汽車車底用抗石擊涂料的分析

宋樹森

（揚(yáng)州亞星客車股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225000）

隨著交通運(yùn)輸?shù)母咚倩囁俣却蟠筇岣?，?dǎo)致路面的沙石對汽車底板、輪罩及車身的下部沖擊力顯著增大，使涂層易受損壞而失去耐腐蝕能力。這直接影響著客車的使用性和乘坐性。為使客車具有良好的密封性（水密封、機(jī)械密封性）、防銹性、耐久性和舒適性，必須在車身底板、輪罩、車底板、下縱梁、擋泥板及車門踏板等的下表面進(jìn)行特殊防護(hù)，這就需要在這些部位增涂1～2 mm厚的耐磨涂層，也就是具有抗石擊、防振、防聲和防銹等功能的耐磨性優(yōu)良的車底涂料。

1 瀝青系列抗石擊涂料

瀝青系列抗石擊涂料以瀝青為主要成分，以石棉為填料配制成涂料。由于瀝青的耐水、防腐蝕性強(qiáng)，石棉的耐熱性優(yōu)良，因此，在上世紀(jì)80-90年代，車底涂料一般采用的都是以瀝青為主要成分，以石棉為填料配制成涂料。但是瀝青系統(tǒng)抗石擊涂料存在容易起泡、脆裂、石棉致癌等不少弊端，所以瀝青系列防石擊涂料已經(jīng)不適合用作車底涂料，雖然有的客車廠還在使用，但是隨著水性環(huán)保材料的開發(fā)和應(yīng)用，將會慢慢消失。

2 PVC系列抗石擊涂料

PVC抗石擊車底涂料也稱為聚氯乙烯涂料，它是由聚氯乙烯樹脂和增塑劑、填充料及顏料、附著力促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑等添加劑混合而成的高固體份、無溶劑型涂料，是一種固體份可達(dá)95%以上（揮發(fā)物小于5%）的粘稠膏狀物質(zhì)。PVC抗石擊車底涂料屬于單組份、加熱熔融塑化型制品，需在一定烘烤溫度下，經(jīng)一定時(shí)間熔融塑化（≥140℃×30 min），熔融塑化后的膠膜具有柔韌性好、附著力強(qiáng)、耐磨耗、耐沖擊、耐低溫、耐腐蝕性、隔音性好等性能[1-2]。

2.1 物化性能

國內(nèi)外常用車底用PVC涂料的性能見表1。

2.2 特點(diǎn)和使用方法

1）PVC抗石擊車底涂料產(chǎn)品適用于涂覆在涂有電泳漆或防銹漆的鋼鐵工件表面。

2）PVC抗石擊車底涂料可用高壓無氣噴涂機(jī)施工，噴涂機(jī)壓力比宜在1：30～1：45之間；也可刮涂或刷涂，噴涂層在1～2 mm。

3）PVC密封材料的固化機(jī)理：PVC抗石擊車底涂料主要成分聚氯乙烯，塑料溶膠在40～80℃場合下就產(chǎn)生緩慢的反應(yīng)（聚氯乙烯樹脂吸取增塑劑，產(chǎn)生膨潤），在80℃以上膨潤急速進(jìn)行，完全固化需要140℃×30 min。因此，涂膜需經(jīng)140℃以上烘烤溫度、歷時(shí)30 min使之充分塑化，才能使性能達(dá)到最佳狀態(tài)[3-4]。

2.3 優(yōu)缺點(diǎn)

PVC抗石擊車底涂料是一種優(yōu)良的車底涂料，雖然耐蝕性相對瀝青系列抗石擊涂料來說劣一些，但是也有不少的優(yōu)點(diǎn)：

表1 國內(nèi)外常用車底用PVC涂料的性能

1）耐崩裂性優(yōu)，涂布膜厚可比瀝青質(zhì)系減薄30%左右，涂膜物理性能高，與電泳涂膜的結(jié)合力高，使車底涂層的耐久性得到飛躍式的提升，確保有高防銹力。

2）與中涂的配套性（結(jié)合力）良好，擴(kuò)大使用到車體外板下部，減低車體下部的擊傷缺陷。

3）有機(jī)溶劑含量很少，其中不揮發(fā)份高達(dá)95%～99%，比較環(huán)保。

由于PVC必須在140℃×30 min才能完全固化，對于轎車和小型客車比較合適；而相對大型客車來說，就不太適用，因?yàn)榇笮涂蛙嚨耐垦b都是采用的低溫工藝。

3 水性系列抗石擊涂料

F-205-1防腐底盤膠是一種采用多種高分子水性樹脂復(fù)配而成的專門用于汽車底部、輪罩等部位的抗沖擊防腐涂料，適用于各種車輛底部及易受沖擊部位。該膠是黑色膏狀物，具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)性質(zhì)，對日常的酸堿物質(zhì)無敏感應(yīng)，不含有毒和有機(jī)溶劑。在施工時(shí)，無任何毒氣排放，無“三廢”，無異味，無腐蝕性，安全性能可靠。干固后成為封閉微孔的黑色固體，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，具有強(qiáng)度高、不變形、不粉化、不剝落、不燃燒的特點(diǎn)[5]。

3.1 物化性能

水性系列抗石擊涂料的技術(shù)要求及檢測方法如表2所示。

表2 技術(shù)要求及檢測方法

3.2 產(chǎn)品特點(diǎn)

水性系列抗石擊涂料是世界涂料發(fā)展的趨勢，國內(nèi)也有不少廠家生產(chǎn)，如我公司使用的F-205-1防腐底盤膠就是一種水性的防石擊涂料，但在性能方面，與PVC相比，還有一定的差距。主要在耐腐蝕性、抗沖擊上需要提高，但是它的阻尼性能和自干或低溫烘烤的性能比較適合作為大型客車的車底涂料。與瀝青系列防石擊涂料相比，在耐腐蝕性上還需要提高，但是它不含揮發(fā)性溶劑，比較環(huán)保，適應(yīng)世界低碳的發(fā)展趨勢。

特別是最近PPG公司新開發(fā)的Corashield車底涂料，是一種性能優(yōu)良的水性系列抗石擊涂料，它具有以下特點(diǎn)：

1）優(yōu)良的抗石擊、抗剝落、防劃痕及防銹蝕性能。

2）性價(jià)比高。

3）不含任何揮發(fā)性有機(jī)化合物；無有毒大氣污染物排放。

4）輕盈、抗流掛——濕膜厚度可達(dá)1 mm，而不會出現(xiàn)流掛或滴落狀況。

因此，像Corashield涂料一樣優(yōu)良性能的水性抗石擊涂料，有著一個(gè)前景廣闊的使用市場[6-8]。

3.3 優(yōu)點(diǎn)與使用方法

1）快速干固。在常溫環(huán)境下自交聯(lián)，能迅速干固。噴涂1 mm厚度的涂層，20℃時(shí)表干時(shí)間不超過1 h，實(shí)干時(shí)間不超過10 h。60～80℃溫度烘烤1 mm涂層，干固時(shí)間不超過40 min。

2）附著力強(qiáng)。干固后用銳器很難從基板上剝離。國標(biāo)（拉開法）測定其附著力大于0.6 MPa。

3）柔韌性好。干固后具有極好的柔韌性，φ50 mm彎曲不開裂、不剝落。

4）強(qiáng)度好，抗沖擊性強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)沖擊器50 cm沖擊不開裂、不剝落。

5）耐水性好。長期浸泡水中不剝離、不起泡、不脫落。

6）耐腐蝕、防護(hù)性能好。干固物在10%的H2SO4/H2O、10%的NaOH/H2O中浸泡24 h不起泡、不開裂；耐鹽霧試驗(yàn)120 h不起泡、不開裂。

7）優(yōu)異的阻尼效果。經(jīng)同濟(jì)大學(xué)聲學(xué)所檢測，復(fù)合損耗因數(shù)達(dá)0.04η。

8）無腐蝕性，阻燃性好，使用安全。無有毒、有害溶劑，無有害揮發(fā)成分。

9）工藝性好，使用方便。使用時(shí)不受環(huán)境和工藝設(shè)備限制，省時(shí)，節(jié)能，無污染。使用重慶長江機(jī)械廠生產(chǎn)的GPQ18C（GPQ18CS）型、GN-3A型高粘度噴涂機(jī)一次性噴涂即可完成作業(yè)。噴涂器械用清水洗滌即可保證洗凈。

4 結(jié)束語

在世界低碳經(jīng)濟(jì)的大潮下、綠色交通理念的影響下，低溫水性抗石擊涂料將越來越受到各大客車廠的青睞。

[1]王錫春，楊必暖，林鳴玉.最新汽車涂裝技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[2]高文化.轎車車身用PVC涂料施工工藝簡介[J].汽車工藝與材料，2009，（8）

[3]中國公路學(xué)會客車分會和江蘇省交通科學(xué)研究院.客車制造工藝技術(shù)（第2版）[M].北京：人民交通出版社，2008.

[4]佚名.PPG隆重推出CORASHIELD水性抗石擊涂料[J].化學(xué)工業(yè)，2009，（9）

[5]屠振文.汽車涂料涂層抗石擊性標(biāo)準(zhǔn)與影響因素[J].上海涂料，2008，（3）

[6]王家亮，徐世海，陳良國.大中型客車防腐問題及工藝措施[J].客車技術(shù)與研究，2004，（3）：34-35.

[7]楊學(xué)巖.PVC涂料和聚氨酯涂料在轎車上的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2008，（9）

[8]昌福全.特種涂料在汽車涂裝中的應(yīng)用[J].汽車涂料與涂裝，2005，（11）