李爾欣

對(duì)于在車身外表面刷油漆這事，起先并未讓汽車制造商感到頭疼，畢竟這是流傳自馬車時(shí)代的熟練手藝。但自從福特汽車在20世紀(jì)初啟用流水線生產(chǎn)模式后，之前那些以天然亞麻籽油樹(shù)脂為黏合劑的主流車漆，便成為影響交貨效率的主要不利因素—哪怕是干燥時(shí)間最短的黑色漆亦需耗費(fèi)一周的時(shí)間，以至于倉(cāng)庫(kù)堆滿油漆未干的半成品。為此，福特汽車的創(chuàng)始人HenryFord 在當(dāng)時(shí)說(shuō)出那句著名的“The customer canget the Model T painted in any color he wants，so long as it’s black！” ，意思是，福特只提供黑色的Model T。

福特當(dāng)然不可能只發(fā)售黑色車型，其他車廠也不會(huì)這么做。但若庫(kù)存長(zhǎng)期居高不下，就會(huì)增加企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，甚至導(dǎo)致資金周轉(zhuǎn)不靈。因此，如何縮短油漆的干燥時(shí)間也就成為車廠在那時(shí)急需解決的難題。

幸運(yùn)的是，杜邦化工于20世紀(jì)20年代發(fā)明出一種名為“Duco”的新型涂料。這種硝基纖維素涂料以內(nèi)含約15%樹(shù)脂固體的低黏度合成漆樹(shù)脂為基礎(chǔ)，因此，不僅比此前的天然油性樹(shù)脂涂料更耐磨，還更易著色，尤為關(guān)鍵的是，其干燥時(shí)間可縮短到數(shù)小時(shí)以內(nèi)。而自從通用汽車率先在生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用Duco涂料后，歐美地區(qū)的各大汽車制造商也陸續(xù)引入Duco涂料或其他品牌的硝基涂料，汽車世界自此正式變得絢麗多姿。

值得一提的是，在20世紀(jì)20年代后期，美國(guó)的汽車制造商已在生產(chǎn)線上用人工噴涂系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的手工涂刷技藝，從而使整車的涂裝時(shí)間縮減至原來(lái)的1/3。不僅如此，均勻漆膜的形成，也讓汽車底漆技術(shù)的商業(yè)化成為可能。

最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的汽車底漆出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，其核心系由鄰苯二甲酸酐、甘油和亞油酸合成的醇酸涂料。之后，具有出色薄膜性能的醇酸樹(shù)脂涂料便逐漸成為車漆系統(tǒng)里的重要組成部分，并沿用至今。

不過(guò)，當(dāng)醇酸涂料作為色漆使用時(shí)，卻極易受光氧化，進(jìn)而在數(shù)月之內(nèi)褪色。為此，汽車制造商于20世紀(jì)50年代引入以熱塑性丙烯酸樹(shù)脂為黏合劑的新型汽車涂料。

盡管熱塑性丙烯酸樹(shù)脂需要多次噴涂才能形成足夠穩(wěn)定的薄膜，但作為一種高分子人造樹(shù)脂，熱塑性丙烯酸樹(shù)脂可在70攝氏度時(shí)發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變，即該溶液的黏度會(huì)變大，并且終將硬化。因此，可在丙烯酸涂料里加入金屬薄片，再于低黏度時(shí)讓金屬片隨著流動(dòng)的丙烯酸樹(shù)脂平鋪車身，然后迅速提升黏度固定住金屬片，從而使車身呈現(xiàn)出鮮亮的金屬色彩。這便是最早的金屬漆。

但無(wú)論色漆有多艷麗，也終究只是表面功夫，即便再加上面漆，也難以對(duì)底下那套金屬車身提供周到的防護(hù)。而金屬車身一旦被腐蝕或者生銹，就會(huì)讓水汽乘機(jī)侵入，進(jìn)而導(dǎo)致彩色涂層起泡、皸裂，乃至剝落。

然而，僅憑磷化處理以及醇酸涂料底漆，并不能挽回金屬車身被腐蝕的命運(yùn)。事實(shí)上，直至改用電泳底漆之后，金屬車身才真正獲得既耐腐蝕又防銹的保護(hù)膜。

說(shuō)到用于汽車生產(chǎn)的電泳技術(shù)，PPG匹茲堡工業(yè)涂料公司厥功甚偉：先是在1964年成功用陽(yáng)極電泳漆填充單個(gè)零部件；而后，又于1973年推出滲透力更強(qiáng)，同時(shí)耐腐蝕性也更好的陰極電泳產(chǎn)品，并由此將電泳技術(shù)推廣至整個(gè)汽車行業(yè)。目前，已有95%的汽車制造商采用陰極電泳技術(shù)來(lái)為車身上底漆。

然而，陰極電泳漆在紫外線的照射下會(huì)發(fā)生降解，為此，自20世紀(jì)80年代起，汽車制造商便在電泳漆固化后，再噴涂一層“釉漆”覆蓋其上。這便是中涂層的由來(lái)。不過(guò)，近年隨著環(huán)保要求的提升，各大主流車廠已陸續(xù)通過(guò)改善板件沖壓工藝，以及優(yōu)化電泳漆的粗糙度等手段，在涂裝流程中實(shí)現(xiàn)免中涂工藝。

順便一提，由于電泳技術(shù)必須使用水性漆，因此無(wú)意之中使電泳漆成為汽車涂料環(huán)保水性化的開(kāi)端。

時(shí)間來(lái)到20世紀(jì)90年代，幾乎所有汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都開(kāi)始要求汽車制造商從尾氣、焊裝，乃至涂裝等各方面，減少對(duì)環(huán)境的污染。具體到涂料，汽車制造商應(yīng)對(duì)的第一步，便是放棄水性陽(yáng)極電泳涂料，改用VOC揮發(fā)性有機(jī)化合物排放量更少的水性陰極電泳涂料。

然后，就是中涂層的水性化。像歐美及日本的車廠就在中涂層用過(guò)水性聚酯氨基樹(shù)脂或封閉聚氨酯樹(shù)脂等水性涂料。如今又開(kāi)始推廣免中涂工藝，以求進(jìn)一步減少對(duì)環(huán)境的污染。

接下來(lái)，就是清漆、面漆，乃至色漆的水性化。尤其是金屬漆，作為汽車涂裝過(guò)程中的VOC排放大戶，更是重點(diǎn)攻克對(duì)象。這還沒(méi)完。進(jìn)入21世紀(jì)后，對(duì)排放物的限制更擴(kuò)大到整個(gè)供應(yīng)鏈，連配件供應(yīng)商都不得不精簡(jiǎn)涂裝流程，以更少的涂裝操作換取更低的涂料用量及能源消耗。諸如“免中涂”“單次烘烤”等新工藝便是這番節(jié)能運(yùn)動(dòng)中的產(chǎn)物。而為應(yīng)對(duì)這些工藝的調(diào)整，杜邦、PPG等涂料供應(yīng)商更是從底漆到面漆全都重新調(diào)整配方，以滿足類似中國(guó)的《GB 24409-2020車輛涂料中有害物質(zhì)限量》等有關(guān)車輛涂料的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

再往后，車漆的進(jìn)化趨勢(shì)卻呈現(xiàn)出大相徑庭的兩個(gè)方向。一方面，BASF巴斯夫、立邦等涂料供應(yīng)商正在嘗試調(diào)整配方，以迎合可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)用戶需求。比如取消使用金屬漆里的鋁粉，以防阻礙自動(dòng)駕駛汽車所用雷達(dá)傳感器的探測(cè)效果；或者用生物基固化劑替代石油基的同類成分，以助新能源汽車實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)。

但與此同時(shí)，寶馬、奔馳等歐洲車廠似乎打算徹底放棄傳統(tǒng)車漆，改用經(jīng)過(guò)新工藝處理的材料或者新型預(yù)著色材料造車，從而直接讓車輛“裸奔”。好在，就目前來(lái)看，無(wú)論走哪條進(jìn)化道路，都會(huì)對(duì)環(huán)境相當(dāng)友好。

所謂汽車涂裝，說(shuō)到底就是兩個(gè)步驟：Coat噴涂以及Bake烘烤。以福特的“3-Wet”水性漆涂裝工藝為例，其流程便是3C1B：在經(jīng)過(guò)前處理及電泳后，再依次進(jìn)行中涂、色漆、表面清漆的噴涂，然后便直接烘干面漆，而不再對(duì)中涂層進(jìn)行烘干及打磨，僅以熱風(fēng)速干，從而使涂裝效率大幅提升，并有效減少生產(chǎn)成本。

順便一提，電泳之前的預(yù)處理工藝，目前正在從傳統(tǒng)的磷化處理向更為環(huán)保的無(wú)磷化處理轉(zhuǎn)變，比如用鈷鹽替代磷酸鹽作為鍍膜的主劑?；蛟S整車的涂裝流程又將迎來(lái)新的變革。

眼下，在汽車涂裝領(lǐng)域，以生物原料制作的可再生涂料仍處于初步應(yīng)用階段。其中，從植物性廢棄物中提煉的生物基石腦油，以及從有機(jī)廢料中獲取的生物甲烷已可作為原料，用以生產(chǎn)基礎(chǔ)化學(xué)品，并將此化學(xué)品用于量產(chǎn)車的涂裝。

而以70%再生碳基為原料制作的汽車涂料固化劑，則還在跟車廠聯(lián)手測(cè)試之中。當(dāng)然，無(wú)論哪種，都能有效減少整個(gè)汽車生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放。

以前，車漆其實(shí)并不能主動(dòng)變色，要么借助油漆本身的光澤特性，并配合特殊的車身曲線，來(lái)使車身顏色隨光線變化產(chǎn)生微妙的動(dòng)態(tài)視覺(jué)效果，要么直接使用熱敏漆，讓車身跟隨不同的表面溫度變換顏色。

不過(guò)，近年亮相的多款概念車表明，在現(xiàn)實(shí)世界里已經(jīng)可以利用電子墨水主動(dòng)改變車身的顏色。要是今后這類電子墨水的“顯示屏”可以像量產(chǎn)的車身涂料一樣耐用、抗造，那“車漆”的定義將被改寫。