水性涂料在汽車修補涂裝中的設計以及應用

高月敏，王 賽（.天津科技大學，天津 300000；.PPG工業(yè)集團龐貝捷漆油貿易（上海）有限公司，上海 00000）

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水性涂料在汽車修補涂裝中的設計以及應用

高月敏1，王 賽2
（1.天津科技大學，天津 300000；2.PPG工業(yè)集團龐貝捷漆油貿易（上海）有限公司，上海 200000）

摘 要：隨著人們環(huán)保意識的提高，國家法律法規(guī)在環(huán)境保護上的力度逐步加大，汽車涂裝也要跟上時代發(fā)展的步伐，逐步向環(huán)境友好、資源節(jié)約的方向發(fā)展，在我國汽車工業(yè)發(fā)展的五十多年歷史中，伴隨科學技術的進步和汽車涂層質量要求的提升，汽車涂料已經實現了四次大的更新換代，這不僅有利于實現我國可持續(xù)發(fā)展的目標，還能為員工的生命安全保駕護航。本文從水性涂料的現狀著手，介紹了水性涂料的特點和水性涂料的應用問題，并對水性涂料在汽車修補涂裝中的應用做了一些探討，以期望拓展水性涂料的應用范圍。

關鍵詞：水性涂料；汽車修補涂裝；應用

0　引言

隨著我國經濟的不斷快速發(fā)展，涂料工業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，不同涂料的功能越來越多，品種也越分越細，在涂料的制造和施工過程中會產生大量的有機揮發(fā)物（VOC），這種有機揮發(fā)物不僅會污染環(huán)境，還會威脅人們的生命健康，所以低污染的水性涂料已經成為涂料的發(fā)展方向［1］，水性涂料相對于其他涂料而言，在降低火災危險性等級的同時，在一定程度上減少了VOC的排放，不僅施工相對簡單，而且應用范圍極廣，已經成為廣大涂料科技人員的首選品種，被市場廣泛接受［2］。

1　水性涂料的現狀

近年來我國出現了較多重大污染事件，國家定制了一系列的法律法規(guī)，并且隨著社會的進步，人們的生活水平不斷提高，能源需求不斷加大，使得我國化工原材料價格不斷上升［3］，這就使得水性涂料這種無污染又節(jié)能的涂料得到了人們的廣泛關注，成為了我國涂料行業(yè)發(fā)展的重點，水性涂料具有其他涂料無法比擬的優(yōu)勢，不僅光澤度高、附著力強，而且抗沖擊性能優(yōu)良，已經成為了涂料行業(yè)的主攻發(fā)展方向［4］。

2　水性涂料的性能特點

水性涂料的具體物理性質見表1所示。凡是以水為溶劑或者稀釋介質的涂料，都可以稱為水性涂料，水性涂料與溶劑涂料相比，揮發(fā)速率較低，導電性較高，表面張力較高，由于水性涂料與溶劑涂料性能不同，所以在施工工藝上也會有所不同。

2.1水性涂料的優(yōu)點

水性涂料是以水為溶劑或者稀釋介質的，相對于其他有機溶劑而言，不僅減少了能源的消耗還節(jié)省了大量的資金，在降低火災危險性等級的同時，在一定程度上減少了VOC的排放，減少了施工人員職業(yè)病發(fā)生的幾率，確保施工人員的身體健康，研究表明，目前水性涂料里面的有機溶劑含量大約為百分之十到百分之十五，并且陰極電泳涂料更為明顯，有機溶劑含量已經降低到1.2%以下，大大降低了對周圍環(huán)境的污染，節(jié)省了成本。下面從兩個方面進行比較：一是，在涂料轉化率上，水性涂料霧化低，損失掉的是水分，溶劑涂料霧化率高，溶劑損失率大。二是，在單位面積的噴氣量上進行對比，有研究表明，每平方米面積上，噴涂水性涂料只需要0.4-0.5g，噴涂溶劑涂料則需要0.6-0.7g。

2.2水性涂料的不足

環(huán)境的溫度和濕度對水性涂料的揮發(fā)具有十分明顯的作用，溫度一定的時候，當濕度過大時，水分揮發(fā)較慢，在施工過程中容易出現流掛，所以說控制環(huán)境的濕度是施工的要素之一。與有機溶劑相比，水的表面張力要大，所以水性涂料對材質外表清潔度要求較高，如果施工前底材表面粘有油脂類的物質，那么有可能出現漆膜縮孔的現象。除此之外，水性涂料普遍存在耐水性差的問題，雖然經過各種工藝方面的改進，水性涂料的耐水性能在不斷的提高，但是與溶劑型涂料的耐水性相比，還存在一定的差距。

3　水性涂料的應用問題

（1）目前我國水性涂料性能表現不同，一些水性涂料的涂裝效果相對于傳統(tǒng)涂料而言，性能較差，一些性能較好的水性涂料，由于原料成本較高，并且受生產工藝的影響，導致實際使用價格較高，因此制約了水性涂料的應用范圍。

（2）受到傳統(tǒng)思維的影響，在汽車涂裝的應用上，一些工廠并不愿意承擔風險，放棄已經穩(wěn)定生產使用的溶劑型涂料而使用水性涂料，并且由于涂裝線采用的都是溶劑型涂料，要采用水性涂料就需要更換涂裝線上的各種設備，這樣不僅承擔了使用風險，也會投入較多的資金，所以這給水性涂料的推廣帶來了一定的困難。

（3）在水性涂料的應用中主要受到了周圍環(huán)境的溫度、濕度和材質表面清潔度的影響，不僅施工周期較長，而且在使用水性涂料的過程中還需要注意漆液的起泡和消泡問題，對施工工藝和配方設計提出了較高的要求，這也制約了水性涂料的推廣。

（4）企業(yè)管理不到位，目前有些企業(yè)對個人佩戴防護用品的重視程度不高，并且公司為了節(jié)約資金成本，勞保用品配備不足，這樣一線員工在進行涂裝作業(yè)時，就沒有佩戴勞保用品的習慣，并且很多員工明明知道需要防護用品，但是由于無法配齊，只能默許和接受，這樣就會嚴重威脅一線員工的生命安全，為身患職業(yè)病埋下深深的隱患，水性涂料VOC排放較低，不僅不會威脅人們的生命安全，也符合國家環(huán)境保護的標準，如果在汽車涂裝修補領域廣泛采用水性涂料對涂裝修補行業(yè)具有重大的意義。

4　水性涂料在汽車修補涂裝中的應用

汽車修補用漆料根據工序可以分類為：底涂，中涂，罩光清漆，其他（脫脂劑、洗噴槍劑）等。

4.1陰極電泳涂料

陰極電泳涂料已經廣泛應用于汽車車身底漆，距今已經有40年的歷史，它是電泳涂裝專用的水性涂料，并且應用范圍及其廣泛，大部分汽車車身均采用的是CED涂料打底，這種技術不僅可以滿足用戶的各種性能需求，還可以達到節(jié)約能源和環(huán)境保護的目的，隨著研發(fā)能力的增強，目前主要有兩種涂料，耐候性（耐UV）CED涂料和超高泳透力涂料。

耐候性（耐UV）CED涂料。為了確保CED涂料的耐蝕性，一般都會采用環(huán)氧樹脂，但是這種物質極易受到光照的影響，在長時間的光照下就會受光老化，并且耐候性不佳，因此就需要開發(fā)新的工藝，適應汽車涂裝技術的需要。耐候性CED涂料分為兩種類型，一種是層分離型高耐候性CED涂料，還有一種是丙烯酸樹脂CED涂料，前者是利用溶解度的不同，兩種相容性低的樹脂配合電泳涂裝后，在一道工序中使耐蝕性和耐候性共存，這樣的層分離結構，使其上層在具有耐候性的同時，具有更好的耐崩裂性，這種方式最大的優(yōu)點就是可以用于無中涂的涂裝體系中。

4.2水性中涂和水性底色漆

采用水性底色漆可以大大降低VOC的排放量，水性中涂也具有溶劑型中涂的優(yōu)點，不僅可以隱藏底面凹凸性，還具有耐光性和耐崩裂性，在涂裝過程中需要使膜厚達到25微米到30微米，由于水性涂漆的表面張力較大，可以在配方設計時使用表面調整劑來降低其表面張力，使其易潤濕底材，除此之外，水性中涂涂裝線的穩(wěn)定性也十分的重要，不僅要確保溫度合理，還需要確保烘干操作的規(guī)范性，這樣就可以使水分充分揮發(fā)。

5　結論

我國汽車涂裝的清潔生產水平和發(fā)達國家相比還有著很大的差距，如何降低我國汽車涂裝對環(huán)境的VOC排放，已經成為一個急待解決的環(huán)保問題，在最近幾年，水性涂料的性能得到了極大的提高與改進，正在逐步替代溶劑涂料的使用，水性涂料可以明顯減低VOC的排放，應該得到大力的推廣和應用，但是目前我國汽車水性涂料的使用范圍較低，所以我國應該健全汽車水性涂料標準規(guī)范，加大對汽車水性涂料的研發(fā)力度和宣傳力度，最終實現水性涂料的大范圍應用。

參考文獻：

［1］ 倪娟. 原子轉移自由基聚合技術及其在環(huán)保型汽車修補涂料中的運用［J］. 涂料技術與文摘， 2011， 32（8）：14-17.

［2］ 馬駿. 菲利普：水性漆在汽修行業(yè)擁有廣闊的應用前景［J］. 汽車維修與保養(yǎng)， 2014（6）：64-64.

［3］ 朱德勇， 邱學科. 汽車修補漆用水性聚氨酯金屬閃光底色漆的配方設計及性能［J］. 涂料技術與文摘， 2013， 34（6）：16-19.

［4］ 張發(fā)愛， 王云普， 柴春鵬. 應用于汽車修補的水性雙組分聚氨酯涂料［J］. 高分子通報， 2004（1）：93-97.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.222

作者簡介：高月敏（1978-），女，河北人，本科，在讀碩士生，高級講師，研究方向：顏色控制在汽車水性漆修補涂裝中的應用。