新材料覆膜技術在汽車防腐蝕性能中的應用

中圖分類號：U462.36 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）06-0161-02

TheApplicationofNew MaterialFilm CoatingTechnologyinthe Anti-corrosion PerformanceofAutomobiles

YuDejun，HuangYeyong，Huang Caijuan，Xu Jianfeng，HeXue （Shenzhen Huashuo New MaterialsApplication Technology Co.，Ltd.，Shenzhen ，China）

【Abstract】Aiming at the problemssuch as coating defects and heavy polution existing in traditional automotive anti-corrosion technologies，thisarticlemainlystudiestheapplicationofnewmaterialfilmcoating technologyinthefield ofautomotiveanti-corosion.This technologyformsaprotectivefilmwithbothphysicalbarrerandfunctionalresponse through the processof \"adsorption-film formation-barier\"，which is divided into three types：chemical，physical and compositefilmcoating.Itissignificantlysuperiortotraditional technologiesintermsofmaterialperformance，proess adaptabilityandenvironmentalfriendliness.Inappication，itachievesficientprotectionofautomotiveparts through intelligent coatings，customized materials and composite processes.

【Keywords】 new materials film coating；lamination technology；automobile anti-corrosion

0 引言

腐蝕是汽車制造領域亟待攻克的關鍵難題，尤其在沿海及高濕度地區，金屬零部件的銹蝕問題更為嚴峻。傳統防銹技術多依賴厚重油漆或多層電鍍工藝，雖能提供短期防護，但存在顯著局限性。復雜幾何結構（如螺絲孔、焊接縫）易出現涂層覆蓋盲區。生產過程涉及大量有害化學物質，環保壓力突出。為此，本文從技術創新與工藝適配角度出發，深入探討新材料覆膜技術在汽車防腐蝕領域的應用潛力與發展路徑，為行業提供可落地的解決方案。

1新材料覆膜技術概述

1.1新材料覆膜技術的基本原理

新材料覆膜技術通過“吸附一成膜一阻隔”物理化學過程，在汽車零部件表面構建功能化保護膜。覆膜材料以液體或氣體形態經噴涂、浸漬等方式附著于基材表面，通過分子間作用力或化學鍵實現初步吸附。隨后在熱能、紫外線等能量激發下，材料分子發生交聯反應形成致密固態薄膜。最終憑借對水、氧氣等腐蝕介質的高效阻隔，或膜層自修復能力，實現對金屬基體的長效防護。相較于傳統涂層，該技術更注重界面結合強度與膜層韌性的平衡，可有效抑制均勻腐蝕、點蝕等復雜腐蝕行為。

1.2 新材料覆膜技術的分類

新材料主要分為化學覆膜、物理覆膜及復合覆膜3類（表1）。化學覆膜通過基材與活性物質的化學反應形成保護層，結合力強，但耐極端環境能力較弱。物理覆膜基于物理吸附或機械堆積成膜，適合復雜形狀表面且抗沖擊性優異。復合覆膜整合化學與物理工藝優勢，兼具強附著力與高環境耐受性，適用于高負荷部件。實際應用中，三類技術常根據部件需求互補使用。

1.3新材料覆膜技術的優勢

新材料覆膜技術在材料效能、工藝適配與環保性能方面顯著優于傳統技術。材料層面，微米級膜層即可實現與傳統厚涂層相當的防護壽命，耐磨耐候性更佳2。工藝層面，通過參數調控可適配多種基材，能耗更低。環保層面，水性溶劑與無揮發性有機化合物（VolatileOrganicCompounds，VOC）配方的應用，大幅減少污染排放，部分技術支持舊膜剝離后的基材循環利用，契合汽車輕量化與綠色制造趨勢。

2新材料覆膜技術在汽車防腐蝕中的應用

2.1防腐蝕涂層的技術特性

現代防腐蝕涂層通過智能響應機制與復合膜層設計實現技術突破。離子交換型涂層搭載苯并三氮唑BTA等緩蝕劑，可在金屬表面受損時主動抑制氧化。車身典型涂層采用電泳層、中涂層、底色層與罩光層的多層結構，底層通過硅烷偶聯劑增強結合力，中間層利用納米粒子提升阻隔性，表層經氟化改性實現超疏水。紫外光固化與雙極性樹脂電泳等技術的應用，有效解決了傳統工藝的變形與覆蓋死角問題[3。汽車車身涂層結構如圖1所示。

2.2 覆膜材料的選擇與性能優化

覆膜材料需依據基材特性與應用場景定制。鋁合金部件常采用三價鉻化預處理后涂覆聚氨酯-聚脲涂料，通過硅烷偶聯劑強化界面。鋼質部件則以無鉻鋅鋁涂層結合微弧氧化技術實現底盤防護。性能優化方向包括納米填料增強（如氮化硼延長腐蝕路徑）、導電網絡構建（氧化石墨烯延緩電化學腐蝕）及水性涂料核殼結構設計（控制粒徑與玻璃化轉變溫度實現低溫成膜）。

2.3覆膜工藝與施工技術

高端涂裝融合復合工藝與智能傳感技術。奧迪全自動涂裝線采用靜電旋杯噴涂ESTA實現 ±2μm 膜厚精度控制。等離子體增強化學氣相沉積（PlasmaEnhanced ChemicalVaporDeposition，PECVD）技術可在低溫下為復雜部件制備類金剛石碳膜。在線檢測體系結合超聲波與激光光譜技術，實現膜厚與成分實時監測。寶馬工廠通過沸石轉輪 + 蓄熱式氧化爐（RegenerativeThermalOxidizer，RTO）燒技術將VOC排放控制在 10mg/m³ 以下。數字化模型的應用顯著縮短了涂層研發周期[4]。

3新材料覆膜技術的發展趨勢

3.1新材料覆膜技術的研發趨勢

新材料覆膜技術的技術研發正從單一防護向多功能復合體系演進。環境響應型涂層可根據溫度、濕度等條件動態調整性能，如低溫增韌、鹽霧緩釋。環保材料領域，生物基高分子與可降解樹脂逐步替代含重金屬涂層，實現碳足跡優化5。新材料覆膜技術研發趨勢如圖2所示。

3.2 技術創新與突破

技術創新正從材料創新向工藝-結構-功能協同優化轉變。在材料層面，納米技術與高分子化學的深度結合催生了超薄高強涂層，其厚度可控制在微米級以下卻仍具備卓越抗滲透性，關鍵在于構建定向排布的片狀納米填料與聚合物基體的界面互鎖結構。此類涂層既能降低整體質量，又能避免對車身設計空間的侵占。在工藝領域，增材制造技術開始顛覆傳統涂裝模式，通過數字化控制噴頭路徑與涂料堆疊順序，直接在復雜曲面或內部腔體生成梯度化膜層，解決了傳統噴涂難以覆蓋死角的難題。同時，通過嵌入式傳感器與涂層的融合，覆膜本身可兼具狀態監測功能，在膜層中集成導電網絡或光學纖維，實時監測腐蝕電位變化或應力分布。當涂層受損時，系統不僅能定位損傷區域，還可結合預設算法預測剩余壽命并觸發自修復機制。這類技術需要解決傳感器微型化與涂層的相容性問題，通過氣相沉積技術將納米級傳感器無縫嵌人涂層而不影響表面平整度。

4結論

本文系統論證了新材料覆膜技術在汽車防腐蝕領域的革新價值。從被動防護到動態響應，從單一功能到復合智能的技術升級，有效突破了傳統涂層的性能瓶頸。未來行業需構建材料-工藝-診斷協同創新體系，深化微觀機理研究，推動新技術與現有產線的融合，為汽車產業可持續發展提供核心支撐。

參考文獻

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（編輯林子衿）