分析汽車用水性涂料的特征及其涂裝技術

【摘 要】汽車產業(yè)在我國屬于支柱型產業(yè)，在我國的工業(yè)生產中占據(jù)了重要的地位，隨著時代的發(fā)展和汽車產業(yè)生產技術的進步，我國的汽車生產技術水平也在不斷的提高。特別是汽車的涂裝材料和涂裝技術的發(fā)展，取得了十分明顯的進步，其中，以水性涂料的涂裝為主的環(huán)保型涂料的使用，使汽車的生產不再是一種高污染的產業(yè)。本文就汽車用水性涂料的特性、水性涂料涂裝技術的發(fā)展、該類涂料在環(huán)保上的作用以及未來的發(fā)展空間進行分析，對水性涂料進行綜合性評價。

【關鍵詞】汽車用水性涂料；涂裝技術；環(huán)保節(jié)能

隨著各生產加工制造行業(yè)技術的發(fā)展和對環(huán)保意識的加深，環(huán)保型涂料的研究和發(fā)展就成為當今世界涂料發(fā)展的趨勢，汽車用環(huán)保涂料早在上個世紀80年代就已經(jīng)研發(fā)成功并開始使用，但由于制造技術和涂裝技術的局限，上個世紀的環(huán)保涂料速度較慢，成功投入使用并逐步推廣的環(huán)保涂料為車用水性涂料。水性涂料的環(huán)保性能較傳統(tǒng)的溶劑型涂料的環(huán)保性能優(yōu)勢明顯，但在使用技術和工藝上則較傳統(tǒng)涂料復雜，對環(huán)境要求高，這也間接促進了水性涂料涂裝技術的發(fā)展和革新。

一、水性涂料及其發(fā)展現(xiàn)狀

水性涂料主要是指將水作為涂料調配或揮發(fā)溶劑的涂料。在目前的涂料中，能夠利用水作為調配或揮發(fā)溶劑的涂料有電泳涂料、水性防銹涂料、水性中涂漆、水性底色漆、水性清漆和水漿狀粉末清漆等。汽車用水性涂料主要有電泳涂料、水性中涂漆、水性底色漆等。世界上大部分的發(fā)達國家的汽車工業(yè)發(fā)展迅速，在涂料的更新上，已經(jīng)完全將水性涂料替代了傳統(tǒng)的溶劑涂料。我國在該領域的發(fā)展迅速但未進行產業(yè)上的整體更新，因此，我國的汽車涂裝產業(yè)目前只普及應用了電泳涂料進行汽車車身底漆的涂裝。

二、水性涂料的涂裝技術和難點剖析

2.1水性涂料的涂裝技術

水性涂料在進行涂裝時，在涂裝的技術上，與傳統(tǒng)的溶劑型涂料具有很大的區(qū)別，水性涂料的電阻低，需要在高電壓下導電，而涂料管往往都未做導電防御處理，因此無法直接使用水性涂料進行涂裝，而噴入溶劑型的靜電噴涂設備，也無法與水性涂料的靜點噴涂進行通用。因此，在進行水性涂料的使用時，一般會使用外部電極荷電式輸漆設備，或將電噴槍進行防電絕緣處理。使用外部電極荷電式輸漆設備時，需要將噴杯外部安裝高壓放電針，不需改變其他的設備和設施。這種方式也是較為節(jié)約成本的方法，在目前普遍使用這種方式進行水性涂料的使用。

2.2水性涂料的烘干工藝

在使用水性涂料進行汽車涂裝時，對水性涂料的固化是水性涂料使用中的技術重點。因為水性涂料如果出現(xiàn)固化不良，會使涂料的耐水性降低。并且水性涂料在固化過程中，容易出現(xiàn)濕漆膜水分突沸現(xiàn)象，使漆膜外表產生氣泡，進而塌陷，影響水性涂料的使用效果。因此，在水性涂料涂裝后，應進行特殊的烘干過程，即在烘干前進行預烘干步驟，使?jié)衿崮さ牟粨]發(fā)評分達到80%以上，再進行高溫烘干步驟。預烘干的熱風條件一般為：風速10m/s以上，溫度處于40℃至80℃之間。如果是電泳漆涂膜，則可以直接進入高溫烘干室進行烘干，可省略預烘干過程。

2.3水性涂料涂裝普及使用的難點剖析

水性涂料在進行涂裝生廠上有一定的困難，這是由于水性涂料的生產工藝和生產設備與傳統(tǒng)溶劑型涂料的生產工藝不同，設備無法通用，也無法根據(jù)自身原有設備進行改裝使用，必須將設備完全更新，設備更新的費用昂貴，一般的工廠無法進行隨意更換。在水性底色漆涂裝完成后，涂料的烘干環(huán)境和烘干工藝的環(huán)境條件要求過高，對烘干室的烘干系統(tǒng)及設備要求也很高，需要對舊涂裝車間進行整體改造。而在水性涂料的烘干中，水性涂料的烘干過程要求和設備都會使用大量的能源，直接增加了涂料涂裝的成本。而預烘干系統(tǒng)在使用過程中需要較大的占地面積，在廠房使用上增加了廠房的面積，使廠房的建設成本增加。水性涂料由于其生產模式和使用模式的制約，價格在與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，要高出很多，直接影響了水性涂料的使用成本，這些都制約了水性涂料的普及使用。

三、水性涂料在節(jié)能環(huán)保上的優(yōu)勢及發(fā)展空間

3.1水性涂料的環(huán)保優(yōu)勢

水性涂料在使用過程中將溶劑等高污染的制作生產用料省略，直接使用水作為溶解劑或調制劑，這使許多由溶劑產生的揮發(fā)性有機化合物在生產中明顯降低，使汽車生產的涂裝環(huán)節(jié)更為環(huán)保。特別是底色漆的涂裝，在揮發(fā)性有機化合物的減排上，能夠減少80%。對環(huán)保生產具有重要的意義。目前在我國，已經(jīng)將水性底色漆的涂裝完全普及，使汽車生產中的揮發(fā)性有機化合物的排放量大大降低，參見表1。

水性涂料在進行水溶型涂料的噴涂時，可以利用超濾裝置將涂料進行回收利用，從噴漆室的循環(huán)水中將水性涂料分離開來，進行重新使用，能夠提高水涂性涂料的使用率，節(jié)約成本，并且減少了水性涂料在廢水排放時的處理成本和處理設備的使用。

3.2水性涂料的發(fā)展空間

汽車水性涂料的研發(fā)和生產人員在針對水性涂料的涂裝技術和涂裝中出現(xiàn)的問題進行了統(tǒng)一的研究和實驗，針對水性涂料生產使用成本高，設備成本高烘干技術要求嚴格等問題，我國的研究人員正在逐一進行探索和革新。特別是近年來，我國出現(xiàn)了以水溶型丙烯酸樹脂和聚醋樹脂等材料為基料生產的水性涂料，能夠在室溫和烘干溫度較低的環(huán)境進行烘干，效果良好，更有許多品種的涂料能夠自干，對加工環(huán)境的要求已經(jīng)明顯降低，解決了目前水性涂料在烘干中高設備高環(huán)境要求的現(xiàn)狀。目前，在高檔轎車的罩光清漆等范圍的涂料還未上市，這種涂料一旦上市，在高檔轎車的生產中能夠有效的改善高檔轎車的生產工藝和效果，減少高檔轎車生產中的污染排放量，具有廣闊的發(fā)展空間和市場潛力。

四、總結：

21世紀時科技時代，各種領域都在進行科技的革新，對環(huán)境的保護在工業(yè)生產原料和工藝的革新中占據(jù)著重要的地位，對工業(yè)的發(fā)展方向起到?jīng)Q定性的引導作用。汽車行業(yè)的涂料涂裝過程對環(huán)境的污染較為嚴重，主要的污染為揮發(fā)性有機化合物和水污染，其中以揮發(fā)性有機化合物的污染最為嚴重，對工廠周圍的空氣環(huán)境造成極其惡劣的影響，嚴重的威脅了工人和周圍居民的生產生活安全。通過對車用水性涂料的開發(fā)和普及應用，能使汽車涂料涂裝過程中所產生的揮發(fā)性有機化合物的排放量減少85%以上，在汽車涂裝中，水性涂料的回收利用率和對水環(huán)境的保護也是水性涂料的優(yōu)勢特點，水性涂料可以通過各種高科技手段進行自身制約因素的改進和革新，能夠更加提升汽車涂裝效果，能夠為保護環(huán)境和推動國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展起到關鍵的作用，是我國未來汽車涂裝用料的發(fā)展趨勢。

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