标V OC 为1 0 g m ， 无P b 、 C r ”、 P VC 等有害物， C O ， 为4 5 k g 台 。 环保型涂料前处理工 艺( 无P b 无N i ) +超 高泳透 力阴极 电泳涂装 工艺。 “ 三湿” 水性涂装工 艺技 术( 水性 中涂、 晾if - +水性
9、底 色漆、 晾干+罩光+ 烘干 ， 即5 c 1 13 J _ 艺) 。 开 发 自干型弹性体材料 ， 替代P V C 材料 。 图1将来的普通型轿车车身涂装工艺流程 1 4 2 预膜工艺替代中涂 面漆涂装工艺 资 料报 道 ： 2 0 0 9 年5 月世界 首辆 1 0 0 预 膜 外 表面汽车 问世 。 预膜工艺 的主要制造商S o l i a n t 经过 2 0 年 的 发展 ， 已经广 泛在OE M部 件 使 用。 本 田、 丰 田、 通用 、 奥迪 沃 尔沃和奔 驰都 已使用 ， 有1 4 0 种颜 色。 预 膜 工艺有很 多优 点 ： 环境 污染 小 ( 比传统 涂 装工 艺的V
10、O C 排放 量降低9 8 ， 几乎 为0 ) ； 设备 投 资小 ， 改 型快 ， 材料利 用率 高， 废料 少 ， 无废 漆处理 ， 外观好 ， 无橘皮等 。 预膜工艺 已经开 发多年 。 近来的进展也极快 ， 是 一项值得涂料涂装界重视的新挑战。 5 汽车用环保型涂料的现状及发展趋 手 【 7 _ 8 J 力 汽车用低污染 型涂料包括 阴极 电泳涂料 、 喷涂用 水性涂料、 粉末涂料 、 高固体分涂料等低VOC 型涂料 。 其 中， 阴极 电泳涂料 和高 固体 分涂料 的发展 在文献 9 -1 0 1 已有详述 ， 其余类 型涂料 的现状 及的发展趋势 如下。 5 1 喷涂用水性涂料 它
11、包括车身用的水性中涂和水性底色漆， 还有 水性防腐蚀涂料 ， 采用喷涂法涂装。 为削减VO c 排 放量， 防止大气污染， 开发采用水性涂料来替代溶剂 型涂料 也已有2 0 多年 的历史 ， 欧美汽车工业界在2 0 世 纪9 0 年代基本上实现 了中涂和底色漆水性化 。 水性中涂和水性底色漆的开发历史是在保证涂 膜性能 和外观装饰性不低于原用溶 剂型涂料的基础 上 ， 不断开发改进其施工性能， 扩大喷涂环境的温 、 湿度工艺窗口， 使其接近溶剂型涂料的工艺窗 口条 件 的历史 。 它们 的发展趋 向还是 进一步改 进施工性 能 ， 扩 大温 、 湿度 工艺窗 口， 开发 适应“ 三湿 ” 涂装
12、技 行业走势 j In d u s t r i a l T r e n d s 一 ， 一 术( 3 C1 B) 的涂料， 减少在采用三湿( we t O i l_ 一 we t o n we t ) 涂装工艺时中涂与底色涂层之间的混杂现 象 ( 如图2 所示 ) 。 罩光用的水性 清漆 的涂膜性能和施工性能 尚不 够理想 ， 使用较少 。 几种罩光清漆的性能 比较和市场 占有率分别列于表2 、 表3 f I 卜 。 喷用的水性防蚀涂料能低温烘干， 也可厚膜涂 装 。 在 国内外汽 车零部件 ( 如 传动轴 、 车 桥 、 散热 器 、 减震器等) 涂装中已得到广泛应用。 表2几类罩光清漆技术
13、经济性能比较 图2混杂现象的横截面显微镜图 注 ： V O C 的组成含有有机溶剂和涂膜烘干 固化时的分解物 。 表3 几类罩光清漆的市场 占有率 5 2粉末涂 料 粉 末涂料 能一次涂 装厚涂 层， 过 喷涂 的涂 料可 回收再 利用 ( 资源 利用率 高) ， 因此是 环保性 最好 的 涂料 。 我国粉末涂料增 长速度惊人 ( 2 0 0 5 年2 4 5 7 j t ， 2 0 0 6 年4 9 5 Y j t ， 2 0 0 7 年5 2 3 万t ) ， 已成 为 世 界 粉 末 涂料生产的第一大国 。 在汽车车身涂装 中粉末 涂料现 仅适用 于中涂和 罩光( 见图3 ) ， 作为罩
14、光清漆应用仅德国宝马一家两 条线， 已投产应用l 0 多年， 可是无跟进采用的报道。 国内尚无喷涂粉 末涂料 的车身涂 装线。 将粉 末涂料 分散在水中制成水浆状粉末涂料 ， 用作车身的罩光 清漆 ， 开发成功粉末浆罩光 工艺( 称 为湿法 ) 。 施 工性 能与水性涂料相仿， 因此原工艺用的喷漆室、 静电喷 涂设备不需大的改动。 国内采用粉末涂料喷涂汽车零件 的涂装工艺 已 较普及 。 它 H C ED 涂装是解决金属件涂装业的VO C 大气污染的两大支柱 ， 且都具有较好的耐腐蚀性 。 为 实现某些汽车零部件的重防腐蚀要求( 耐盐雾1 0 0 0 h 以上) ， 有报道推荐采用富锌粉末涂料
15、和2 C 1 B( 或 2 C1 。 5 B) 粉 末涂装 工艺 ( 见表4 ) 。 图3 机器人粉末喷涂车身 粉末涂料的VO C 排出量几乎是零， 在烘干时也 没有 必要像溶剂型涂料那 样充分地排掉滞 留在烘 干 室内的溶剂蒸气 ， 仅需烘 干室内保温 。 持续 高温 的燃 料成本( 即烘干室的废气排放量相应要比溶剂型涂 料 烘干 室少 ) ， 在 高度 关心低 碳化 的今 日， 粉末 涂料 需要 高温烘干 ， C0 ， 排 出量 增大 ， 将制止 粉末涂料 的 扩大应用 。 粉末 涂料 的烘干 温度低 温化是 其发 展的趋 向。 例 如 日本 川上 涂 料 公司 开发 成功 超 低温 烘干 固化 ( 1 1 0 2 0 mi n ) 的环氧 粉 末涂 料 ( P 0 2 0 0 0 2 1 型) 。 因其在被涂物温度l 1 0 就能固化， 烘干室的 能 源消耗量 与标准 型 ( 1 8 0 烘 干 ) 相 比 ， 可 削减到 6 6 ； C O， 发生量可 比标 准型 削减 1 3 。 低温 固化的 涂 膜 的附 着性 ， 二次 物性 仍 良好 ， 附 着性 和耐 沸水 性 、 耐 湿性与原有 的环 氧涂料持平 ， 耐药 品性和 防蚀 性也优 良( 见表5 ) 。 因而可使粉 末涂料适用于 厚壁被 涂物和受耐热性制约的塑料制品， 使粉
