我國汽車水性涂料應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

作為涂裝下游應用行業(yè)，汽車工業(yè)的發(fā)展對汽車涂料市場的拉動作用明顯。汽車涂料是指涂裝在轎車等各類車輛車身及零部件上的涂料，一般指新車的涂料及輔助材料和車輛修補用涂料。汽車涂料是發(fā)展較快的涂料品種，用量僅次于建筑涂料，位居第二，它也是性能要求較高的涂料品種，其中尤以汽車涂裝要求高。因此，汽車涂裝材料往往代表了當代涂料工業(yè)發(fā)展的高水平。

汽車水性漆涂裝工藝普及來臨

當今歐美新建的汽車廠大都采用水性漆涂裝工藝。據(jù)悉，歐洲70%以上的汽車涂裝生產(chǎn)線均采用水性涂料施工工藝，美國60%以上的汽車涂裝生產(chǎn)線均采用水性涂料施工工藝，日本70%以上均采用水性涂料施工工藝或3c1b工藝來降低涂裝voc（揮發(fā)性有機物）的排放，并達到相關法律法規(guī)要求。而作為全世界汽車保有量排名第二的國家，我國汽車涂料和涂裝技術方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大差距。

由于對物流、設備、施工環(huán)境等全價值產(chǎn)業(yè)鏈的管控比較苛刻，水性涂料在國內(nèi)的應用仍不普遍，據(jù)悉，當前我國整車廠商使用水性漆的比例并不高，大約在25%之間，市場推廣仍存在阻礙。東風商用車有限公司技術中心工藝研究所科長周全此前在接受媒體采訪時表示，阻礙主要來自兩點，設備投資大，水性涂料的儲存條件要求高，溫度需要保持在5~30°C，儲存周期為3個月，因此需要中央空調(diào)來確保恒定的溫濕度。第二，運營成本高，噴房恒定的溫濕度對能耗需求非常大。施工窗口要求溫度在20°C左右，濕度在60%左右。苛刻的儲存、施工環(huán)境與高能耗用讓國內(nèi)許多企業(yè)感到兩難。此外，許多老廠改建成適應水性漆工藝的難度較大，企業(yè)頗感壓力。

目前，國內(nèi)一些主流汽車生產(chǎn)廠商已開始將水性漆涂裝工藝定為未來汽車涂裝發(fā)展方向，廣州本田增城工廠、廣州豐田、江淮汽車轎車工廠、北京現(xiàn)代、上海通用、一汽大眾、上海汽車等汽車廠商多條水性涂料涂裝線相繼投建。

車身電泳漆選用與防腐蝕性

汽車防腐蝕關鍵的就是車身和零部件防銹蝕。對車主來說，沒有比突然發(fā)現(xiàn)光潔的車身上出現(xiàn)了銹點更讓人糟心的事情了。車身漆膜是由多個涂層構成的，目前主流的二涂車漆由內(nèi)到外分為電泳層、中涂層、色漆層、清漆層4個涂層，其中電泳層是所有車漆噴涂的基礎層， 也就是我們俗稱的底漆。

整個車身的外部框架大部分是由一層鋼板構建而成的，無論鋼板先天條件多么，強度多么高，一旦出現(xiàn)了腐蝕、銹穿等現(xiàn)象，在實際使用中就和一層脆弱的薄紙沒什么區(qū)別了。而車身原本的設計初衷是為了保護乘客生命安全，如果在銹蝕的情況下發(fā)生碰撞，將無法起到任何保護作用。

要讓一輛汽車的車身既穿上華麗的外衣，又能持續(xù)耐腐蝕并保持剛強度，電泳漆的作用則是至關重要的，因為它不僅是連接車身鋼板和外漆的紐帶，還與車身防腐直接相關。當車身鋼板被電泳漆包裹形成電泳層后，車身即使在高溫、潮濕及強腐蝕等極端壞境下，也能多年不出現(xiàn)腐蝕。因此，為了讓車身達到優(yōu)越的耐腐蝕性，每個主機廠的工程師在電泳漆的選擇和車身的防腐蝕管控上都會下很大的功夫。

在電泳漆的涂裝過程中，白車身進入充滿電泳漆的電泳槽里，經(jīng)過電化學反應，車身表面會附著上電泳漆，再經(jīng)過160 ℃以上的高溫烘烤，終形成電泳漆膜。車身的外表面電壓較高，電泳漆更容易附著，但車身內(nèi)腔、復雜的嚴重屏蔽盒狀結構以及電場等難以達到的部位則很難附著上電泳漆。而泳透力高的電泳漆就能保證在外板膜厚滿足要求的同時，內(nèi)腔也能達到很高的膜厚。由此可見，泳透力是考量電泳漆進入凹陷的能力，是電泳漆的一項重要指標。

關于泳透力的檢測方法有很多種，一般選用四枚盒法進行測試。所謂四枚盒法就是將四塊板子組裝成盒裝結構，留有一個小孔讓電泳漆流進去，電泳完成后測試內(nèi)側和外側膜厚的比值（G/A），這個比值就是泳透力了。泳透力越高，內(nèi)腔上膜就越容易。

車車身內(nèi)腔電泳漆膜上膜概述

在汽車車身涂裝過程中，車身內(nèi)腔區(qū)域不噴涂面漆。全靠電泳底漆或在內(nèi)腔通過注蠟工藝來防止車身內(nèi)腔的腐蝕。因此，汽車車身內(nèi)腔部位電泳漆膜上膜質(zhì)量的好壞就將影響到車身內(nèi)腔防腐的年限與防腐效果。

如果在汽車車身結構設計、電泳涂料的選擇、工裝設計及電泳工藝參數(shù)的選擇等方面沒有考慮汽車車身內(nèi)腔電泳成膜問題，就會出現(xiàn)車身內(nèi)腔電泳漆膜質(zhì)量差．車身內(nèi)腔局部區(qū)域沒有電泳漆膜，造成該部位防腐蝕性差，防腐蝕時間短，特別在環(huán)境比較潮濕、鹽分含量高的海邊等地區(qū)，如果遇到雨水等場合，車身內(nèi)腔更容易發(fā)生腐蝕，出現(xiàn)流黃水等現(xiàn)象，因此，改善汽車車身內(nèi)腔等區(qū)域電泳漆膜的質(zhì)量是至關重要的。本文將從電泳涂裝理論、工裝設計、涂裝設備維護、電泳涂料、車身結構設計、電泳工藝參數(shù)調(diào)整等方面來分析如何改善汽車車身內(nèi)腔電泳漆膜上膜的問題。從而避免汽車車身內(nèi)腔出現(xiàn)銹蝕等質(zhì)量問題。

電泳涂裝理論分析

電泳涂裝在汽車涂裝中應用始于20世紀60年代初，是在汽車工業(yè)中普及和技術更新快的車身涂底漆方法。目前．國產(chǎn)汽車車身已有95％以上采用陰極電泳涂底漆。電泳的基本原理是電泳涂料的離子化樹脂溶解分散于水中，并離解形成帶電膠粒；在直流電場中，離子化的樹脂膠團會同時發(fā)生電泳、電解、電沉積和電滲作用，使之在金屬表面附著一層有一定絕緣性的漆膜。

電泳指膠體溶液中的陽極和陰極接電后，在電場的作用下帶正(或負)電荷膠體粒子向陰極(或陽極)一方泳動現(xiàn)象稱為電泳。電解指電解質(zhì)水溶液在直流電場中，水發(fā)生電解。電沉積指當離子化膠粒泳到電極表面時。膠粒因中和失穩(wěn)析出并附著在電極表面上。電滲指分散介質(zhì)向帶電粒子泳動相反方向運動的現(xiàn)象。從電泳的基本原理分析，解決車身內(nèi)腔電泳漆膜上膜的關鍵是保證車身內(nèi)腔區(qū)域的電場分布，從而在電泳過程中，保證在汽車車身內(nèi)腔能夠形成完整均勻的電泳漆膜。

解決汽車車身內(nèi)腔電泳漆膜上膜的工藝分析

涂裝設備維護

電泳涂裝過程中，涂裝設備(如車體抱具、電泳陽極系統(tǒng)等)如果不定期進行維護，清理車體與抱具接觸點的電泳漆膜。對電泳陽極系統(tǒng)進行殺菌等措施，將嚴重影響到車身內(nèi)腔的電場分布．從而導致車身內(nèi)腔電泳漆膜質(zhì)量差。

由于長期不清理車身與抱具抱點接觸處的電泳漆．抱具上附著的電泳漆膜比較厚，嚴重影響了導電性，從而影響了車身內(nèi)腔等區(qū)域的電場分布，導致在電泳過程中車身內(nèi)腔電泳漆膜厚度不能滿足工藝要求，從而影響了車身內(nèi)腔的防腐；電泳陽極系統(tǒng)需要定期檢查，確認陽極膜表面的污染狀態(tài)，定期對陽極膜進行殺菌處理．可以保證車身等內(nèi)腔部位的電場分布，從而保證車身內(nèi)腔電泳漆膜在工藝范圍內(nèi)。具有良好的防腐性。

電泳涂料

采用不同類型的電泳涂料，汽車車身內(nèi)腔形成的電泳漆膜厚也會不同。在其它條件均相同的條件下，采用高泳透力的電泳漆，車身內(nèi)腔等區(qū)域電泳漆膜厚度比非高泳透力電泳漆膜厚。車身內(nèi)腔的防腐能力要好。泳透力是在電泳涂裝過程中使背離電極的被涂物表面涂上漆的能力。是電泳涂料的重要特性之一。

與電泳槽液的電導和濕涂膜的比電阻有關，兩者越大該漆的泳透力越高，同時，泳透力與涂裝工藝參數(shù)(泳涂時間、涂裝電壓、槽液固體份)有直接關系，泳涂時間長、電壓和固體分高，泳透力也會適當提高。泳透力的大小是確?？涨徊糠帧⒖p隙間等表面涂上漆的目標值．如果選擇了泳透力的電泳涂料及工藝參數(shù)．車身內(nèi)腔表面的涂膜仍然很薄或，則應該改進車身的結構設計，通過增開工藝孔來解決泳涂質(zhì)量問題。