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汽车涂装的常用涂料及其工艺

时间: 2011-07-08 02:01 来源: 作者: 点击:
汽车就是指涂装在轿车、吉普车、大客车、大卡车等各种类型的汽车车身及零部件上的涂料,有时也包括一些农机产品如拖拉机、联合收割机和摩托车用涂料,一般系指制造新汽车用的涂料及辅助材料和车辆修补用涂料。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:

(1)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,给人以美感。

(2)极好的耐候性耐腐蚀性,要求适用于各种温度、曝晒及风雨侵蚀,在各种气候条件下保持不失光、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,一般为大于10年。

(3)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。并要求涂料本身性能适应汽车工业现代化的涂装流水线。

(4)极好的机械性能。适应汽车的高速、多震和应变,要求漆膜的附着力好、坚硬柔韧、耐冲击、耐弯曲、耐划伤、耐摩擦等性能优越。(5)极好的耐擦洗性和耐污性。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。(6)良好的可修补性。

1、汽车漆的主要类型

(1)按涂装对象的不同,汽车漆可分为: ①新车原装涂料; ②汽车修补漆。

(2)按在汽车上的涂层由下至上分类: ①汽车用底漆,现多为电泳漆; ②汽车用中间层涂料,即中涂; ③汽车用底色漆(包括实色底漆和金属闪光底漆); ④汽车用面漆,一般指实色面漆,不需要罩光; ⑤汽车用罩光清漆; ⑥汽车修补漆。

(3)按涂料涂装方式分类: ①汽车用电泳漆;②汽车用液体喷漆;③汽车用粉末涂料; ④汽车用特种涂料如PVC密封涂料; ⑤涂装后处理材料(防锈蜡、保护蜡等)。

(4)按在汽车上的使用部位分类: ①汽车车身用涂料; ②货厢用涂料; ③车轮、车架等部件用的耐腐蚀涂料; ④发动机部件用涂料;⑤底盘用涂料;⑥车内装饰用涂料。

2、汽车用底漆的特点及常用品种

汽车用底漆就是直接涂装在经过表面处理的车身或部件表面上的第一道涂料,它是整个涂层的开始。

根据汽车用底漆在汽车上的所用部位,要求底漆与底材应有良好的附着力,与上面的中涂或面漆具有良好配套性,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,汽车底漆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。

随着汽车工业所快速发展,对汽车底漆的要求也越来越高。20世纪50年代,汽车还是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,阴极电泳底漆经过20多年的发展,同时也经过引进先进技术和工艺,现在已经能很好地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,目前轿车用底漆几乎已全部使用阴极电泳底漆。

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两种。

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电极(被涂面),在其表面上不沉积析出。采用电泳涂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。电泳底漆使用的成膜聚合物是阴、阳离子型树脂,中各剂为无机碱、有机胺或有机酸,颜料一般选用钛白和炭黑等。

3、汽车用中涂漆的特点及常用品种

汽车用中涂也称二道浆,就是用于汽车底漆和面漆或底色漆之间涂料。要求它既能牢固地附着在底漆表面上,又能容易地与它上面的面漆涂层相结合,起着重要的承上启下的作用。中涂除了要求与其上下涂层有良好的附着力和结合力,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,从而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。腻子是用来填补被施工物件的不平整的地方,一般呈厚浆状,颜料含量高,涂层的机械性能强度差,易脱落,所以目前大量流水线生产的新车已不再使用腻子,有时仅用于汽车修补。封闭漆是涂面漆前的最后一道中间层涂料,涂膜呈光亮或半光亮,一般仅用于装饰性要求较高的涂层中(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、聚氨酯树脂和粘结树脂等作为基料;颜料和填料选用钛白、炭黑、硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅等。二道中涂一般固体分高,可以制得足够的膜厚(大约40μm);机械性能好,尤其是具有良好的抗石击性;另外还具有表面平整、光滑,打磨性好,耐腐蚀性、耐水性优良等特点,对汽车整个漆膜的外观和性能起着至关重要的作用。

4、汽车用面漆特点及常用品种

汽车用面漆是汽车整个涂层中的最后一层涂料,它在整个涂层中发挥着主要的装饰和保护作用,决定了涂层的耐久性能和外观等。汽车面漆可以使汽车五颜六色,焕然一新。这是我们主要讨论实色面漆。

汽车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。首先耐候性是面漆的一项重要指标,要求面漆在极端温变湿变、风雪雨雹的气候条件下不变色、不失光、不起泡和不开裂。面漆涂装后的外观更重要,要求漆膜外观丰满、无橘皮、流平性好、鲜映性好,从而使汽车车身具有高质量的协调和外形。另外,面漆还应具有足够的硬度、抗石化性、耐化学品性、耐污性和防腐性等性能,使汽车外观在各种条件下保持不变。

随着汽车工业的飞速发展,汽车用面漆在近50年来,无论在的所用的基料方面,还是在颜色和施工应用方面,都经历了无数次质的变化。上世纪三四十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,至八九十年代采用氨基醇酸磁漆、中固聚酯磁漆、热塑性丙烯酸树脂磁漆、热固性丙烯酸树脂磁漆和聚氨基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、更诱人。进入20世纪90年代以来,为执行全球性和地区环保法,减少汽车面漆挥发分的排放量,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,汽车面漆的主要品种是磁漆,一般具有鲜艳的色彩、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的、锤纹漆等。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料分高,配料预混后易增稠,生产及贮存过程中颜料易于沉淀等。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、中固聚酯等树脂为基料,选用色彩鲜艳、耐候性好的有机颜料和无机颜料如钛白、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。

5、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,给整个汽车添装诱人的色彩。

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、随角度变光变色的闪光效果。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CAB树脂液。其中聚酯树脂和氨基树脂可提供烘干后坚硬的底色漆漆膜,共聚蜡液使效应颜料定向排列,CAB树脂液主要是用来提高底色漆的干燥速率、提高体系低固体分下的粘度、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。

目前国内汽车涂装线一般采用溶剂型闪光底色漆,而在一些西方发达国家已经大量使用水性底色漆。

典型的闪光底色漆配方组成见表1。

表1 典型闪光底色漆配方
基料 15%-20%丙烯酸-聚氨酯-氨基树脂,用胺进行水稀释 11%-13%聚酯-氨基树脂混合物
溶剂 10%-15% 水、乙二醇、醇 70%-90%酯、脂肪烃
颜料 1%-20% 铝粉、珠光粉、着色颜料 1%-10%铝粉、珠光粉、着色颜料
增稠剂 <1%PH控制增稠剂 1%-5%没有真的增稠剂,但有控制排列效果的原料
助剂 <1%润湿剂、消泡剂、快干剂 <1%润湿剂

6、汽车用涂料的主要品种

汽车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上,一般要求膜厚30μm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作为基料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组分相同的体系,膜厚一般为10-15μm。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。清漆膜度一般要求约35μm,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80℃左右。

7、汽车用阻尼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。这种用来提高密闭性、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。车底涂料是在车身底板下表面,尤其是易受石击的轮罩、挡泥板表面,增涂的1至2μm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。防声涂料是为减轻因震动产生的噪音而涂装的涂料。20世纪50年代,阻尼涂料一般采用仿苏牌号580,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(即PVC)为主要基料制成的一种无溶剂的PVC系列涂料,其固体分一般可达到100%。这种PVC涂料有较好的硬度、伸长率、剪切强度和拉伸强度,能很好的满足阻尼涂料的性能要求。

8、汽车用粉末涂料的特点及主要品种

粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同,它的分散介质不是溶剂和水,而是空气。它具有无溶剂污染,100%成膜,能耗低的特点。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,在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、固体剂、颜填料、助剂)熔融混合→冷却→粗粉碎→细粉碎→分级→成品。施工方法主要采用静电喷涂。汽车用粉末涂料一般有环氧粉末涂料、聚酯粉末涂料、丙烯酸粉末涂料、环氧/聚酯混合型粉末涂料和聚酯/聚氨酯粉末涂料等。粉末涂料目前可广泛地用于汽车的各种零部件(如汽车底盘、车轮、车轴等)和汽车内、外部装饰。

粉末涂料自20世纪70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VOC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溃谖夜涤梅勰┩苛纤交乖对堵浜螅导视τ靡埠苌伲蟛糠窒抻诼谅朱钡耐苛希⒄骨熬笆止憷摹(end)

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