朱则刚
（东风汽车公司，湖北十堰４４２００１）
摘要：阐述了发展汽车涂料以满足不断增长的汽车市场；指出了环保型汽车涂料是发展趋势。
关键词：汽车涂料；环保涂料；涂料产业
中图分类号：１＇Ｑ６３０．７９文献标识码：Ｂ文章编号：１００７—９５４８（２００６）１０一００４３一０４
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１涂料市场将保持强劲增长
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。为了达到上述性能和装饰效果，一辆汽车往往需要多种涂料进行配套装饰。目前，世界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３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２道涂层体系（即厚膜阴极电泳漆和面漆）和３道涂层体系（即薄膜或中厚膜阴极电泳漆、中涂层和面漆）。根据车型的不同，单车用漆为２５—５５ｋｇ。
行家预测，汽车涂料需求量将以每年１％的速度增长。根据国民经济整体发展的速度，基于近几年涂料发展的现状，专家预测：到２００６年我国国民经济有关领域对涂料的需求将达到２８５万ｔ，其中：工业涂料约９５万ｔ，建筑涂料１２５万ｔ，特种涂料及其他功能性涂料６５万ｔ。其产品品种结构大体上按工业涂料３５％～４０％、建筑涂料４５％～５０％、特种涂料ｌＯ％一１５％分布。２０１５年涂料生产规划量为４２０万ｔ。
２００５年我国汽车产量为５７０万辆，预计２００６年汽车行业将继续保持平稳发展，增速将在１
０％～１５％，产销量将达到６５０万辆。我国的涂料市场总体需
收稿日期：２００６一０５—０８求也将继续保持强劲的增长势头。目前低成本、低档次的涂料占据了大部分市场，而高品质产品的市场份额非常小。有关专家认为，未来的涂料市场会向高品位、高价值的方向发展。
在工业涂料方面，几年前就已经开始由低档次、低价位向高档次、高价位的方向发展了，现在已经逐步趋于平衡，但在建筑涂料方面还远远没有达到这种平衡，而对于占据了涂料市场半壁江山的建筑涂料来说，特别是在中西部开发和２００８年奥运会建设应用中，建筑涂料的市场地位越来越重要，要求也将越来越高。
２发展汽车涂料满足市场需求
全球汽车涂料行业的总销售额达３４亿美元，市场持续变化是这一行业的主要特点。虽然竞争十分激烈，而目前各竞争者之间的合作及合资项目却极为普遍，这是因为所有的竞争者都有着相同的目标，那就是通过产品创新来满足环境及用户的要求。
粉末涂料的使用量日益增加，这是因为其环境影响小，而且生产成本低于传统的液体涂料，因而其销售价格较低。由于大型体育运动车辆的销量大增，而这类车辆比普通汽车需要更多的涂料，因此弥补了涂料需求量减少的大部分损失。
汽车涂料业目前所面临的最重要的问题之一是环保问题。如长期用于小汽车生产的溶剂型涂料会排放大量的挥发性有机化合物，为了解决这一问题，美国联邦政府要求本国的３家主要小汽车制造商（通用汽车
∞崛如现代涂科与涂装
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公司、福特汽车公司和戴姆勒一克莱斯勒汽车公司）共同研制生产先进的环保涂料产品。虽然环保粉末涂料成本较低，但是由于这类涂料的涂装设备成本较高，导致涂装施工成本远远高于传统的溶剂型涂料。因此，即使研究试验成功，这种技术仍有可能要过一段时间才会得到全面应用。
在粉末清漆成为一种实用技术的同时，还要看汽车制造商是否愿意使用，而且还要考虑施工成本是否可以接受及是否可以获得最佳的产品质量。高成膜性将使汽车的质量增加，因为增加保护作用是以增加质量为代价的。为了减少涂料的污染排放量，通用、戴姆勒一克莱斯勒及福特等汽车公司均对粉末涂料用作汽车涂料的性能进行了相关测试，以便推广应用。使用粉末清漆比使用其他粉末涂料要求更高、难度更大，因为作为清漆不仅要具有高光泽和亮度，还要提供防碎落和褪保护。传统的清漆以
漆雾的形式喷涂在汽车表面，在干燥过程中将释放出挥发性有机化合物，污染环境。另外，液体涂料过喷或外逸还必须进行收集和填埋处置，而这从生态学来说并非是一项完善的措施。以干燥颗粒雾形式使用的粉末涂料不含任何溶剂，对于喷涂外逸部分可加以“收集、过滤和回收”，与新的粉末涂料混合用于生产线上的其他小汽车，减少了汽车喷涂过程对环境的影响。
除了粉末清漆之外，还有粉末水浆清漆和颜料黏结粉末底漆。从清洗和预处理到加涂装饰性涂料及清漆罩光，都可以开发出一些环保材料以减少对环境的影响。例如可以改变材料的化学性质和应用方法，同时还可以从提高运输效率、材料的循环利用率及消除或减少废物等方面着手减少对环境的影响。
为了符合环境法规的要求，许多公司目前正在从它们所生产的涂料中，特别是从预处理和防腐蚀产品中清除铬、镍和铅等重金属。用有机预处理方法代替无机预处理方法，以达到预期目标，有机预处理方法是将薄膜涂层一步涂刷到金属表面上，而不是分多步涂刷一种无机预处理涂料，达到远离重金属的目的。除了ｕＳＣＡＲ对粉末清漆进行研究试验之外，其他公司也在对用于保护涂层的其他技术进行研究。巴斯夫公司还引入了ｕｒｅｃｌｅａｒ清漆，它是一种具有双组分氨基甲酸乙酯性质的单组分氨基甲酸乙酯清漆。它仍将注意力集中于经济和环保方面。’一种粉末涂料，将它分散于水中，然后使用传统液体涂料的涂装设备进行喷涂。这种粉末涂料有一些缺点，如难于控制涂膜厚度等。如制成液体涂料，就能较好地控制涂膜厚度，同时这种混合物所含的ＶＯｃ为零。业内人士说，成本、质量
及环境问题将继续对汽车涂料市场造成影响，涂料供应商
现代涂科与涂装２Ｄ陋加和汽车制造商们正在寻一种缩短涂料循环使用间隔的最佳方法，这将给汽车业带来巨大的效益。同时制造商们还在研究一种用１层涂料代替２层甚至是多层涂料的新技术以减少烘干时间。
对用户及消费者来说，无论制造商采取什么技术或是使用什么涂料，只要性能良好就可以满足要求，但就整个社会责任来说，必须在成本合理的基础上生产出质量良好的、用户满意的环保产品。
３我国要加快发展汽车涂料产业
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、低颜料含量、低ＶＯＣ、低臭味、低发烟、无重金属、少ＣＯｚ产生量、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已经应用。由于欧洲对汽车涂装中ＶＯＣ排放有严格规定，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、中涂层到底面漆、罩面清漆等全套水性汽车涂料，并且已在一些汽车公司涂装生产线上使用，ＶＯＣ排放量已低于３５ｇ／ｍ２的规定标准。此外，中涂漆还采用高固体分涂料，面漆采用水性底漆加高固体分清漆，粉末罩面清漆也发展到实用阶段。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（１０ｄ以上）、固体含量高（近５０％）的优点。
汽车工业的发展对汽车的外观性能也提出更高的要求，各大汽车公司使汽车“以取胜”，纷纷与涂料公司联合，共同研究确定颜方案。当今汽车市场的颜设计更突出颜的固有光泽，通过使用金属漆、珠光漆、亚光漆以及在不同光照下变幻彩的涂料等来实现。
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。
改革开放使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，２０多年来涂料骨干企业通过引进技术、合资合作，全国已形成２０万ｔ的汽车涂料生产能力，目前国内汽车底漆普遍采用阴极电泳漆，只在客车及部分货车上还采用醇酸类、酚醛类或环氧类底漆。阴极电泳漆在耐腐蚀方面基本能满足要求，但在耐候性、低温烘烤性、中厚膜型以及更低溶剂
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含量、无铅、无锡等新型阴极电泳漆方面还有待开发。国内汽车面漆常用的本漆有氨基醇酸型、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、耐酸雨性优良的水性、高固体分、粉末等环保型涂料品种。轿车和面包车（载货汽车一般不用）用中层涂料主要有聚酯型和氨基甲酸酯型，今后的发展方向是抗石击和耐寒性能优良的聚氨酯中涂、水性中涂及粉末中涂。ＰＶｃ抗石击涂料需向低温烘烤方向努力。汽车底盘零件用涂料需向更具优良的耐腐蚀性方向发展。
４新世纪环保汽车涂料的发展趋势
４．１汽车涂料的环保问题
２ｌ世纪被称为面向环境的新世纪，环境保护倍受全球关注，并已成为人类最迫切的研究课题。在环境法规严格的欧美各国，汽车涂装较早地开始了低ＶＯＣ的涂料、涂装设备的开发，且已在大型生产线上运用成功，并着手新的技术课题。
日本关西涂料公司已预测到日本必将实施欧美水平的环境法规计划，早已开始了对涂料的水性化、粉末化技术的研究开发。水性涂料在日本已达到实用的水平；粉末涂料还面临着解决涂层薄膜化，同时能将回收粉末再生利用等课题。除上述环境法规外，还有关于如何降低引发地球室温效应的二氧化碳气体发生量和汽车涂装现场的能源消耗量的问题。降低方法有低温短时干燥，采用省略烘烤工序的三
涂一烘（３ｃ１Ｂ）工艺方案等。在烘干方面将采用紫外线、ＥＣＣ、近红外线、高频率烘干等高热效干燥方法。
为适应环保要求，开发无铅阴极电泳漆，中涂层、罩面层采用高固体分涂料、水性涂料及无溶剂的粉末涂料，同时还要满足客户的要求（功能与ＶＯｃ平衡）。
（１）无铅阴极电泳漆。在处理报废汽车过程中会产生来自电泳漆膜的有害物质——铅，美国对此类有害物质已有法规限制。２０００年１月之后向欧洲出口的汽车不许含铅类物质。铅可促进涂膜干燥，涂膜在无铅状态下耐腐蚀性降低，设备及膜下易发生腐蚀。
（２）降低ｖＯＣ的对策。光化学反应生成的臭氧气体是产生光化学烟雾的物质。无ＶＯｃ存在时生成臭氧浓度的最大值为（０．２—３．０）×１０～，有ＶＯＣ存在时生成臭氧浓度的最大值可达９．０×１０～，ＶＯｃ氧化后产生对眼睛有刺激作用的酚醛类物质。
涂装各工序溶剂挥发量：电泳漆１％、中涂漆１６％、抗石击底漆ｌ％、底漆５２％、罩光漆１３％、洗净溶剂４％、喷蜡１３％。由此可见，底漆在涂装过程中溶剂挥发的比率最大，次之为中涂漆及金属闪光漆、罩光漆。由此，在涂料及涂装方面减少底漆溶剂使用量是最有效减少ＶＯＣ的方法。同时涂料用户、涂料生产厂、设备生产厂三方面的良好配合也是降低涂料ＶＯＣ含量的必要条件。
汽车底漆涂料厂家也在研究使用如下手段来推广低ＶＯＣ涂料：使用原有设备可涂装的高固体分涂料、超高固体分涂料；提供使用新设备的水性涂料、粉末涂料。在现有设备状况下，高固体分面漆可降低ＶＯｃ４０％，也可采取省去１道中涂漆的工艺，能降低Ｖ０ｃ达６０％，只是外观装饰性稍受影响。
低Ｖ０ｃ中涂漆。目前，溶剂型中涂漆的主体树脂为聚酯／三聚氰胺系列，涂装固体含量为５５％～６０％，此时ｖＯＣ为４０％～４５％。高固体分化应降低聚酯树脂的相对分子质量，同时，如使用单体氨基树脂，这种实用性的高固体分中涂漆固体含量为６５％～７０％，此时ｖＯＣ为３０％～３５％，削减率为５０％。水性化中涂漆ＶＯＣ的排放量可减少８０％。欧洲早已开始使用水性中涂漆，日本从２０００年起应用低溶剂型（８％以下）中涂漆。另外，北美已成功地将粉末中涂漆用于小型货车。日本对环境保护问题刚开始重视，所以至今仍未采用水性中涂漆和粉末中涂漆。
低ＶＯＣ底漆。目前，在日本底漆主要采用固体含量为２０％～３０％的涂料，但在北美最广泛使用的底漆是固体含量为４５％一５０％的高固体分涂料。大约１０年前欧洲是以聚酯／ｃＡＢ／氨基树脂体系为主，涂料固体含量为１０％～１５％，ＶＯＣ量也处于很高的水平。现在欧洲正处于从此阶段直接跨人低ＶＯＣ的水性涂料时代的转折时期。这就是ＴＡＬｕ盯等规则越来越严的必然产物。到２１世纪采用水性涂料的生产线是必然的发展趋势，在涂装工艺中减少底漆ＶＯＣ量占总的ｖＯｃ量比例也是发展趋势。水性涂料的技术难点是必须要以水作为单一溶剂来保证涂装工艺的施工性能，理想的黏度变化过程是希望涂料在循环或搅拌时，喷喷出的涂料黏度降低，涂装后保持湿涂
膜的流平性及不发生斑痕之后黏度提高，防止发生流挂。
低ＶＯＣ罩光漆。丙烯酸／三聚氰胺树脂系罩光面漆是世界上几乎都认可的。但北美涂装固体含量为５０％～６０％的高固体含量涂料占主导地位。欧洲及日本涂装固体含量在４０％～５９％的中固体含量涂料占很大比例。
（３）节能与减少ＣＯ：的排放量。Ｃ０ｚ是引发温室效应的气体之一，为了节能，日本提倡３ＣｌＢ涂装工艺、ｗＡｃｓ涂装体系和ＰＰ塑料保险杠的无底漆涂装工艺。
３ｃ１Ｂ的涂装工艺。目前，中涂、面漆涂装工艺普遍采用ｃＥＤ干燥后涂中涂漆，在１４０～１５０℃下烘干２０ｍｉｎ之后以湿碰湿工艺涂底漆与罩光漆，再在１４０
册睢ＪＤ现代滁料与涂装
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～１５０℃烘干２０ｍｉｎ的涂装工艺。为节能提倡采用３Ｃ１Ｂ施工方法，即烘干ＣＥＤ后以湿碰湿方法涂中涂漆、底漆、罩光漆后在１４０—１５０℃一次烘干２０ｍｉｎ。现行中涂漆不能满足３ｃｌＢ涂装工艺要求，要求中涂漆必须保留原有性能的同时，还必须与面漆有良好的湿碰湿涂装性能。
ｗＡＣＳ涂装体系。使用３Ｃ１Ｂ的涂装工艺，涂覆溶剂型涂料仅能节能，而用水性涂料同时可减少ＶＯＣ约５０％，开发的ｗＡｃｓ是一过渡体系。通过采用３ｃ１Ｂ的涂装工艺，简化中涂漆烘干工序而节能。通过第２道底漆水性化、罩光漆采用高固体分涂料来减少ＶＯＣ排量，节省第２道底漆涂装室空调能源。该体系为第１道底漆采用亲水溶剂型涂料，第２道底漆采用水性涂料，采用湿碰湿工艺。第２道水性底漆的铝粉排列不一致引起的斑痕，特别是罩光漆烘干过程中产生的气泡等亟待解决的技术问题还很多。第２道水性底漆中的水分渗透到第１道底漆，由此可调节第２道底漆的黏度，并获得由于铝粉的排列一致而装饰性良好的涂膜外观。涂装室的湿度变化对涂膜外观的影响不大，在高湿度下也能获得稳定的涂膜外观。
（４）保险杠用涂装体系。目前，以ＰＰ塑料为主的保险杠涂装主要使用以ＣＰＯ为主要成分的底漆，以此来保证对ＰＰ塑料的附着力。为了节能、降低ＶＯｃ含量，关西公司开发了无底漆的单组分／双组分涂装体系。新开发的单组分底漆在ＰＰ塑料上的附着性优良，且具有底漆的性能，其固化交联形态的弥补，通过双组分罩光漆的异氰酸酯的渗透来完成。
４．２汽车涂料的外观要求
不久前，新一代高流平性阴极电泳涂料已经在美国汽车厂使用，其代表产品有ＰＰＧ的厚膜阴极电泳涂料等，其主要性能改进是使漆膜表面粗糙度下降。汽车底漆采用ｃＥＤ已成定局，但也有人提出采
用粉末涂料作为底漆和中涂，而ＣＥＤ大方向不会变，今后工作主要是进一步改善性能，降低固化温度，提高平整性和耐久性。近几年金属闪光漆系列发展迅速，珠光涂料、梦幻涂料层出不穷，颜也向具有高透明度、深度感、高彩方向发展。
由于金属和珍珠涂料满足了人们对汽车颜更美观、更吸引人的需求，所以越来越多的汽车应用这些颜。有资料统计，在欧美国家，珍珠的汽车占２０％左右，金属的汽车占５０％左右，而传统的素汽车仅占３０％左右。
５结语
汽车工业是我国国民经济支柱产业之一，其技术水平和产量在一定意义上代表了一个国家的工业发达
现代溶料与滁装２Ｄ崛ＪＤ程度。汽车用漆品种多、档次高、市场大，虽然它仅是汽车工业配套材料，但却是不可缺少的。随着汽车工业的发展，必将给涂料工业带来广阔的市场。近年来，汽车涂装涂料加快了使用水性化的步伐，一批耐酸雨、抗划伤型汽车面漆、水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料等环保型涂料相继开发，并广泛获得工业应用，超高固体分油漆和耐擦伤清漆也被成功开发应用。同时，不含游离异氰酸酯的底涂层、透明层的安全型聚氨酯高温烤漆等一批高科技涂料相继问世，为新世纪汽车涂装涂料的发展开创了美好的前景。
参考文献：
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（上接第３６页）
４结语
汽车防护条的涂装是一个比较复杂的工艺过程，要取得好的产品质量，必须要具体问题具体分析，根据塑料件的使用场合、材质特性及其涂装工艺性能制定合理的涂装工艺过程，并且在每道工序上严格把关。针对不同的产品质量要求，制定合理的工艺流程，选用和设计合理的工艺参数及设备，才能取得良好的效果，取得较高的经济效益。
参考文献：
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