高月敏，王 賽（.天津科技大學(xué)，天津 300000；.PPG工業(yè)集團(tuán)龐貝捷漆油貿(mào)易（上海）有限公司，上海 00000）

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水性涂料在汽車修補(bǔ)涂裝中的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用

高月敏1，王 賽2
（1.天津科技大學(xué)，天津 300000；2.PPG工業(yè)集團(tuán)龐貝捷漆油貿(mào)易（上海）有限公司，上海 200000）

摘 要：隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，國(guó)家法律法規(guī)在環(huán)境保護(hù)上的力度逐步加大，汽車涂裝也要跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，逐步向環(huán)境友好、資源節(jié)約的方向發(fā)展，在我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展的五十多年歷史中，伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和汽車涂層質(zhì)量要求的提升，汽車涂料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了四次大的更新?lián)Q代，這不僅有利于實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，還能為員工的生命安全保駕護(hù)航。本文從水性涂料的現(xiàn)狀著手，介紹了水性涂料的特點(diǎn)和水性涂料的應(yīng)用問題，并對(duì)水性涂料在汽車修補(bǔ)涂裝中的應(yīng)用做了一些探討，以期望拓展水性涂料的應(yīng)用范圍。

關(guān)鍵詞：水性涂料；汽車修補(bǔ)涂裝；應(yīng)用

0　引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，涂料工業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，不同涂料的功能越來(lái)越多，品種也越分越細(xì)，在涂料的制造和施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)揮發(fā)物（VOC），這種有機(jī)揮發(fā)物不僅會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)威脅人們的生命健康，所以低污染的水性涂料已經(jīng)成為涂料的發(fā)展方向［1］，水性涂料相對(duì)于其他涂料而言，在降低火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)的同時(shí)，在一定程度上減少了VOC的排放，不僅施工相對(duì)簡(jiǎn)單，而且應(yīng)用范圍極廣，已經(jīng)成為廣大涂料科技人員的首選品種，被市場(chǎng)廣泛接受［2］。

1　水性涂料的現(xiàn)狀

近年來(lái)我國(guó)出現(xiàn)了較多重大污染事件，國(guó)家定制了一系列的法律法規(guī)，并且隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們的生活水平不斷提高，能源需求不斷加大，使得我國(guó)化工原材料價(jià)格不斷上升［3］，這就使得水性涂料這種無(wú)污染又節(jié)能的涂料得到了人們的廣泛關(guān)注，成為了我國(guó)涂料行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，水性涂料具有其他涂料無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，不僅光澤度高、附著力強(qiáng)，而且抗沖擊性能優(yōu)良，已經(jīng)成為了涂料行業(yè)的主攻發(fā)展方向［4］。

2　水性涂料的性能特點(diǎn)

水性涂料的具體物理性質(zhì)見表1所示。凡是以水為溶劑或者稀釋介質(zhì)的涂料，都可以稱為水性涂料，水性涂料與溶劑涂料相比，揮發(fā)速率較低，導(dǎo)電性較高，表面張力較高，由于水性涂料與溶劑涂料性能不同，所以在施工工藝上也會(huì)有所不同。

2.1水性涂料的優(yōu)點(diǎn)

水性涂料是以水為溶劑或者稀釋介質(zhì)的，相對(duì)于其他有機(jī)溶劑而言，不僅減少了能源的消耗還節(jié)省了大量的資金，在降低火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)的同時(shí)，在一定程度上減少了VOC的排放，減少了施工人員職業(yè)病發(fā)生的幾率，確保施工人員的身體健康，研究表明，目前水性涂料里面的有機(jī)溶劑含量大約為百分之十到百分之十五，并且陰極電泳涂料更為明顯，有機(jī)溶劑含量已經(jīng)降低到1.2%以下，大大降低了對(duì)周圍環(huán)境的污染，節(jié)省了成本。下面從兩個(gè)方面進(jìn)行比較：一是，在涂料轉(zhuǎn)化率上，水性涂料霧化低，損失掉的是水分，溶劑涂料霧化率高，溶劑損失率大。二是，在單位面積的噴氣量上進(jìn)行對(duì)比，有研究表明，每平方米面積上，噴涂水性涂料只需要0.4-0.5g，噴涂溶劑涂料則需要0.6-0.7g。

2.2水性涂料的不足

環(huán)境的溫度和濕度對(duì)水性涂料的揮發(fā)具有十分明顯的作用，溫度一定的時(shí)候，當(dāng)濕度過大時(shí)，水分揮發(fā)較慢，在施工過程中容易出現(xiàn)流掛，所以說(shuō)控制環(huán)境的濕度是施工的要素之一。與有機(jī)溶劑相比，水的表面張力要大，所以水性涂料對(duì)材質(zhì)外表清潔度要求較高，如果施工前底材表面粘有油脂類的物質(zhì)，那么有可能出現(xiàn)漆膜縮孔的現(xiàn)象。除此之外，水性涂料普遍存在耐水性差的問題，雖然經(jīng)過各種工藝方面的改進(jìn)，水性涂料的耐水性能在不斷的提高，但是與溶劑型涂料的耐水性相比，還存在一定的差距。

3　水性涂料的應(yīng)用問題

（1）目前我國(guó)水性涂料性能表現(xiàn)不同，一些水性涂料的涂裝效果相對(duì)于傳統(tǒng)涂料而言，性能較差，一些性能較好的水性涂料，由于原料成本較高，并且受生產(chǎn)工藝的影響，導(dǎo)致實(shí)際使用價(jià)格較高，因此制約了水性涂料的應(yīng)用范圍。

（2）受到傳統(tǒng)思維的影響，在汽車涂裝的應(yīng)用上，一些工廠并不愿意承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，放棄已經(jīng)穩(wěn)定生產(chǎn)使用的溶劑型涂料而使用水性涂料，并且由于涂裝線采用的都是溶劑型涂料，要采用水性涂料就需要更換涂裝線上的各種設(shè)備，這樣不僅承擔(dān)了使用風(fēng)險(xiǎn)，也會(huì)投入較多的資金，所以這給水性涂料的推廣帶來(lái)了一定的困難。

（3）在水性涂料的應(yīng)用中主要受到了周圍環(huán)境的溫度、濕度和材質(zhì)表面清潔度的影響，不僅施工周期較長(zhǎng)，而且在使用水性涂料的過程中還需要注意漆液的起泡和消泡問題，對(duì)施工工藝和配方設(shè)計(jì)提出了較高的要求，這也制約了水性涂料的推廣。

（4）企業(yè)管理不到位，目前有些企業(yè)對(duì)個(gè)人佩戴防護(hù)用品的重視程度不高，并且公司為了節(jié)約資金成本，勞保用品配備不足，這樣一線員工在進(jìn)行涂裝作業(yè)時(shí)，就沒有佩戴勞保用品的習(xí)慣，并且很多員工明明知道需要防護(hù)用品，但是由于無(wú)法配齊，只能默許和接受，這樣就會(huì)嚴(yán)重威脅一線員工的生命安全，為身患職業(yè)病埋下深深的隱患，水性涂料VOC排放較低，不僅不會(huì)威脅人們的生命安全，也符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，如果在汽車涂裝修補(bǔ)領(lǐng)域廣泛采用水性涂料對(duì)涂裝修補(bǔ)行業(yè)具有重大的意義。

4　水性涂料在汽車修補(bǔ)涂裝中的應(yīng)用

汽車修補(bǔ)用漆料根據(jù)工序可以分類為：底涂，中涂，罩光清漆，其他（脫脂劑、洗噴槍劑）等。

4.1陰極電泳涂料

陰極電泳涂料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車車身底漆，距今已經(jīng)有40年的歷史，它是電泳涂裝專用的水性涂料，并且應(yīng)用范圍及其廣泛，大部分汽車車身均采用的是CED涂料打底，這種技術(shù)不僅可以滿足用戶的各種性能需求，還可以達(dá)到節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的目的，隨著研發(fā)能力的增強(qiáng)，目前主要有兩種涂料，耐候性（耐UV）CED涂料和超高泳透力涂料。

耐候性（耐UV）CED涂料。為了確保CED涂料的耐蝕性，一般都會(huì)采用環(huán)氧樹脂，但是這種物質(zhì)極易受到光照的影響，在長(zhǎng)時(shí)間的光照下就會(huì)受光老化，并且耐候性不佳，因此就需要開發(fā)新的工藝，適應(yīng)汽車涂裝技術(shù)的需要。耐候性CED涂料分為兩種類型，一種是層分離型高耐候性CED涂料，還有一種是丙烯酸樹脂CED涂料，前者是利用溶解度的不同，兩種相容性低的樹脂配合電泳涂裝后，在一道工序中使耐蝕性和耐候性共存，這樣的層分離結(jié)構(gòu)，使其上層在具有耐候性的同時(shí)，具有更好的耐崩裂性，這種方式最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以用于無(wú)中涂的涂裝體系中。

4.2水性中涂和水性底色漆

采用水性底色漆可以大大降低VOC的排放量，水性中涂也具有溶劑型中涂的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以隱藏底面凹凸性，還具有耐光性和耐崩裂性，在涂裝過程中需要使膜厚達(dá)到25微米到30微米，由于水性涂漆的表面張力較大，可以在配方設(shè)計(jì)時(shí)使用表面調(diào)整劑來(lái)降低其表面張力，使其易潤(rùn)濕底材，除此之外，水性中涂涂裝線的穩(wěn)定性也十分的重要，不僅要確保溫度合理，還需要確保烘干操作的規(guī)范性，這樣就可以使水分充分揮發(fā)。

5　結(jié)論

我國(guó)汽車涂裝的清潔生產(chǎn)水平和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有著很大的差距，如何降低我國(guó)汽車涂裝對(duì)環(huán)境的VOC排放，已經(jīng)成為一個(gè)急待解決的環(huán)保問題，在最近幾年，水性涂料的性能得到了極大的提高與改進(jìn)，正在逐步替代溶劑涂料的使用，水性涂料可以明顯減低VOC的排放，應(yīng)該得到大力的推廣和應(yīng)用，但是目前我國(guó)汽車水性涂料的使用范圍較低，所以我國(guó)應(yīng)該健全汽車水性涂料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加大對(duì)汽車水性涂料的研發(fā)力度和宣傳力度，最終實(shí)現(xiàn)水性涂料的大范圍應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.222

作者簡(jiǎn)介：高月敏（1978-），女，河北人，本科，在讀碩士生，高級(jí)講師，研究方向：顏色控制在汽車水性漆修補(bǔ)涂裝中的應(yīng)用。