汽车车身的中涂、面漆涂装工艺的发展趋势

        1.采用低voc、低污染型涂料替代*溶剂型汽 车涂料(中涂 面漆) 为适应*清洁生产的时代要求，解决V O C对 大气污染的问题，从20世纪80年代起欧美汽车工业 就开始采用低VOC、低污染型涂料替代*溶剂型汽车涂料(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21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l0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 *。再加上*尚无*大气污染的法规(令)，*靠企业的社会责任性*推动。进入2l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*性的技术进步。如开发出“三湿”(3 wet)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 wet)中涂、面漆涂装工艺2008年6 月已被“柏林国际汽车涂装会议”*为除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3C1B(三喷一烘)和双底色涂装工艺(*+BC2+罩光)。双底色工艺又称为集成工艺(或无中涂涂装工艺)，其*道底色漆的膜厚较常规的B C1稍厚，且具有*的中涂功能。它们不*优化、简化了中涂、面漆的涂装工艺，且同时兼顾VO C、CO，、成本和品质等4个方面，能在*涂层质量的基础上，削减voct~放量，不增)mco，排放量(能耗)，还能降低涂装成本。如日本马自达汽车公司于2002年开发成功*溶剂型涂装体系的3C1B(三喷一烘)中涂、面漆涂装工艺，与传统的原工艺(3C2B)~III~，可*、降低C O，排放量15％，VO C排放量约降低45％(可*35 g／m 德国标准)，涂装成本降低约15％。2009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“Aqua-tech”中涂、面漆涂装工艺(水性3C1B)，可以在不增加C 0，排放量的条件下，大幅削减voct~放(在35 g／m 基础上又降低57％，VOC排 放量控制在15 g／IIl )，采用该技术后，产品涂层也 *了以往水平。 近10 a来世界各大汽车涂料公司和汽车公司为*、清洁生产、减低涂装成本，都在*改革轿车身涂装工艺(见图1)。其主攻课题有：①开发新的*蚀底漆工艺。采用*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)+*泳透力阴*电泳涂装工艺；②更新材料替代现用PVC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)；③开传统的轿车车身涂装工艺 ． ． ． ． ． ． ． ． ． 量 strial Trend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*改革，追求目标为：成本(指数)降50％，生产线长度削减47％，VO C排放量削减 87％，CO 排放量削减52％，废弃物减少40％。*目标VOC为10 g／m ，无Pb、Cr”、PVC等有害物，CO，为45 kg台。
       ①*型涂料前处理工艺(无Pb无Ni)+*泳透力阴*电泳涂装工艺。
       ② “三湿”水性涂装工艺技术(水性中涂、晾if-+水性底色漆、晾干+罩光+烘干，即5c113J_艺)。
       ③ 开发自干型弹性体材料，替代PVC材料。

图1将来的普通型轿车车身涂装工艺流程 1 
        2. 预膜工艺替代中涂
        面漆涂装工艺资料报道 ：2009年5月世界*辆100％预膜外表面汽车问世。预膜工艺的主要制造商Soliant经过20年的发展，已经广泛在*部件使用。本田、丰田、通用、奥迪 沃尔沃和奔驰都已使用，有140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VO C排放量降低98％ ，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*快，是一项值得涂料涂装界重视的新挑战。
        3.汽车用*型涂料的现状及发展趋
        汽车用低污染型涂料包括阴*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*电泳涂料和高固体分涂料的发展其余类型涂料的现状及的发展趋势 如下。 
        3．1 喷涂用水性涂料
        它包括车身用的水性中涂和水性底色漆，还有水性*腐蚀涂料，采用喷涂法涂装。为削减VO c排放量，*大气污染，开发采用水性涂料来替代溶剂型涂料也已有20多年的历史，欧美汽车工业界在20世纪90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*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”涂装技术(3C1B)的涂料，减少在采用三湿(wet～Oil一wet—on—wet)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*分别列于表2、表 
       喷用的水性*蚀涂料能低温烘干，也可厚膜涂装。在国内外汽车*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几类罩光清漆技术经济性能比较
图2混杂现象的横截面显微镜图


        3．2 粉末涂料
        粉末涂料能涂装厚涂层，过喷涂的涂料可回收再利用(资源利用率高)，因此是*性*好的涂料。我国粉末涂料*速度*(2005年24．5万t， 2006年49．5万t，2007年52．3万t)，已成为世界粉末涂料生产的*大国。
        在汽车车身涂装中粉末涂料现*适用于中涂和 罩光(见图3)，作为罩光清漆应用*德*马一家两条线，已投产应用l0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*件的涂装工艺已较普及。它~HCED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*部件的重*腐蚀要求(耐盐雾1 000h以上)，有报道推荐采用富锌粉末涂料和2C1B(或2C1。5B)粉末涂装工艺(见表4)。 



        粉末涂料的VO C排出量几乎是*，在烘干时也没有*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，*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*，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*温烘干固化(1 10 ℃ ×20 min)的环氧粉末涂料(P02000—21型)。因其在被涂物温度l10 ℃就能固化，烘干室的能源消耗量与标准型(180 ℃烘干)相比，可削减到66％ ；CO，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*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，使粉末涂料的适用范围大幅度地扩大。

注： 增加半~,-T--T--序是为*粉末面漆的涂着效率和使底涂层加热熔融，*涂层外观装饰性。

Po2000—21型和标准型的烘干温度范围和涂膜
胶化率如图4、图5所示。
图4 Po2000．21型粉末涂料与标准型

图5 Po2000．21型粉末涂料与标准型

        4国内汽车涂料市场分析 
        4 1 汽车涂料市场范围及容量
汽车涂料一般理解为汽车涂装和汽车修补涂装用的各种功能涂料。实际上应包括汽车涂装过程中所用的*涂装材料，如前处理材料、后处理材料、洗喷*用的溶剂、密封、*声、隔热材料等。另外涂装对象不应*局限于各种各类汽车，而应包括*道路交通车辆如自行车、摩托车、轨道车辆、拖拉机等。如日本涂料工业会的统计需要按产业区分，就包含了“道路车辆”。近3 a的日本涂料工业产量、道路车辆用涂料量如表6所示。 

        随着涂料与涂装一体化的推进，涂料工业的商品涂料在特定条件下变为“涂层”(即涂料厂商承包涂装车间)。涂料产品与涂装施工的*结合，由原按涂料用量结算变为“涂装合格的被涂物”来结算；由原来的售后服务延伸到承包涂装线，现今国内多条车身涂装线(如前处理线、阴*电泳线)由材料供应厂商承包。原来涂料厂商希望汽车厂用料越多越好，不关心每台车身的耗量，现今关心材料的*利用率，与用户共同来降低涂装成本。由此延伸出来的承包涂装行业、涂装工程队、涂装车间清洁*(包括涂装缺陷分析)公司等，将大大地扩大涂料工业的市场空间。 
         由表6可知，日本2007年的道路车辆用涂料量共36．8万t，占年涂料总产量的21．3％，当年日本的汽车产量为1 159．63万辆。2009年我国汽车产量已*1 300万辆，车辆用涂料量应与Et本2007年的用量相仿(可作为参考)。因技术原因，我国单车用的涂料量偏高些，再加上是汽车的新兴市场，修补涂料用量会大一些，估计2009年车辆用料的需求为40万t左右。如果将涂装前后处理材料、*声、隔热材料、稀料等包括进来，可能达50万t，约占我国涂料总量的8％左右。按产值计算，可能更高一些(注：因无完整的行业统计数据，*是估算，应向各车辆用涂料生产厂索取有关资料修正之)。
        汽车涂料的品种细分有：面漆35％、底漆28％、中涂4％、PVC涂料15％、塑性件用涂料1％、其他l7％。汽车涂料公司基本上都在靠近汽车生产基地设厂，能*供应，做到及时服务(或派员驻厂服务)。
        汽车涂料厂*制结构与全行业一样有*、民营和外资(三资)企业，外资企业的资本占有量已接近50％ ；在品牌、品种产量和*等方面，外资企业在汽车涂料市场上已占主导*。如在高端的轿车用涂料市场几乎都被跨国汽车涂料公司(如PPG、杜邦、BASF、关西、立邦等在华建立的独资、合资公司)的洋品牌所占领；民族汽车涂料企业受到很大的挤压，*占领中、低档的商用车和农用车用的涂料市场；原来较大的汽车涂料*企业受到削弱，有的在转制中消失了。
        4．2 汽车用涂料国产化问题 
        除小部分试验用涂料*外，*汽车涂料都在国内生产(即地产化)，其所用半成品和原料*较多，这也*合经济国际化的原则。汽车公司采购或承包涂装线项目招标的关键是质量、服务、技术、价格。涂料质量应满足产品和工艺设计要求，并保持一致性；售前售后技术服务快速，保障供应及时；通过持续的技术*，逐步获得较的技术水平，并能实现同步开发；物美价廉，*，以此来选择涂料供应厂商。
        4．3 汽车涂料的市场发展趋势 (三*漆,*三*漆,*三*漆,GLOBOND三*漆)
        (1)低污染型汽车涂料(水性化、高固体分化和fkW OC化)将快速*，逐步替代*溶剂型涂料，以适应*清洁生产法规和*大气污染的需要。 
      (2)随着汽车涂装技术的进步，涂装工艺的简化、优化，涂料利用率(涂着效率)的*，每台车的涂料用量将有*幅度的削减，HI]*汽车涂料的需求量不会随汽车年产量上升而同比增加，甚至可能产生负*。
(3)制漆原料价格上升、汽车市场竞争引发汽车价格战，造成涂料供应厂商与汽车厂之间定价上的矛盾(一方要升，另一方要降汽车制造成本)。*须走涂料涂装一体化的道路，双方联合依靠技术进步，*改进制漆和涂装工艺来消化价格上涨因素统筹解决之。
7 建议 
        从涂料产量来看，我国已成为世界涂料生产*大国，其中工业涂料的典型代表— — 汽车涂料，随着汽车(车辆)工业的*发展，也得到飞跃式发展，但是大而不强。轿车用的高端汽车涂料市场几乎都被*品牌所占领，当初的跨国汽车涂料公司在华的合资汽车涂料公司，近年来通过种种策略和手段，排斥中方变成独资公司，并在不断收购扩张，兼并民营涂料公司。在汽车涂料市场竞争中，民族汽车涂料厂商受品牌、技术、服务等方面的差距影响，*能占领中、低档汽车涂料市场。原国内几家较大的汽车涂料生产*企业，在转型改制、合资中被削弱，有的已不存在了。
        通过合资发展产业是为了引进资金、技术和企业的管理经验等，与*，缩小差距，加速发展， 壮大自己，如家电行业、轿车工业都是这样实现目标。我国轿车工业靠合资模式发展壮大，在经营和产品开发方面，中方的话语权逐渐*，至今无外方独资化的倾向。近几年来自主轿车品牌的开发能力不断增强，自主品牌的*在上升(2009上半年乘用车自主品牌共销售205．49万辆，占乘用车销售总量的45．32％)。在新能源轿车方面，*、民营汽车公司在*扶植下已具有较强的开发能力；而在涂料行业合资中却让出了客户、市场、人员后，品牌、技术、价格、开发等都被外方控制了，中方失去了话语权，或直接退出了。原有的涂料厂和研究院丧失或削弱了汽车涂料的*开发能力，这方面的教训和经验，值得涂料行业的关注和反思。

三*漆,*三*漆,*三*漆,GLOBOND三*漆

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