汽车用水性涂料及其涂装技术

20201157水性汽车原厂漆涂装过程常见缺陷及其防治措施赵建华（霍尼韦尔自动化控制（中国）有限公司上海201210）摘要：本文介绍了水性汽车原厂漆涂装的工艺流程和技术特点，详细分析了电泳、中涂和色漆清漆后的常见缺陷及其产生原因，并且指出解决缺陷问题的措施。

关键词：水性漆；汽车；原厂漆；涂装;缺陷0前言汽车车身是由一个牢固结合的主体和其他可移动的部件组成，主体金属表面包括车身，车顶等,车身可移动金属部件有车门，顶盖等。

制造汽车材料有两个基本需求，一个是硬，一个是轻。

硬可以提高汽车安全性及操控性能，轻可以提高车速还可以省油。

汽车的这两个需求常常矛盾，需要寻求平衡。

一直以来，钢铁是车身最常用的材料，不同强度的钢铁按需用在不同的位置上，铝合金由于其重量轻成为另一种广泛使用的材料，碳纤维则由于其出色的强度及轻重量成为理想的材料，但其高昂的成本让产业化望而却步。

虽然汽车材料在不断创新及轻量化，但是钢和铝及其合金现在及未来几十年仍然是车身的主体材料［1］。

无论是钢还是铝，他们都有金属无法克服的腐蚀缺陷，汽车表面涂装对于减少腐蚀、保护车身非常有必要。

本文针对水性汽车原厂漆涂装过程中存在的问题，对关键技术的改进和提升进行实践分析，从而避免类似问题的发生。

1涂装的工艺流程和技术1.1涂装前处理过程汽车涂装工艺一般分为两大部分，涂装前金属的表面处理和涂装的施工工艺。

其中涂装前的表面处理又叫前处理，主要过程包括，脱脂-冲洗-磷化-冲洗-钝化-去离子水洗，前处理的目的是清除工件表面的油污、灰尘、锈蚀、金属屑等。

其中磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称为磷化膜。

磷化膜的目的是给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀⑵。

钝化是为了进一步防腐，主要是用氧化性介质处理，在金属表面生成一种薄且密的钝化膜，金属达到一种钝态从而起到防腐的效果。

1.2涂装的工艺流程和技术汽车金属表面涂装的施工工艺流程为:电泳-打胶-中涂-色漆-清漆-检查。

铁路货车用水性涂料及涂装技术研究摘要：我国工业建设最近几年随着我国整体经济建设的快速发展而发展迅速，根据国家环保发展形势和铁路货车的涂装现状，开展了铁路货车用水性涂料的工艺研究和推广应用工作，研究了水性涂料的技术标准、施工工艺、环保和安全性能，开展了符合性设备改造、样车试用和推广应用等工作。

关键词：铁路货车用水性涂料；涂装技术引言：时代的进步，科技的发展推动我国快速进入现代化科学技术发展阶段，很多先进技术运用到各行业中，使其发展更为迅速。

传统溶剂型涂料中大量使用有机溶剂，涂料固化过程中，溶剂的挥发对空气环境造成污染，影响到生产施工人员和周围群众的身体健康。

1水性涂料的性能特点1.环保性，根据铁路总公司下发的标准《铁路货车用水溶性涂料技术条件（暂行）》的规定，铁路货车用水溶性涂料中的有机挥发物（VOC）含量需≤150g/L，比溶剂型涂料中的VOC含量大大降低。

2.安全性，水性涂料以水作为主要溶剂，大大减少了可燃物---有机溶剂的含量，经鉴定，水性涂料不燃不爆，消除了溶剂型涂料在运输、贮存、施工中存在的安全隐患。

3.受环境温度、湿度影响较大，水性涂料以水作为主要溶剂，干燥速度受环境温度、湿度影响较大，在低温、高湿的环境下会存在难干甚至不干的现象；环境温度过高或湿度过低时容易产生干喷，导致漆膜缺陷及附着力不良的情况。

2施工工艺研究1.预处理工艺，型钢、板材预处理采用水性涂料时，其设备原理、喷涂方式及使用设备均和采用溶剂型涂料时一致。

但存在干燥速度上的差异，水性涂料干燥速度相对较慢，需提高烘干温度和增加烘干时间。

现有预处理设备难以满足以上要求，需进行改造。

2.整车和配件喷涂工艺，整车和配件采用水性涂料时，喷涂设备（如调漆设备和喷枪规格型号等）、喷涂方式与溶剂型涂料基本一致，但因水性涂料以水做稀释剂，施工过程中受施工环境影响较大，在低温或高湿（85%以上）的环境下喷涂水性涂料不易干燥，因此，对预热、送热风和烘干等条件的要求更加严格，预热设备、送风系统、烘干设备必须处于良好的运行状态。

汽车涂装的最新工艺技术及发展趋势引言汽车涂装作为汽车制造中的重要工艺环节，不仅能够保护车身免受外界环境侵害，还能赋予汽车更加美观的外观。

随着科技的不断进步和发展，汽车涂装技术也在不断创新和改进。

本文将介绍汽车涂装的最新工艺技术及其发展趋势。

水性涂料技术传统的汽车涂装工艺使用有机溶剂型涂料，但这种涂料含有有毒有害物质，对环境造成污染。

而水性涂料技术的出现解决了这个问题。

水性涂料基于水作为溶剂，不含有机溶剂，环保性能更好。

此外，水性涂料还具有涂装过程中的低VOC排放、干燥时间短和高附着力等优点。

因此，水性涂料是当前最受关注的汽车涂装技术之一。

粉末涂装技术粉末涂装技术是另一种环境友好型的涂装技术。

它使用粉状颗粒涂料，通过静电吸附在汽车表面上，并在高温下熔化和固化。

与传统的液体涂料相比，粉末涂料不含有机溶剂，不产生废气和废水，具有更高的利用率和更好的环保性能。

此外，粉末涂料还具有良好的耐腐蚀性和耐久性，能够更好地保护汽车表面。

自修复涂层技术汽车在使用过程中不可避免地会产生一些细微的划痕和瑕疵，这不仅降低了汽车的美观度，还可能导致车身锈蚀和损伤。

自修复涂层技术的出现解决了这个问题。

自修复涂层技术利用特殊的材料和配方，使涂层能够在受损后自动修复。

一旦涂层受到划痕，涂层中的微胶囊材料会自动释放填充物质，填充划痕并提高涂层的表面质量。

自修复涂层技术不仅减少了维修成本，还延长了涂层的使用寿命。

光学效果涂装技术光学效果涂装技术可以为汽车表面赋予特殊的光学效果，使汽车在不同的角度和光照条件下呈现出不同的颜色和光泽。

通过使用不同颜色的光学颜料，可以制造出金属感、珍珠光泽、磨砂质感等效果，提升汽车的外观质感。

光学效果涂装技术让汽车具有更大的个性化空间，满足消费者对汽车外观的个性化需求。

纳米涂装技术纳米涂装技术通过使用纳米颗粒材料，在汽车表面形成一层纳米涂层。

这种涂层不仅能够提供更好的耐腐蚀性和耐磨性，还能增强涂层的附着力和硬度。

MANUFACTURING AND PROCESS I卸造与工艺汽车保险杠水性漆涂装过程控制及应用陈海华闫振升北京北汽模塑科技有限公司北京市102606摘要：随着汽车保险杠行业的不断发展，更加低能环保的水性漆涂装无疑会逐渐成为主流的喷涂方式。

在水性漆的喷涂过程中，无论是喷涂设备还是喷涂工艺都会对产品的外观及性能产生重大影响。

就这两方面进行的研究，并针对喷涂过程中常见的缺陷给出有效的改善措施。

关键词：水性漆；喷涂设备；涂装工艺；缺陷改进为保护人类生存环境，现今汽车涂装发 展趋势是低公害、无公害化。

水性漆的最 大优点是涂层质量可以与传统溶剂型漆相 媲美，但V0C排放量却小很多。

基于以上 优势，现如今国际上开始大力发展水性漆技 术，且已广泛应用于车身喷涂。

近些年，中国汽车产业蓬勃发展，众多高端汽车厂家已 经实施水性漆的涂装。

作为汽车外饰件，尤 其是保险杠产业肯定要跟随各大汽车厂商，实施水性漆的涂装战略，降低V0C排放，响应国家蓝天白云的号召。

1水性漆的简介1.1水性漆与溶剂型漆对比在传统的溶剂型涂料中不含有水性溶 剂，其中主要由15%的固体与85%的挥发性 有机物组成。

在喷涂的过程中，溶剂型涂料 V0C的排放量>120g/m3,不仅会对人体造 成伤害还会对周边的环境造成极大的污染。

相比之下，水性涂料则主要由10%的V0C、20%的固体以及70%的水性溶剂组成，其V0C 排放量<40g/m3。

所以水性涂料是一种更环 保、更符合国家绿水蓝天号召的选择，也是 汽车喷涂行业以后发展的大势所趋。

1.2水性漆的优缺点1.2.1水性漆的优点(1)水性漆主要以为水作为溶剂，节省 了大量的资源，并且降低或消除了施工时火 灾的危险性；(2)水性漆显著降低了V0C的排放，减少了大气污染，改善了作业环境；(3)水性涂料对材质表面的适应性好，油漆图层的附着力强，其在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；(4)由于相似相容，水性漆的喷涂工具可用水直接清洗进而大大减少了清洗溶剂的消耗。

水性色漆一遍成膜的技术现代涂料与涂装1 研究背景随着节能环保概念的不断深入，在汽车涂装生产过程中水性免中涂工艺因其工艺流程短，污染排放降低及能耗低等特点，已逐步成为汽车涂装工艺设计首选方案。

该工艺的主要流程为：车身处理工艺为脱脂→表调→磷化→电泳→烘干→电泳打磨→涂胶→胶小烘房→擦净→面漆B1→面漆B2→水分预烘干→清漆→清漆烘干→强冷→检查。

面漆B2涂层主要对颜色效果起支撑作用，实现车身的外观颜色效果，其喷涂工序大多采用2遍色漆喷涂成膜的方式，喷涂线长度及喷涂机器人数量也相对增加，导致投资费用相对较高，运行能耗也较大。

如B2面漆采用一遍成膜的方式，也达到同样的外观效果，将会减少机器人用量和缩短喷漆线长度，极大的降低投资及运行能耗。

因此本文主要探讨水性免中涂工艺采用面漆一遍成膜的工艺的涂膜外观质量的影响及解决措施。

2 面漆一遍成膜的控制难点分析采用面漆一遍成膜工艺，因色漆一次性上膜较厚，喷涂机器人吐出量相对二遍成膜而言较大，易导致流挂、气泡及铝粉的定向排列等颜色效果的实现。

具体控制难点如下：2.1 易产生流挂、气泡、针孔等涂膜弊病水性免中涂新工艺由于B1、B2和清漆三个涂层均为湿碰湿喷涂，喷涂过程中水分及溶剂挥发较少，主要依赖B2后的闪干烘房，使得湿膜脱水率达到85%以上。

当B2涂层采用一遍喷涂时，B2站湿膜的水分和溶剂更难挥发，一次上膜膜厚较两遍喷涂而言，在边角位置更容易产生流挂、气泡、针孔等涂膜弊病（如图1所示）。

为了达到良好的流平外观并减少涂膜弊病，相较于两遍喷涂，优化仿形轨迹（重点为边角区域）及参数的难度加大。

如下图所示：图1：左边为气泡，右边为针孔2.2 控制膜厚及色差均匀性难度加大B2涂层主要用于实现涂膜的最终颜色效果。

当两遍喷涂改为一遍喷涂时，对机器人仿形及其喷涂过程的一致性要求更高，才能达到膜厚均匀的要求；如典雅白（颜色值L值>85%以上，b值在1.8-2.2之间）等颜色，其颜色遮盖力差，如若B1、B2站膜厚均一性不好，将严重影响其最终的颜色效果，并导致车身自身色差以及边角等位置与塑料件的匹配色差。

汽车涂装工艺与环保背景随着汽车市场竞争的日趋激烈以及环保呼声的日渐增高，汽车涂装在保证高装饰性、高防腐蚀性能的同时，对于环境保护的效果、涂装材料和涂装生产成本以及设备投资也越来越为重视。

在涂装工艺体系中，电泳漆的主要作用是防腐蚀，色漆的主要作用是满足用户对不同颜色的需求，清漆的主要作用是耐候、耐紫外线以及提高光亮度，上述三个涂层均是必不可少的。

涂装工艺可分为：一、前表面处理的作用（1）提高涂层对材料表面的附着力，材料表面有油脂、污垢、锈蚀产物等时，直接涂漆会造成漆膜对基材的附着力很弱，漆膜易整片剥落或产生各种外观缺陷。

（2）提高涂层对金属基体的防护保护能力，钢铁生锈后会产生不稳定的铁酸，它在涂层下锈蚀扩张，很快就使涂层丧失了保护功能。

如果除去铁锈在涂漆，涂层的保护作用就大大提高了（见表）。

各除锈方法对涂层防护的影响作者：一汽车集团 王锡春进入21世纪以来，汽车用涂料和涂装领域的世界性的重要课题是适应时代要求：环境保护、节能省资源和在高质量的基础上降低涂装成本。

从防止大气污染观点，要求削减VOC（挥发性有机化合物）排出量；从防止地球温暖化观点，要求削减CO2排出量；从防止水污染和克服全球缺水状况观点，要求节省用水量，提高水的循环利用率，实现零排放；同时为持续发展，必须提高资源利用率；为了实现清洁生产和随着国内外汽车市场竞争越来越激烈，利润空间大幅度变小，必须在保证高质量的基础上优化工艺降低成本。

轿车车身的三涂层涂装体系（3C3B）：漆前磷化处理→阴极电泳底漆→溶剂型中涂→溶剂型面漆（和后期的底色漆+罩光清漆的面漆涂装工艺变成4C3B涂装体系），已有30年的历史。

为实现上述环保、节能省资源、降成本的时代要求，汽车涂装又一次进入了更新换代，革命性地大变革时代；依靠技术进步，更新观念，对现4C3B工艺开始动“大手术”的创新局面已经到来。

国外的经验是汽车厂、涂装材料公司和涂装设备及涂装机具公司紧密协作，联合攻关，立题分工负责。

汽车零部件为何选择低温烘烤型水性金属漆？汽车零部件为何选择低温烘烤型水性金属漆？纳梁（上海）新材料科技有限公司“十一五”期间，汽车涂料往往代表着涂料工业的最高技术水平和发展方向。

随着我国汽车工业的快速发展，汽车用涂料市场也步入了快速发展时期。

汽车产销量从2009年的1300多万辆到2013年2200多万辆，仅用了4年时间。

其中乘用车产量从2009年的1000万辆左右，2013年增长到1800万辆左右。

“十二五”期间，中国汽车年产量将达到2500万辆，我国汽车保有量将达到1.5亿辆，工业总产值将达到4.5万亿元，汽车工业增加值占GDP比例将达到3%，已成为中国经济的引擎，这为涂料涂装工业带来巨大商机。

溶剂型涂料是传统的汽车涂料，是以有机溶剂为主要分散介质；而水性涂料是以水作为主要分散介质的涂料，水性涂料中挥发性有机化合物排放比溶剂型涂料降低了60%~70%。

随着环保呼声越来越高，技术创新成为行业发展的主旋律，清洁生产、节能环保、循环经济、高功能性等工艺或产品将成为行业发展的新的增长点。

为了达到环保要求，汽车涂料正在向水性化、高固体份、粉末涂料3种主要方向发展，其中水性化技术是有效的途径之一。

乘用车涂料主要品种包括：原厂漆、修补漆、零部件漆和PVC抗石击漆，比例分别占约50%，20%，15%，15%。

车身原厂漆占乘用车涂料最大份额，其次是修补漆，零部件涂料和PVC抗石击涂料相当。

众所周知，从市场角度来看，汽车原厂漆市场目前基本被外资品牌垄断。

汽车修补漆领域，国产品牌也只占市场的部分份额。

而对于汽车底盘及零部件用涂料，由于对于涂层的外观及性能要求稍低，国产品牌有很大的市场潜力。

实际上，目前很多汽车厂及相关零部件厂商涂装中使用国产的涂料产品。

目前市场上的汽车零配件（如传动轴、车桥、水箱、散热片、压缩机等）涂料多以溶剂型为主，这些涂料由于有机溶剂挥发物总量（VOC）较高，对环境的污染比较大，回收利用又有限，造成资源浪费，同时对人们的身体健康造成危害，不符合环保的要求。