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汽车涂料:聚氨酯涂料在汽车工业中的应用

时间:2018-2-27 6:46:26 点击:190

  核心提示:汽车零部件、内外饰用聚氨酯涂料汽车的零部件、内外饰件多种多样,对涂料的性能需求也有区别。如保险杠使用丙烯酸聚氨酯(PU)涂料;挡泥板、侧护板和保险杠下护板使用的聚氨酯(PU)底漆;车轮罩、扰流板、车门把手采用的聚氨酯(PU)涂料;奥地利vianova resins公司用于汽车内部装饰的双组分聚氨酯(...
汽车零部件、内外饰用聚氨酯涂料 汽车的零部件、内外饰件多种多样,对涂料的性能需求也有区别。如保险杠使用丙烯酸聚氨酯(PU)涂料;挡泥板、侧护板和保险杠下护板使用的聚氨酯(PU)底漆;车轮罩、扰流板、车门把手采用的聚氨酯(PU)涂料;奥地利vianova resins公司用于汽车内部装饰的双组分聚氨酯(PU)涂料等等。 车体零部件、内外饰件大多为各种塑料,种类繁多,且又不断增长的趋势。由于塑料的品种不同,基材与涂料的适应性要求也不同,需要选择合适的涂料进行塑料件涂装。聚氨酯涂料则拥有良好的材料适应范围,随着车用塑料的更新换代,聚氨酯在大多数情况下都能适应,应用前景广阔。 车身用聚氨酯涂料 底漆 世界各国汽车底漆绝大部分使用阴极电泳漆。用封闭型聚氨酯(PU)、聚酯树脂、环氧树脂等一起,可制备阴极电泳聚氨酯(PU)涂料。如今,在走向水性化的过程中,首先将底色漆水性化,能大大降低VOC的排放。Nissan就在2010最先开始使用水性底色漆的3C1B工艺,并且使用双组分聚氨酯作为清漆满足外观的要求。而Honda则在水性化底色漆的3C1B工艺中,使用溶剂型双组分聚氨酯中涂底漆,以提高体系的抗石击性。据悉,中涂底漆也开始了水性化,丰田(Toyota)和通用(GM)都开始使用水性3C1B工艺。在通用的未来全球工艺规划中,使用双组分聚氨酯清漆的水性3C1B工艺已经成为标准。 聚氨酯(PU)电泳涂料主要包括以下3类:水性聚氨酯(PU)树脂电泳漆、聚氨酯(PU)改性水性树脂电泳漆和水性封闭多异氰酸酯。其中,水性封闭多异氰酸酯作为各种电泳漆的交联剂使用最为普遍。 前些年阴极电泳聚氨酯(PU)涂料在汽车涂装中使用极为成功,发展也是特别迅速。适应了环保节能要求的新型电泳涂料也不断出现。如德国研制的一种低温固化阴极电泳聚氨酯(PU),需2次烘干,固化条件为:160℃、10min、130℃、30min。国内地区对阴极电泳聚氨酯(PU)涂料的报道也有很多,并且早已经成为研究热点之一。如沈阳、天津灯塔、重庆三峡和湖南造漆厂先后从日本关西涂料公司引进了厚膜化的HB2000型阴极电泳聚氨酯(PU)漆用于汽车底漆,其特点是涂膜厚,表面高度平整,耐碎落,对防锈钢板的适用性很强。要知道,当时关西在中国的汽车涂料布局本意是对应中国主要的汽车生产厂的所在方位,以便能就地供应涂料产品,这样关西的汽车涂料赢得了在中国东北、京津、湖北、广东和重庆等地主要生产厂的不少市场份额。其中,湖南关西汽车涂料有限公司是1995年2月和日本关西涂料株式会社合资成立的,是国内最齐全的汽车原厂漆(OEM)供应商,为国产汽车如一汽奥迪、二汽、天津夏利、上海大众、上汽通用、广州本田、长安汽车、重庆五十铃、重庆福特和东南汽车等国内27大汽车厂商提供服务,拥有汽车底漆,中涂,面漆涂装线55条。 阴极电泳聚氨酯(PU)涂料的防护性能非常优良,根据报道,在不加防腐颜料的情况下仍然有很好的耐烟雾性能,能满足汽车车身10年无穿孔腐蚀的防护要求,且涂膜平整而丰满。此外,在电泳涂层与中涂之间,有时候还有1层抗石击涂层,也属于底漆系统,主要为?;て敌惺皇焙蛉菀资艿剿槭寤鞯牟课?,聚氨酯(PU)涂料抗石击性能最佳,只是价格稍微昂贵一些。 中涂漆 聚氨酯(PU)中涂漆(包括各种改性聚氨酯中涂漆)品种很多,应用也十分广泛,如国内地区的鄂长颈鹿牌、郑州拓立制漆公司的双组分高填充性聚氨酯(PU)漆,国外公司的Du pont公司1020R双组分聚氨酯(PU)中涂漆,Hoechest公司VIW1240等等。适应环保要求的水性聚氨酯(PU)中涂漆也具有很好的性能,特别是柔韧性和耐冲击性优于溶剂型涂料。抗石击和耐寒性能优良的聚氨酯(PU)中涂漆是汽车中涂漆的发展方向之一。即使在涂料中使用少量聚氨酯(PU),其抗石击性能也有很大的提高。有人在聚酯-氨基树脂体系中涂漆中加入一定数量的聚氨酯,发现能显著提高漆膜弹性、附着力和抗石击性。 面漆 聚氨酯面漆的耐候性要优于另外一类广泛使用的面漆品种丙烯酸磁漆。聚氨酯面漆抗UV能力和抗渗水性能均强于丙烯酸磁漆,其综合性能也是强于丙烯酸磁漆。另外,前些年还开发了由双组分水性聚氨酯制成的可直接附着在金属上面,不需要底漆的水性面漆,它可用于室内外车辆上,且防腐蚀性能有重大改进?;毓?008年,拜耳创新聚氨酯涂料技术应用现代概念车中,现代汽车公司(Hyundai)推出了运动感十足的“i-mode”轿车。新车一经问世,就吸引了消费者的关注。最值得欣赏的是,创新的聚氨酯涂料具有自我愈合的能力,可以自我修复汽车划痕,并具有极强的耐磨抗性。通过聚氨酯涂料对塑料表面进行?;?,并赋予材料表面豪华的外观和细腻的手感。 聚氨酯修补漆 修补漆利润相对于其他车用涂料是最高的。PPG、杜邦、立邦分别在中国设立了修补漆的技术服务和研发部,但核心技术和大批量生产几乎都是海外完成的。巴斯夫亚太区首个汽车修补漆生产基地2016年底在广东江门开业,以满足不断增长的市场需求。巴斯夫上海涂料有限公司是巴斯夫在中国唯一的生产汽车涂料的公司。 大部分修补漆的销售在4S店,一次销售和二次销售的价格不同。国外品牌修补漆的一次销售价格平均在70-85元/公斤左右。颜色的差异会导致价格的差别。 黑色、白色→红色、黄色→珠光闪粉 国产修补漆在价格上有着一定优势,品质接近进口产品,售价只有进口的1/2-2/3,同样竞争十分激烈。 最初,汽车修补漆使用天然树脂漆,后来逐步发展到使用硝基漆、醇酸树脂漆。20世纪70年代,溶剂型双组分聚氨酯涂料进入汽车修补漆市场,并逐步成为汽车修补漆市场的主导产品。90年代,开发了高固含量的双组分聚氨酯修补漆。据报道,1994年仅仅在西欧就销售出去了13.8万吨的聚氨酯汽车修补漆。到了2006年前后,在西欧,溶剂型双组分聚氨酯涂料占据了86%左右的市场份额。用于汽车修补的水性双组分聚氨酯涂料已经商品化,其VOC很低,可满足任何严格的溶剂排放法规的要求。 汽车原车漆要求漆膜有比较好的光泽、快干、良好的耐水性、耐溶剂性和耐老化性。汽车修补漆除了要达到这些性能外,还必须能够低温固化,而双组分聚氨酯涂料正好能满足这些要求,由丙烯酸酯多元醇和多异氰酸酯组成的双组分聚氨酯涂料,能室温或者低温烘烤固化,可用在汽车的金属、塑料、木材及其他底材上,这类涂料由于使用了比较多挥发性有机化合物作为溶剂,因此对环境造成了严重?:?。 随着各国限制挥发性有机化合物标准的出台,对传统的溶剂型聚氨酯涂料提出了挑战,前些年又开发了水性双组分聚氨酯涂料,并获得成功。汽车修补漆用的水性双组分聚氨酯涂料的含羟基组分中通常要加入流平剂、消泡剂、催化剂、光稳定剂、增稠剂和有机共溶剂等助剂,再与多异氰酸酯组分混合后加水调整粘度,用喷涂法施工。而用于汽车修补的水性双组分聚氨酯涂料早已经商品化了,其VOC比溶剂型聚氨酯涂料低很多,可满足任何严格的溶剂排放法规。水性双组分聚氨酯涂料正在逐步取代传统的溶剂型涂料,随着环保法规的日益严格,它必将占据更大的市场份额。 政策:发展水性涂料是必然趋势 2016年7月,工业和信息化部联合财政部印发了《重点行业挥发性有机物削减行动计划》,鼓励相关行业协会、科研院所和咨询机构等研究制定本行业的VOCs削减路线图,促进重点行业挥发性有机物削减。中国汽车技术研究中心制定了《汽车行业挥发性有机物削减路线图》,提出汽车行业VOCs削减的目标、技术路线和示范案例等。 据悉,汽车及其零部件生产环节VOCs排放浓度高、强度大、持续时间长,是引发大气VOCs污染的重要因素之一??“十二五”以来,我国汽车行业环保涂料使用比例不断提升,部分新建涂装生产线VOCs排放指标已经达到世界一流水平。但是,每年仍有1000余万台汽车产品使用传统溶剂型涂装工艺生产,制造过程中散发大量VOCs。同时,汽车内饰释放的VOCs也会对驾乘人员身体健康产生一定程度影响。 根据行动计划,为引导行业技术进步,制定汽车行业VOCs排放目标。2018年12月31日起,单位涂装面积VOCs排放量乘用车35g/㎡、货车驾驶舱75g/㎡、货车车厢90 g/㎡、客车180 g/㎡。2020年12月31日起单位涂装面积VOCs排放量乘用车30g/m2、货车驾驶舱65 g/㎡、货车车厢70g/㎡、客车150 g/㎡。 据悉,各种涂料配套的汽车涂装工艺体系只有采用水性中涂、水性底色漆的体系与双组分高固体分罩光清漆、水性罩光清漆或粉末罩光清漆才能使有机溶剂( VOC)排放量达到环保要求(35 g/㎡ 以下)。 结语: 我国汽车涂料行业特点是:区域集中度高、差距大;技术落后、利润低;政府和行业协会的支持力度不减。我国涂料行业的分布区域依然是长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区,三个地区占据了全国涂料行业80%的份额。然而,我国汽车涂料的质量、品种等还很滞后,真正国产的名牌屈指可数且控制市场的份额很小。 聚氨酯涂料在汽车工业中的应用越来越广泛,尤其水性、高固体、粉末化聚氨酯涂料是未来的发展方向。其中,水性双组份聚氨酯涂料已经实现了商业化,但价格依然比较高。随着国家对汽车单位涂装面积VOCs排放量的缩紧,必将带动水性涂料的快速发展。而国产品牌自身的劣势,往往利润低于15%,在原材料价格上涨时就更加艰难了。如何把握色彩趋势,在修补漆这个高利润的领域获得一定市场,是我们要去思考的。与此同时,在工艺的转变和水性化的发展下,汽车涂料行业将迎来一场激烈的洗牌。 文章来源:网络

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