汽车涂料一般局限为汽车涂装用的各种功能涂料,应广义理解为汽车涂装材料,即汽车涂装过程(为汽车做“服饰”)中所用的一切材料,除涂料(底漆、中涂、面漆)外,还应包括涂装前处理材料(药剂)、特种功能涂料(如抗石击涂料、车底涂料等)、密封和防声隔热材料、涂装后处理材料等。基于汽车涂料的技术含量高、品种多、用量大,应具备高速流水生产和使用环境所需的独特施工性能和优异的涂膜性能,它早已成为一种专用涂料,领导着工业用涂料的技术发展。烤漆房废气净化设备在汽车工业发达的国家,汽车涂料的产量占涂料总产量的15%一20%,按产值计,所占份额将更高些。全球排名前10位的涂料生产厂商,几乎全是 汽车涂料的市场先进者。汽车涂料已成为整个涂料行业的发展重点之一。
根据从事汽车涂装50多年的经历和积累的资料,现从汽车涂料用户角度来畅谈汽车涂装材料的发展历程、分类、应具有的特性、市场容量和发展趋势等。
在近120a的世界汽车发展历史中,汽车涂料与涂装随汽车产量及使用寿命的提高、使用环境的恶化、工业技术的不断进步和现代化要求、涂层性能(耐蚀性、耐候性、外观装饰性等)的不断提高和适应环保、省资源、节能减排等社会要求,已经历了多次质的飞跃(更新换代)。可将其发展历程划分为以下6个阶段(代):
一代(1930年以前)以植物油和天然树脂为基料制成自然干燥、作坊式生产。
二代(1930-1946年)汽车喷漆阶段,采用硝基漆替代溶剂型涂料,快干,适应流水式涂装线生产,手工空气喷涂。
三代(1946-1976年)合成树脂涂料和阳极电泳涂装阶段。醇酸、酚醛、环氧、氨基醇酸等烘烤型合成树脂涂料替代汽车喷漆。针对道路上撒盐、撒砂石造成的“盐害”腐蚀,提高汽车车身的耐腐蚀性(使用寿命)及内腔也能涂上漆,采用浸涂法(如滚浸、Rotodip)和阳极电泳(AED)涂装法打底,漆前进行磷化处理、焊缝涂密封胶。采用氨基醇酸树脂和丙烯酸树脂面漆改善涂层的丰满度、色泽和耐候性。
四代(1977-1990年)优质合成树脂涂料和阴极电泳涂装阶段。为进一步提高汽车车身使用寿命和面漆涂层的外观装饰性、耐候性、抗酸雨性和抗划伤性,等离子光氧废气处理设备采用阴极电泳(CED)涂装替代阳极电泳(AED);面漆涂装工艺采用双涂层涂装工艺(即底色漆+罩光一烘干),并采用杯式自动静电喷涂机( ESTA)喷涂。
五代(1991-2000年)中涂、底色漆水性化(低VOC化)阶段。采用水性中涂和底色漆替代有机溶剂型中涂和底色漆;部分涂装线采用粉末涂料替代溶剂型中涂和罩光清漆;无铅无锡高泳透力CED涂料投产应用,使VOC排放量达35 g/m2。
六代(进入21世纪以来)高清洁生产、节能减排涂装时代。为实现环保清洁生产、节能减排的时代要求,开发采用环保型超高泳透力CED涂料;适用于3C1B、双底色等“三湿”涂装工艺的水性中涂和底色漆;开发采用新一代环保型表面处理工艺(氧 化错转化膜处理或硅烷处理)替代传统的涂装前磷化处理工艺。实现涂装质量、环保(VOC和C O2排放)、低成本三者兼顾的社会效益和经济效益双丰收。
因工业发展条件不同,各国(地区)汽车工业的涂装水平和所用涂料发展也不平衡,如上述和表1所列各阶段也有交叉,发展也有先有后。总的是 欧美所用汽车涂装材料和涂装工艺水平较先进,日本也已迎头赶上。我国汽车涂装的50多年发展史,自从第三代开始(1956年),采用醇酸树脂底漆、面漆,至今轿车车身的涂装质量和工艺水平虽已与国际水平接轨,可是 环保型的水性中涂和底色漆刚开始采用,在环保、节能减排方面相当于欧美1995年前的水平。
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