關(guān)鍵詞：水性汽車涂料；發(fā)展現(xiàn)狀；環(huán)保涂料

    0引言

    近幾年來全人類最關(guān)注的話題之一就是環(huán)境保護(hù)問題。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車涂料的用量也在不斷增長，2004年汽車新車用（OEM）涂料的總需求量將超過16萬噸。目前國內(nèi)汽車涂料以溶劑體系為主，其中大量的VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）對(duì)環(huán)境造成的污染日趨嚴(yán)重，世界各國相繼制訂了相關(guān)法規(guī)以限制涂料VOC的使用量。例如德國95年生效的清潔空氣法規(guī)中要求，噴涂施工時(shí)，每平方米有機(jī)揮發(fā)物排放量不大于35g/?。而傳統(tǒng)的溶劑型涂料VOC排放量約125g/?。為了達(dá)到環(huán)保要求，汽車涂料正在向水性化、高固體分及粉末涂料方向發(fā)展，其中水性化技術(shù)是最有效的途經(jīng)之一，尤其是目前最流行的金屬閃光涂層，其VOC排放量占總量的66%，該層涂料水性化后，整車VOC排放量可減少一半以上。如果車身涂裝全部采用水性涂料，則VOC排放量可降低至27g/?[1],完全達(dá)到最嚴(yán)格的環(huán)保要求。

    1水性汽車涂料 的應(yīng)用現(xiàn)狀

    汽車涂料主要包括底漆、中涂、面漆，其中面漆又分為本色漆和金屬閃光涂層，一般金屬閃光涂層由金屬閃光底色漆與透明罩光清漆組成，采用二涂一烘方式施工。由于水的表面張力大，蒸發(fā)速度慢，使得水性涂料在涂裝過程中對(duì)環(huán)境溫濕度變化比較敏感，容易產(chǎn)生漆膜缺陷如氣泡、縮邊、流掛等，所以水性汽車涂料的應(yīng)用總是滯后于溶劑型涂料。

    汽車涂料的水性化進(jìn)程是從底到面逐步進(jìn)行的，早在60年代歐、美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)率先使用水性電泳底漆，目前底漆已有90%以上采用水性涂料，88%汽車中涂也已采用水性化技術(shù)，水性金屬閃光底色漆的應(yīng)用超過了65%，罩光清漆則大多采用高固體份涂料或粉末涂料，水性罩光清漆正在研究完善,工業(yè)化應(yīng)用較少[1][2]。如德國的大眾、通用、寶馬、克萊斯勒等汽車公司均采用水性中涂和水性底色漆。國內(nèi)的水性汽車涂料發(fā)展則不容樂觀，除了底漆大部分水性化以外，水性中涂及水性面漆均未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。由于國內(nèi)汽車工業(yè)發(fā)展參差不齊，其中高檔轎車底漆大多采用水性的陰極電泳涂料，中涂及底色漆采用溶劑型聚酯氨基體系或丙烯酸氨基體系，而罩光清漆則采用溶劑型丙烯酸與封閉型聚氨酯交聯(lián)體系，目前主要依賴進(jìn)口或合資企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品；另外國內(nèi)還有很多微型車、卡車等由于價(jià)格限制，涂裝質(zhì)量相對(duì)偏低，底漆也只有一部分采用水性電泳涂料，相當(dāng)一部分汽車底盤、車架、零部件等采用水性浸涂漆，如常州涂料化工研究院的水性環(huán)氧聚酯浸涂漆及北京紅獅的水性丙烯酸氨基浸涂底漆；甚至還有一部分仍采用溶劑型丙烯酸氨基噴涂或浸涂，不過近幾年來各類汽車的防腐要求越來越嚴(yán)格，考慮到避免火災(zāi)隱患、達(dá)到安全高效生產(chǎn)，從溶劑型底漆轉(zhuǎn)化為電泳涂料的趨勢(shì)明顯。

    2水性汽車涂料的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)

    汽車工業(yè)較發(fā)達(dá)的國家非常重視水性汽車涂料的研究開發(fā)，新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)。電泳涂料的發(fā)展趨勢(shì)是無重金屬（Pb,Sn等）、超低溫固化（130℃-140℃）、邊角遮蓋效果好，PPG公司還成功開發(fā)了雙層電泳系統(tǒng)，第一層為無鉛的陰極電泳涂料（黑色，導(dǎo)電），第二層為耐石擊電泳中涂（灰色或彩色）。水性中涂可增加底漆與面漆的附著力，提高面漆的鮮映性及豐滿度，使整車裝飾效果更佳。目前主要采用柔韌性好的水性聚酯樹脂為主要成膜基料，配以氨基樹脂或封閉型聚氨酯樹脂固化劑，如專利文獻(xiàn)US5886085、EP576952、WO9535350等介紹的涂層附著力強(qiáng)，抗石擊性好。水性中涂要求具有高耐磨性、高耐石擊性并有與面漆同色化趨勢(shì)。水性底色漆主要采用水性丙烯酸氨基和水性聚氨酯兩種體系，該類樹脂本身具有一定假塑形，使片狀顏料良好取向，產(chǎn)生隨角異色的閃光效果[1][3]；如專利文獻(xiàn)US4539363、EP554780、US6001915等均有詳細(xì)介紹，水性閃光漆的發(fā)展趨勢(shì)是要求高光澤、高鮮映性、高耐候性、耐劃傷性及耐酸雨性。最近伊士曼公司的水性CAB開發(fā)成功，引入到水性閃光漆中，能明顯改善施工性，起到防沉和抗流掛作用，得到的涂層閃光指數(shù)更高；另外珠光粉、熒光粉等特殊效應(yīng)顏料的應(yīng)用使得水性閃光漆的外觀裝飾性更好，色彩變化更豐富。由于水性金屬閃光漆特殊的流變性，更有利于片狀顏料良好取向，可獲得優(yōu)異的金屬閃光效果，且施工應(yīng)用技術(shù)也相當(dāng)成熟，通用汽車公司預(yù)計(jì)，2020年前全球大部分汽車廠會(huì)采用水性金屬閃光漆[4]。常州涂料化工研究院是國內(nèi)較早開始研究開發(fā)水性汽車涂料的，七十年代就開始探索各種水性工業(yè)涂料，在“七五”到“九五”期間，承擔(dān)多項(xiàng)國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，先后開發(fā)成功電泳涂料，水性環(huán)氧聚酯浸涂底漆，水性聚酯中涂及水性汽車面漆；“863”國家攻關(guān)項(xiàng)目完成了水性金屬閃光涂料的研制。同時(shí)與東風(fēng)汽車公司工藝研究所合作進(jìn)行了中試生產(chǎn)及施工工藝試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試后，整車試涂裝飾效果良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到汽車廠要求（主要性能指標(biāo)見表一）。目前，水性閃光漆及水性罩光清漆暫時(shí)運(yùn)用在自行車零部件上，經(jīng)過全面考查后，可以在汽車領(lǐng)域推廣應(yīng)用。