水性漆喷涂系统在我国汽车涂装中的实际应用

李勇 LI Yong

（浙江交通技师学院，金华 321015）

摘要： 随着经济的发展和生活水平的提高，人们对环保、健康的要求越来越高，汽车涂装也在朝着安全、环保的方向发展，能够降低VOC排放量的水性漆涂装技术迅速地发展起来。本文分析了水性漆的特点，阐述了水性漆在我国汽车涂装中的实际应用。

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关键词 ： 水性漆；喷涂系统；汽车涂装

中图分类号：TQ639 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）03-0057-02

作者简介：李勇（1977-），男，浙江杭州人，浙江交通技师学院教师，研究方向为汽车油漆涂装。

1 水性漆的优势

水性漆，又称水性涂料，是指以水作为涂料的漆，基本成分包括溶剂、树脂、颜料和添加剂等。水性中涂漆主要有聚酯和聚氨酯漆，其施工固体分较高，一般为50％～60％。水性中涂漆的抗石击性能优于传统溶剂型中涂漆。水性面漆的底色漆主要有丙烯酸和聚氨酯漆。同油性漆相比，水性漆有如下优势：

①环保性方面：油性漆以香蕉水、天拿水作为稀释剂，其中含有苯、二甲苯等有害致癌物质；水性漆只是以清水作为稀释剂，在生产过程中无废渣、废气、废水排放，在使用中无毒无味，无苯系物，重金属含量大大低于国家环保限量标准，对人体无危害。②气味方面：油性漆喷涂时有强烈的刺激性气味，1-2个月刺激性气味才能挥发干净，但其中蕴含的有害气体仍存留于空气中，10-15年才能彻底挥发；水性漆无毒无味，涂刷后即可使用。③外观方面：油性漆容易变黄，持戒性不强，水性漆持久性更长。④运输储存方面：油性漆很容易燃烧，储存要求高；水性漆是以水为介质，不易燃，有利于降低储存、运输和保险费用，安全性极高。⑤施工工艺方面：水性漆在使用时直接用自来水稀释即可，施工方便、安全，漆涂刷面积是一般油漆的两倍以上，漆膜干燥速度快，施工后的工具、设备清洗极为方便。

由于水性漆的种种优势，使其在市场上大受欢迎，在很多行业有着广泛的应用，如家居装饰行业和汽车行业等。特别是环保观念的普及，环保新政策频频出台，绿色低碳环保的理念深入人心，消费者对环保涂料越来越青睐。在欧美发达国家，传统油漆生产已经被禁止或者受到限制，传统油漆中排放产生的VOC极易造成环境污染，国际上对VOC排放量有着严格的规定，使用“水性漆”代替“油性漆”是汽车涂装行业向清洁节约方向发展的有效途径，相比油性涂料，水性涂料VOC排放比油性涂料最高可降低60%-70%，不仅如此，水性漆的使用还能降低能源消耗，以德国巴斯夫企业为例，过去25年中它的使用就已节约了15万吨溶剂，水性漆在汽车涂装中的使用将成为主流趋势。目前欧美发达国家汽车用水性漆及其涂装技术已经成熟，我国水性漆的使用率却远远落后于欧美国家，油漆仍然占据市场的主导地位，不利于我国汽车涂装技术水平的提高，导致我国同国际之间的差距增大，国际交流与合作会越来越困难。

2 汽车涂装的作用

汽车涂装，是指对各种车辆的车身和其他零部件进行涂漆装饰，是典型的多层涂装。涂装材料、涂装工艺、涂装管理是影响汽车涂装质量的三大要素。涂装材料的质量和作业配套性是获得优质涂层的基本保障；涂装工艺是充分发挥涂装材料的性能，获得优质涂层的必要条件；涂装管理是确保所有工艺的实施，确保涂装质量的稳定，达到涂装目的的重要条件，三者之间相辅相成，互为依托。

对汽车进行涂装主要有4个作用：

①保护作用。汽车的主体是由钢材构成的，在使用的过程中要经历风吹、日晒、雨淋等，对汽车的腐蚀性较大，影响汽车的使用寿命。这就要求汽车有一定的防腐性能。汽车涂装就等于在汽车上覆盖一层保护膜，具有防水、避免产生微生物、防紫外线和酸碱气体或者其他液体的侵蚀、防石击等功能，延长了汽车的寿命。随着新型材料上市，涂膜保护的作用越来越大，具有了弹性、耐污染等性能。②装饰作用。汽车由单一的颜色朝着多姿多彩发展，汽车油漆经历了素色漆—金属漆—珍珠漆的发展历程，给人以视觉的享受，从而提升汽车美观，外观美给予人美感。③特殊标识。通过给车身喷涂不同的油漆颜色和图案，人们可以轻松辨别出汽车所代表的用途和领域。如医用车是以白色为主色，军用车是以绿色为主。④特殊作用。由于汽车的具体用途不同，所使用的涂料也有着特殊的意义。如用于运输粮油或者牛奶的运输车要在车体表面和内部涂上特殊的涂料，用以保护粮油和牛奶的新鲜度；而运送化工物品的运输车则必须要防腐蚀和防渗漏。

3 水性漆喷涂系统在汽车涂装中的应用

环保的政策法规不断渗透至各个领域，国内汽车企业加大了对水性漆生产和应用的投入，不断研发，推出新的产品，但是同国外相比，我国水性漆的应用尚在起步阶段，除汽车车底漆都采用阴极电泳涂料，基本完全实现水性化外，中涂漆和面漆基本上全是溶剂型涂料。而在欧美国家，所有底漆、80%以上的汽车中涂漆、50%以上的闪光底色漆已经实现水性化。

3.1 电沉积底漆 阴极电泳涂料目前在我国的汽车涂装中用于车身底漆的喷涂，具有优良的防腐蚀性，阴极电泳涂料有三大类型，即环氧树脂型、聚氨酷以及聚丙烯酸型。最常用的是环氧树脂，它以含氨基的改性环氧树脂为基础，以封闭的异氰酸酷为交链剂，通过有机酸中和氨基，再分散在水中，颜料以二氧化钦和体质颜料为主，特种含铅颜料，例如硅酸盐作为防腐蚀剂，铅还可催化固化反应。为保障电泳工艺更好地发挥作用，需要注意电泳后最后一道清洗采用去离子水。为减少二次流痕，可将晾干室温度提高到30℃-40℃，再进入180℃的烘干室进行25min烘干。

3.2 输调漆系统 水性涂料在使用时，由于粘度随剪切速率增加而降低，这就要求输调漆所有部件的选择必须是符合水性漆使用要求，如稳压塔、四通阀、管接头等部件；供漆泵最好选用电动式，液压式次之，如果选择使用气动泵的话要增加稳压装置，以防管路压力波动过大。泵需符合水性漆使用要求（材质、输出压力、流量等），功率和输出压力需增大；为保证涂料的剪切力较低，选用电动变频搅拌器为宜，为防止液位变化较大，最好采用双罐方式，一个作为循环罐，一个作为补料罐，设自动液位监控、自动补漆和自动调速功能；管路系统所有管道、阀门及相关部件均采用不锈钢，最好采用SUS316材质；注意对管线设计、施工等细节方面的处理，避免出现管径偏小、管道焊接不平整等问题，影响水性漆的循环稳定性以及涂装质量。

3.3 水性罩光漆 罩光漆是整个工艺中重要的部分，对提高漆膜的耐久性、耐划伤性、耐腐蚀性以及其它性能起着很重要的作用。水性罩光漆目前尚处于研发阶段，有待进一步完善，其主要成分有异氰酸醋、硅烷、氟聚化物及环氧酸等。

4 结语

中国汽车制造业进入高速发展期，汽车产销量不断增加，但在在汽车涂料和涂装技术方面的技术尚不成熟，涂料水性化的开展，有益于节约资源、改善环境污染、实施清洁生产，取得有效的社会和经济效益。目前水性涂料在硬度、丰满度、耐久度等方面都落后于油性涂料，因此油性涂料在涂料市场上仍然占有霸主地位。水性漆喷涂工艺是一个系统的工程，只有借鉴国外成功的生产经验，创新水性涂料的生产工艺，才能赋予水性涂料更大的发展空间。

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