汽车用水性涂料的特征及其涂装技术

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1、第50卷第6期上海涂料Vol.50No.62012年6月38SHANGHAICOATINGS上海涂料第50卷Jun.2012百家论坛汽车用水性涂料的特征及其涂装技术王锡春李文刚（中国第一汽车股份有限公司，长春130011）摘要：介绍了涂装工艺水性化的意义，水的特征给水性涂装带来的难点，水性涂装的关键工艺条件，制约水性涂料发展的因素及其现状。指出应大力发展水性涂料及其涂装技术。关键词：汽车涂装；水性涂料；低VOC；节能减排中图分类号：TQ639文献标识码：A文章编号：1009-1696（2012）06-0038-060引言减VOC的效果显著，见图1。水性涂料是指

2、可用水配制的涂料或其挥发的溶剂部分主要是水（或大部分是水）。工业涂装领域采用的水性涂料有电泳涂料（阴极电泳涂料和阳极电泳涂料）、水性防锈涂料（浸涂用或喷涂用，还有厚膜型）、水性中涂漆、水性底色漆、水性清漆、水浆状粉末清漆等。汽车工业发达的国家基本上已实现了水性涂料替代传统溶剂型涂料的更新换代；我国汽车车身底漆采用阴极电泳（CED）涂料已普及，自图1水性涂料体系的VOC削减效果Figure1ThereductioneffectofVOCforthewaterborne2004年以来，采用水性中涂漆和水性底色漆的车身coatingssystem涂装线已有20多条。

3、水性涂料是环保型绿色涂料，采用水性涂料替代1水的特性给水性涂装带来的难点现用的溶剂型涂料是工业涂装低VOC（挥发性有机化合物）化的主流措施。如仅用水性底色漆（WBBC）由于水的特性与有机溶剂相差甚远，水的蒸发替代溶剂型底色漆（SBBC）就可削减VOC排放量达潜热大，挥发慢，表面张力高，易产生气泡且难消除，80%以上。采用水性涂装体系（水性中涂漆/水性底高导电性，以及腐蚀性（见表1、2）给水性涂装带来色漆/溶剂型清漆）替代现行溶剂型涂装体系后，削许多问题。表1水与一般溶剂的特性比较Table1Thecharacteristicscomparisonbetween

4、waterandcommonsolvent溶解性沸点/蒸发潜热/相对蒸发度表面张力/导电率蒸汽压/比热/黏度（0℃）/密度/项目腐蚀性其它参数℃（cal·g-1）（丁酯=100）（dyne·cm-1）（20℃）hPa［kJ·（kg·K）-1］（Pa·s）（g·mL-1）0℃以下水23.510054038（36）72.680.1244.181.79×10-3有1.0冻结甲苯8.9110.698.620028.52.24较水低无较水轻易燃危险品二甲苯1148368302.6不导电0.863有机溶剂100以下292.37~5.105.0~12.51.6~2.0不溶解

5、通常容易对底材的静电涂装需要防蚀材料，如不燃，非危水的特性不易蒸发容易滴流涂料用树脂沸腾湿润性差时漏电不锈钢、塑料险品[收稿日期]2012-04-27第6期王锡春，等：汽车用水性涂料的特征及其涂装技术39表2水性涂料和溶剂型涂料的比较Table2Thecomparisonbetweenthewaterbornecoatingsandsolventbasedcoatings涂料涂装黏度稀释剂pH调节发泡性电阻值水性涂料高水要大低溶剂型涂料低各种溶剂不要小高水性涂料（中涂漆和面漆）的涂装工艺与溶剂型涂时会产生问题，必须采用与溶剂型涂料不同的设涂料基本相同。但在作业

6、方面受水的特性影响，在喷计，见表3。表3水性涂料的主要问题及其防治方案Table3Themainproblemsofwaterbornecoatingsanditscontrolscheme实施方法水的特性水性涂料的主要问题防治方案涂料方面涂装设备方面流挂给予剪切黏度的特性（拟塑性）使用流变剂，利用树脂的控制喷漆室的温闪光颜料定向不良相互作用湿度沸点虽比较低，但因蒸发潜热高，涂膜外观变化控制涂装固体分，减少黏度变化难蒸发，易受湿度的影响因水突沸产生气泡孔使水分慢慢挥发，降低表面黏度添加高沸点溶剂，添加热利用低温预加热流平树脂对底面和颜料的润湿变差降低表面张力调

7、整树脂的极性，选择混合溶剂，使用表面调整剂、界面活性剂表面张力高易产生异物附着的缩孔抑制抗黏性的缩孔，给予构造黏使用表面调整剂减少涂装环境的性（拟塑性）污染物质流平性差给予热流平性添加热流平树脂，降低固化反应速度因有气泡且难排出，易产在体系中稍稍添加相容性较差添加疏水溶剂生涂膜缺陷（气泡孔）的组分，使气泡不稳定添加消泡剂易发泡且难消除降低烘干时的黏度（给予热流平添加高沸点溶剂性）→在加热初期脱泡+流平添加热流平树脂因涂料漏电，静电涂装涂料不直接荷电，供漆系统与涂采用外部荷电方电阻低（导电率高）困难料绝缘式，采用弹夹供漆方式对涂装作业影响最大的因素是水的蒸发潜热

8、达60%~70%（见图4）。大，水蒸发