汽車用水性涂料的特征及其涂裝技術(shù)分析

謝濤

摘要：水性涂料是一種環(huán)保材料，可以用水調(diào)制，在成膜過程中極易受到外界因素的影響。所以，需要加強對水性涂料成膜特性的研究，不斷提升水性涂料的應(yīng)用性能和效果。首先闡述汽車用水性涂料的環(huán)保應(yīng)用，其次剖析水性涂料的特征及涂裝技術(shù)，最后探討汽車用水性涂料的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車用水性涂料;特征;環(huán)保;涂裝技術(shù);控制

我國作為汽車大國，對汽車涂料的需求巨大，應(yīng)用與發(fā)展前景十分可觀。一般情況下，水性涂料可以用水配制，換言之，水性涂料揮發(fā)的成分大多是水。應(yīng)用于工業(yè)涂裝的水性涂料主要包括電泳涂料、水性防銹涂料及水漿狀粉末清漆等。在汽車行業(yè)中，以往主要使用傳統(tǒng)的溶劑型涂料，這種涂料缺乏環(huán)保性，對環(huán)境和人體健康造成了一定的威脅。水性涂料具有良好的環(huán)保性，應(yīng)用優(yōu)勢顯著，可以很好地解決環(huán)保問題。目前，許多發(fā)達國家的汽車工業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了水性涂料的大力推廣和應(yīng)用，在極大程度上實現(xiàn)了揮發(fā)性有機化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）排放量的降低，有效推動了環(huán)保事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展[1-2]。因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)加強對汽車用水性涂料特征的認識和了解，以此為基礎(chǔ)，不斷提升水性涂料涂裝技術(shù)的應(yīng)用效果，努力推動我國汽車行業(yè)整體發(fā)展水平的提高，促進社會效益和經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一發(fā)展。

1 汽車用水性涂料的環(huán)保應(yīng)用分析

汽車用水性涂料是一種環(huán)保材料，對人類和環(huán)境的影響極小，不會造成危害。目前，要想減少傳統(tǒng)汽車涂料中的有毒、有害物質(zhì)，最有效的措施就是使用水性涂料，這將成為汽車涂料發(fā)展的必然趨勢。有調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段，大多數(shù)汽車生產(chǎn)工廠已經(jīng)使用水性涂料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的涂料。這是因為使用水性涂料可以有效減少有毒、有害物質(zhì)的排放量，不僅符合保護環(huán)境的要求，不會危害乘車人員和汽修人員的身體健康，還可以有效降低成本，促進社會效益和經(jīng)濟效益的提升。

2 汽車用水性涂料的特征分析

2.1 種類多

因為水性涂料的主要成分是水，所以種類比較多，尤其是在工業(yè)涂裝方面的應(yīng)用十分廣泛。水性涂料包含電泳涂料、水性防銹涂料、水性中涂漆和水性底色漆等多種不同的類型。一些發(fā)達國家已經(jīng)用水性涂料替代傳統(tǒng)溶劑類涂料，且在汽車上使用水性中涂漆與水性底色漆已經(jīng)取得了一定的成績，這與水性涂料種類的不斷增多密不可分。

2.2 環(huán)保性

水性涂料是一種環(huán)保型綠色涂料，許多領(lǐng)域的企業(yè)已經(jīng)使用水性涂料替代之前的溶劑型涂料。如以往的溶劑型底色漆以水性底色漆替代，可以大幅度降低VOC的排放量，使企業(yè)在生產(chǎn)過程中良好地達到環(huán)境保護和減排的相關(guān)要求和規(guī)定，為企業(yè)減少了很多不必要的工作。另外，水性涂料的運用還可以起到節(jié)約石油資源的作用，這在一定程度上也推動了水性涂料的進一步發(fā)展。水性涂料的使用推進了生態(tài)環(huán)境保護工作，有助于創(chuàng)設(shè)良好的生存環(huán)境，因此，還需加強對水性涂料的研究、發(fā)展及應(yīng)用，促進水性涂料的長期與穩(wěn)定發(fā)展。

2.3 蒸發(fā)潛熱大

盡管水性涂料的優(yōu)點比較多，具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢，但自身也存在一定的缺陷。所以，在實際的應(yīng)用過程中，還要重視缺陷問題。如水性涂料的蒸發(fā)潛熱極大，提高了涂裝的難度。一般水在蒸發(fā)過程中所需要的能量是有機溶液的5倍之多，再加上在蒸發(fā)過程中還會受到溫度、濕度等因素的影響，在相對濕度較高時難以有效地蒸發(fā)，致使涂裝作業(yè)效率降低。水性涂料的蒸發(fā)潛熱較大還會對噴涂過程造成影響，固體分質(zhì)量分數(shù)提高的速度比溶劑型涂料慢得多，受涂裝環(huán)境中溫度和濕度的影響非常大。此外，溶劑型涂料大多使用稀釋劑進行調(diào)整，應(yīng)用范圍受到較大程度的限制[3]。

3 汽車用水性涂料的涂裝技術(shù)研究

3.1 控制噴涂溫度、濕度

在汽車用水性涂料的涂裝過程中，控制噴涂溫度、濕度是一項基礎(chǔ)性的工作。首先，需要考慮水性涂料中涂漆和底色漆的特性，所以要對涂料的流變性、不易揮發(fā)性與低潤濕性等加以考量。其次，為了獲得更加優(yōu)質(zhì)的裝飾涂層，作業(yè)人員需重視噴涂過程中的涂裝條件，將噴涂環(huán)境的溫度、濕度控制在一定范圍內(nèi)。最后，為了更好地實現(xiàn)節(jié)能減排目標，企業(yè)不用全年保持恒溫和恒濕效果，可以結(jié)合當?shù)貧夂驐l件的變化，對溫度和濕度作出適當?shù)恼{(diào)整，從根本上提升汽車用水性涂料的涂裝技術(shù)水平。

3.2 重視烘干工藝的合理應(yīng)用

在汽車用水性涂料的涂裝技術(shù)應(yīng)用中，烘干工藝至關(guān)重要。由于水性涂料的涂膜難以蒸發(fā)，涂裝作業(yè)的可靠性受到不良影響。在實際的噴涂過程中，固體分質(zhì)量分數(shù)提高的速度比較慢，溶劑型涂料可以通過調(diào)整稀釋劑提高涂裝時的固體分質(zhì)量分數(shù)，而水性涂料難以提高固體分質(zhì)量分數(shù)。因此，要想確保水性涂料固化后不溶水、有較好的耐水性，就要在高溫條件下烘干[4]。另外，在烘干過程中，為了避免濕漆膜中的水分出現(xiàn)煅沸產(chǎn)生氣泡，技術(shù)人員要控制濕漆膜的不揮發(fā)分，通過高溫烘干保證涂膜性良好，促進汽車用水性涂料涂裝技術(shù)水平和效率的提高。

3.3 重視耐腐蝕材料的選擇

在汽車用水性涂料的涂裝技術(shù)應(yīng)用中，耐腐蝕材料十分重要。在選擇耐腐蝕材料時，應(yīng)盡可能選用不銹鋼或塑料材料。同時，由于水性涂料的抗凍性與穩(wěn)定性遠不及溶劑型涂料，技術(shù)人員需重視水性涂料的儲存環(huán)境，盡可能選擇在常溫環(huán)境下儲存，保證儲存周期穩(wěn)定在半年左右。在選擇耐腐蝕材料的過程中，還需保證漆罐具有良好的密封效果，并確保清洗溶劑的配比準確，不斷提升汽車用水性涂料涂裝技術(shù)的精準度。

3.4 優(yōu)先應(yīng)用熱泵技術(shù)

在汽車用水性涂料的涂裝技術(shù)中，熱泵技術(shù)不容忽視。在應(yīng)用熱泵技術(shù)時，技術(shù)人員可以使用熱泵技術(shù)的低濕、低溫底色漆預(yù)烘干法，提高整體穩(wěn)定性。同時，需注意在實際罩光前揮發(fā)濕漆膜內(nèi)的水分，并保證固體質(zhì)量分數(shù)（NV）在70%以上。在這一過程中，還需在適當?shù)臅r間取消冷卻工序，在一定程度上減少能量的損耗，還可以減少60%左右的 CO2排放，與其良好的環(huán)保性和綠色性相符，推動了汽車用水性涂料涂裝技術(shù)的發(fā)展與進步，促進了汽車行業(yè)的健康與持續(xù)發(fā)展。

4 汽車用水性涂料的常見質(zhì)量問題與控制策略

4.1 流淌與流掛的問題

在噴涂水性涂料的過程中，極易出現(xiàn)流淌或流掛的問題，主要原因有噴涂部位面積較大、表面不平整、涂料用量過多、涂料的黏稠度不足、噴槍和物體表面間距不合理、噴槍孔徑偏大。要想有效解決流淌或流掛的問題，工作人員要事先認真調(diào)試相關(guān)涂料，科學把控具體密度，并在實際噴涂環(huán)節(jié)控制涂料的土層厚度，不可偏厚、也不可偏薄。

4.2 刷痕問題

在噴涂水性涂料的過程中，可能會因基礎(chǔ)材料干燥度偏高、涂料過于黏稠、溫度偏高等原因而出現(xiàn)刷痕。要想避免這類問題，首先，工作人員可以科學選用有機增稠流變劑，防止黏度偏高造成流變性不佳的情況。其次，工作人員要合理提升基礎(chǔ)材料的比例[5]。最后，在封底過程中合理選用黏度較低的涂料，根據(jù)底料的特性選擇涂刷工具。

5 汽車用水性涂料的發(fā)展

在工業(yè)涂料的發(fā)展過程中，應(yīng)始終堅持科學精神與實事求是的態(tài)度。涂料的水性化發(fā)展是控制VOC排放的重要措施，但不是唯一的措施，主要是因為水性涂料自身存在一定的缺陷，高固體分質(zhì)量分數(shù)、無溶劑、粉末以及UV光固化等對環(huán)境十分有利的涂料也有良好的發(fā)展前景，是涂料發(fā)展的趨勢。因此，無論什么類型的涂料，只要對生態(tài)環(huán)境有利，都應(yīng)認真、用心地加大研究和開發(fā)的力度，推動環(huán)境友好型涂料的推廣和應(yīng)用，努力實現(xiàn)減排降污的環(huán)境保護目標。切忌在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中過于片面地取舍或盲目跟風，應(yīng)始終堅持多路同心的發(fā)展目標，注重環(huán)境發(fā)展，減少污染物排放，強調(diào)多種措施和方法的相互扶持與發(fā)展，共同促進環(huán)境友好型涂料的持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展，努力實現(xiàn)社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

無論是水性工業(yè)涂料還是整個涂料業(yè)的環(huán)保問題，都要在涂料的涂裝方面尋求解決方法和措施，而不應(yīng)該只依靠涂料的生產(chǎn)企業(yè)。同時，政府要正確、科學地引導(dǎo)與管理，加大社會輿論的推動作用，加強宣傳教育，不斷強化公民的環(huán)保意識，使企業(yè)在涂料環(huán)保問題上更加積極主動地尋求解決方法和措施，努力實現(xiàn)節(jié)能減排目標。

今后，還需不斷促進汽車用水性涂料整體性能的提升，切實從技術(shù)方面加強研究，努力實現(xiàn)水性涂料性能的突破。同時，需重視水性涂料與樹脂等材料在水性化上的研究與發(fā)展，注重新材料的應(yīng)用，努力通過新材料推動水性涂料的深度發(fā)展，真正實現(xiàn)技術(shù)上的突破，帶動各產(chǎn)業(yè)的健康與穩(wěn)定發(fā)展。

6 結(jié)語

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展與進步，水性涂料因具有良好的環(huán)保性而受到各行業(yè)、各領(lǐng)域的關(guān)注，特別是在汽車行業(yè)，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于水性涂料有一定的缺陷，在應(yīng)用的過程中應(yīng)予以足夠的重視，盡可能避重就輕，最大限度地降低水性涂料缺陷造成的影響。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)正確認識汽車用水性涂料的特征，掌握涂裝技術(shù)的重難點，充分發(fā)揮水性涂料的作用，推動我國汽車行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

[參考文獻]

[1]王輝.汽車用水性涂料高溫重涂附著力的研究[J].上海涂料，2020（4）：5-11.

[2]凌芹，劉宏生，王巖，等.高性能水性汽車配件防腐涂料的制備[J].中國涂料，2017（8）：33-37.

[3]陳春霖，孟曉偉，唐毅，等.水性涂料的特點及其應(yīng)用發(fā)展[J].山東化工，2019（7）：87-88.

[4]王耀文.關(guān)于汽車水性涂料的環(huán)保應(yīng)用[J].農(nóng)機使用與維修，2019（11）：17.

[5]楊振波，許少華，魏薇，等.水性工業(yè)涂料綠色施工問題探討[J].涂料工業(yè)，2018（6）：62-67.