汽车涂料的发展

汽车涂料的发展

摘要:随着汽车的普及和我国汽车工业的发展，汽车用涂料在我国涂料工业中占有越来越重要的地位，随着人类社会的不断前进和不断完善，汽车及其相关工业的发展也必然要跟上时代前进的步伐，不断地满足社会各个方面所提出的新的要求。对于涂料而言，这些要求是针对涂料本身的改善和提高，有的则是针对使用涂料时对于环境污染的限制。本文介绍了汽车涂料的成分、作用，它的产生，发展，市场上的主要汽车涂料，以及新近开发的节能环保汽车涂料等;同时指出了开发环保涂料是人们永远的追求及今后发展趋势，高科技涂料的相继问世。

With the popularization and car in China's automobile industry development in our country, automobile paint coating industry plays more and more important position, with human society forward continuously and constantly improve, motor vehicles and related industrial development is also necessary to keep up with the pace of the progressive era, constantly satisfy social each aspect proposed new requirements. For coating is concerned, these requirements for coating itself is to improve and enhance, some is about using the coating for environmental pollution limits when. This paper introduces the composition, automobile coatings, its emergence, role in development and the market the main automobile coatings, and recent development of energy conservation and environmental protection automobile coatings, etc.; Meanwhile points out the development environmental protection coating is people forever pursue and future development trend, high-tech coating field.

关键词:汽车涂料环保节能发展趋势纳米材料

Automobile coating Environmental protection and energy saving Development trend nanomaterials

1、汽车涂料的发展史

汽车涂料就是指涂装在轿车等各类车辆车身及零部件上的涂料，一般指新车的涂料及辅助材料和车辆修补用涂料。汽车涂料是涂料家族中的一种，英文名称：automotive coatings. 跟一般的涂料一样，汽车涂料一般由成膜物质、助剂、颜料、溶剂组成。

自从1886年卡尔本茨研制成功第一辆汽车至1923年，汽车用涂料均选用一些天然物质：植物油、天然树脂等为漆基的涂料。如亚麻仁油、松油、炭黑等配制而成，且只能用刷子一道又一道地刷涂在车体表面，涂装一辆车大约需要一到两周时间，严重制约了汽车的大批量生产。1924年，杜邦公司研制出使用喷枪喷涂的汽车涂料一杜邦硝基漆，从而将每辆汽车的涂装时间缩短到几小时，使汽车的批量生产成为可能，加快了汽车生产的步伐。同时，还成功开发出以硝化棉为主要基料的硝基漆(汽车修补漆)。1929年，杜邦公司率先推出第一种用合成树脂一一醇酸树脂制成的醇酸磁漆，它具有更好的光亮度和耐久1生。1935年杜邦又首先推出汽车涂料调色系统．打破了黑色汽车涂料一统天下的局面，使五彩滨纷的汽车行驶在世界各地，增添了都市的风采。

此后，汽车涂料的发展日新月异。1938～1945年，出现以硝化棉、醇酸树脂为主要基料的合成磁漆。20世纪50年代，杜邦公司推出了今天仍在使用的丙

烯酸快干漆。它很快取代了硝基漆而成为第三代汽车涂料。60年代，出现了热固性氨基醇酸磁漆、热塑陛雨烯酸树脂涂料、丙烯酸聚氯酯磁漆、阳极电泳涂料，使汽车涂料的光亮度、耐久性和硬度进一步提高。同时开发了防锈静电涂装等，使汽车的喷涂技术有了一个新的突破。20世纪70年代，出现了粉末涂料、双层面漆工艺、热固1生氯基漆、阴极电泳涂料。70年代，双层烤漆一一采用底涂层罩透明涂层面漆工艺首先出现在欧洲，因其良好的耐久性和高光泽，被日本和美国汽车制造商相继采用，为金属涂料和珠光涂料的开发奠定了基础。同时新型的金属涂料和珠光涂料逐渐被汽车生产厂家使用，配上高亮度的清漆罩光，使汽车外观日益美观。与此同时，出现了硬度和光亮度均优于原有丙烯酸涂料的热固型丙烯酸涂料。20世纪80年代，出现了氯基烤漆、高固体分丙烯酸烤漆，采用罩光工艺(即本色或金属闪光漆都采用底色漆加罩光漆)。1980年德国涂料专家苏塔努希首次使用云母钛珠光颜料制成了一种具有全新色彩艺术风韵的珠光汽车涂料，并成功地用于美国福特汽车公司的轿车生产线。珠光汽车涂料具有很高的镜面光，珠光细洁柔和装饰性极佳，同时具有随角异色效从。而奠定了它作为现代轿车表面高装饰性涂料的地位。目前．美、欧各大汽车公司几乎所有高当豪华轿车均采用珠光涂料涂装。随着对环保的日益重视，低污染涂料开始应用。高固体分的聚氪酯高温烤漆、丙烯酸聚氨酯漆和清漆普遍被使用。因为高光泽度和使用透明涂层，使得疵点更容暴露出来，所以材料的准备工作和干净的车间环境比以往更重要，因而出现了下吸式通风喷漆房，同时珠光涂料的涂装技术进一步改进，使用了二层涂装和三层涂装，使车身的颜色更加美丽并具有幻觉感。1982年日产公司使用过粉末中涂，80年代中期通用汽车公司在货车厂使用粉末中涂，粉末涂料在中间涂层中开始使用。1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车厂开始使用，涂膜厚度超过30 um后来，不少汽车厂又从厚膜阴极电泳涂料转到中厚阴极电泳涂料，漆膜厚度在25 um左右．具有与厚膜阴极电泳涂料同样好的抗腐蚀能力。近年来．带色的中间涂层已在美国广泛采用，其主要优点是中涂的颜色与面漆颜色配套，面漆中金属闪光底色漆的厚度可以从20 um降到15 um，这样，减少了涂料的用量，减少了流挣等弊病，降低了返修率在60年代末至鲫年代中期，我国的汽车制造厂家所用面漆一般都是中、低氨基含量的氯基烤漆。1985年以后采用高氯基含量的氨基烤漆，随着轿车工业的发展，引进了丙烯酸树脂磁漆、优质的氯基树脂磁漆和双层面漆涂装工艺．应用在新建的多条轿车车身涂装线上80年代末期，在部分汽车涂装线上开始使水性金属闪光底色漆，汽车涂料的水性化是由底到面逐步发展的，底漆已经水性化，中涂开始水性化一进入90年代，加快了使用水性化的步伐，尤其在欧洲中涂涂料已经实现了水性化。日本水性化研究工作也已经完日产汽车公司使用水性中涂涂料。但是由于生产成本高，环保

要求没有欧美苛刻，所以水性汾料在日本没有全面推广使用。

20世纪90年代相继开发出一批耐酸雨、抗划伤型汽车面漆、水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料等环保型涂料．井广泛获得工业应用。ICl公司成功地开发出划时代的水性涂料，现各大汽车制造公司越来越多地使用这种涂料、成功开发的超高固体分涂料和耐擦伤清漆，目前已开始被日产、丰田等汽车厂采厢。明层的安全型聚氯酯高温烤漆等一批高科技涂料相继问世，为21世纪汽车涂料的发展开创了美好的前景。最早曾何人把研碎的鱼鳞和铜粉加到涂料中，以使光线能够靠这蝗碎片反射出来，以达到闪烁的效果，但效果不太理想，20世纪70年代．科研人员发现细薄的铝片加入涂料后，闪烁效果非常好，并可以造成正侧面颜色深浅不同。于是，这种发明即被工业化并越来越多地用往汽车上，这就是我们所说的金属涂料。金属漆改变了传统颜色单调的缺点，通过其中铝片的反射光线，不同角度都有闪闪发光的效果。1997年，杜邦公司成功地推出高科技变色珠光涂料，这种先进涂料中含有一种不同于传统的金属涂料和珠光涂料的颜料，用半导体合成工艺．将五层透明的金属氧化物叠合起来．使一层涂膜在不同角度下会变成红、蓝、绿、紫、橙等多种颜色。这种高科技变色珠光涂料必将引越汽车颜色的又一场变革。本色漆上再罩清漆．漆膜外观、耐久性都有所提高。目前美国克莱斯勒公司的所有轿车、通用汽车公司的部分轿车在本色漆上再罩上一层清漆，使漆膜外观得到改善。欧洲和北美均使用双组分或单组分高固体分丙烯酸罩光清漆，但是异氰酸酯一丙烯酸体系的缺陷是异氰酸酯的毒性。因此，从环保角度来看，未来罩光清漆应是粉末涂料和水性涂料。

2、汽车涂料的发展趋势

目前全球汽车涂料行业的总销售额已达34亿美元，市场持续变化是这一行业的主要特点。虽然竞争十分激烈，但是所有的竞争者都有着相同的认识和目标，那就是产品的创新来满足环境及用户的需求。汽车涂料业目前面临的最重要的问题之一是环境问题。如长期用于小汽车生产的溶剂型涂料会排放大量的挥发性有机化合物(voc)，为了解决这一问题，美国联邦政府要求本国的三家汽车制造商(通用汽车、福特汽车公司和戴姆勒-克莱斯勒汽车公司J共同研制生产先进的对环保有利的涂料产品。虽然粉末涂料对环境有利且成本较低、但是由于这类涂料的涂装设备成本较高，这就导致涂装施成本远远高于传统的溶剂型涂料。因此．即使研究试验成功，这种技术仍有可能要过一段时间才会得到全面的应用。在粉末清漆成为一种实用技术的同时，还要看汽车制造商是否愿意将非液体技术用于组装汽车涂料车间的作业施工，而且还要考虑施工成本是否可以接受和是否可以获得最佳的产品质量。美国通用汽车公司提出，21世纪汽车涂料主要类型为水性涂料和粉末涂料。水性涂料可将VOC排放降到很低，粉末涂料可使VOC排放降为零。

21世纪，水性涂料和粉末涂料必将成为汽车涂料的主流，但汽车底、中、面漆要求各异，各有偏重。为了减少涂料的污染排放量，美国通用、戴姆勒一克莱斯勒及福特等汽车公司均对粉末涂料用作汽车涂料的性能进行了相关的测试，以便推广应用。使用粉末清漆比使用其它粉末涂料要求更高，难度更大，因为作为清漆；仅要给涂层表面提供光泽和光亮，还要提供防碎落和褪色保护。以干燥颗粒雾状形式使用的粉末涂料不合任何溶剂，对于喷涂外逸部分可加以收集、过滤和回收，与新的粉末涂料混合用于生产线上的其他车辆，减少了汽车喷涂过程

造成的环境污染。目前，正在工厂进行涂漆试验的车辆尚未进入市场，正在经受各项严格的测试，采用粉末清漆涂装的福特汽车公司和通用汽车公司的轻型卡车目前正处于实用试验阶段。最近，新一代的高流平性的阴极电泳涂料已经在美国汽车厂使用，其代表产品有PPC的Edl l厚膜阴极电泳涂料、Edl2中厚膜阴极电泳涂料、杜邦的Cormax TM厚膜或中厚膜阴极电泳涂料，其主要性能改进是使漆膜表面粗糙度下降。汽车底漆采用CED(阴极电泳)已成定局，但也有人提出采用粉末涂料作为底漆和中涂，而CED大方向不会变，今后工作主要是进一步改善性能，降低固体温度，提高平整性和耐久1生。近几年金属闪光漆系列发展迅速，珠光涂料、梦幻涂料等层出不穷，颜色也向具有高透明感、深度感、高色彩方向发展。目前在美国大多采用高固体分闪光涂料，而日本采用最多的是中低固体分金属闪光涂料。随着环境保护法规日趋严格，为了提高豪华轿车的漆膜外观质量，美国部分高级轿车近两年采用水性金属闪光涂料，可大大降低有机挥发物排放。同时，水性金属闪光涂料具有特殊的流变性，有利于铝粉定向，比溶剂型涂料具有更好的金属效应，所以水性金罹闪光涂料比水性中涂更早被日本汽车厂所接受，欧美也已广泛使用。金属闪光涂料水性化是必然的趋势技术也已成熟，能很快推广应用。通用汽车公司预计，2020年前全球大部分汽车厂会采用水性金属闪光涂料。由于金属色和珍珠色涂料满足了人们对汽车颜色更美观、更吸引人的需求，所以越来越多的汽车应用这些颜色。有资料统计，在欧美国家，珍珠色的汽车占20％左右，金属色的汽车占50％左右，而传统的素色汽车仅占30％左右。在我国金属涂料和珠光涂料仅在轿车中部分使用，比例不到30％。在未来几年内，国产车中金属色和珍珠色将会迅速增加，尤其高科技变色珠光涂料的产生，将把汽车本身和周围的环境装扮得更漂亮。

我国汽车行业中，车辆喷漆普遍使用的都是传统的油性涂料，油性涂料中含有较多的有机物质，这些有机物质挥发到空气中，容易对空气造成污染。而相比传统的油性涂料，水性涂料是一种新型高端的环保涂料，根据专业机构测算，以每周平均混合4升底色漆的车间为例，使用水性涂料每年可以减少115千克VOC 的排放，相当于100多辆车一年的尾气排放量。

近年来由于中国整体经济环境向好和消费者购买能力的提高，加之人均汽车保有量较低，中国汽车工业正在急速扩张，同时也为中国地区的汽车涂料市场创造了空前的发展机遇。数据显示，2009年中国汽车销售远超出美国340万辆，而仅2010年1、2月份，中国汽车累计销量287万辆，美国148万辆，已超越美国近一倍，而从中国经济整体发展情况看，中国汽车市场还将近一步扩大，无论是从新车用漆还是旧车保养来看，中国汽车涂料业都将拥有巨大的市场空间，而随着全社会对低碳环保理念的不断推进，水性汽车涂料或将成为汽车涂料产业未来发展的一个必然趋势。

根据资料介绍，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35g/m2以下。从20世纪90年代开始，欧美汽车厂为环保达标采用环保型汽车涂料替代传统的有机溶剂型汽车涂料。到2001年已采用水性中涂、底色漆的轿车分别已占总产量的份额为：北美7%和43%；欧洲32.5%和36%。其中德国已基本实现水性化，中涂占80%，底色漆占93%。而在亚洲采用水性底色漆的轿车只占 1.5%。在我国汽车工业的 52 年历史中，随着科技进步和汽车涂层质量要求的提高，我国汽车涂料已实现了四次大的更新换代。现用的第四代汽车涂料是以第4 、5 代阴极电泳涂料，耐酸雨、抗划伤性的优质丙烯酸树脂涂料，丙烯酸聚氨酯涂料，面漆颜色为金属色和本色，适应轿车三层涂装体系的涂料等为代表。是近年随轿车产品和轿车车身涂装线的引进，世界著名的汽车涂料公司在华设厂，达到国际轿车涂层标准而形成的。基于轿车产品引进的国别不同，这一代汽车涂料尚可分为日本体系和欧美体系。

从 20 世纪 90 年代开始，欧美汽车厂为环保达标采用环保型汽车涂料替代传统的有机溶剂型汽车涂料。到 2001 年已采用水性中涂、底色漆的轿车分别已占总产量的份额为：北美 7% 和 43% ；欧洲 32.5% 和 36% 。其中德国已基本实现水性化，中涂占 80% ，底色漆占 93% 。而在亚洲采用水性底色漆的轿车只占 1.5% 。

低碳环保理念推动中国水性汽车涂料发展

随着世界工业经济发展和人口剧增，二氧化碳排放量越来越大，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全，现在人们已经彻底地意识到，人类正在亲手破坏着自己唯一的家园，而全球灾难性气候变化屡屡出现，也一次次的为地球安全敲响了警钟，发展“低碳经济”已成为人类别无选择的趋势。

成本问题：到底比油性漆高还是低

很多企业排斥水性汽车涂料的原因一般是成本问题，由于水性涂料的技术含量和对原材料的要本较高，相对成本也会有所提高，因此制约了国内环保水性的发展进程。然而据业内人士分析，随着目前油价、涂料原村料价格的上涨，以及油性涂料在生产中配备的大量专业消防设施，加上国家对油性涂料生产运输上的要求等等，油漆涂料同样面临不少的成本压力。

国家政策支持对水性汽车涂料发展意义重大

任何的产业一但得到政府支持，都会取得突破性的发展，水性涂料发展同样需要政府政策的扶持，据涂料产业业内人士分析，水性涂料产品在中国市场的发展缓慢，其困难在于：除了涂料行业的法规及政策对环保概念的体现还比较有限，目前实施的一些法规已经远远过时外，还由于人们固有观念上的一些原因，加之很多企业对于溶剂型涂料的施工已经达到相当熟练的程度，很多应用商对于水性涂料的施工抱着比较消极或者慢热的状态，而施工人员对于溶剂型涂料对人体及环境的危害有限的认知，也是造成这种局面的原因之一。加快水性涂料的标准规范的健全是推动中国涂料的水性化关键步骤。同时，下游生产厂商生产的“水性化”是中国水性涂料市场繁荣的中坚力量，下游生产厂商愿意走上水性化的道路，市场上才可以真实看见涂着水性涂料的商品。

3、汽车涂料越来越引起人们的关注

汽车面漆起到保护车厢不被腐蚀及美化外观的作用，是整车质量最重要的指标之一。因为喷涂油漆占轿车生产总费用的20%，而且轿车的外表面90%以上是涂漆面，显然涂层质量(光泽、颜色、耐久性等)会直接影响外观，影响人们对汽车质量的评价。因此汽车生产厂家十分重视轿车面漆技术，往往投人巨大的资金和人力去发展和改进轿车的面漆，强调抓住视觉的第一印象。面漆以普通本色漆和金属闪光色漆、珠光色漆等3种为主，现在轿车多用金属闪光色漆和珠光色漆，喷涂这些面漆后再喷涂罩光清漆，可令整个车身明亮如镜。现在轿车车身的喷涂工艺一般按照这些程序进行，普通轿车车身要喷涂3层，由阴极电泳底漆、中涂和面漆组成，有些中高级轿车车身要喷涂 4 —5层，由阴极电泳底漆、中涂1一2层和面漆1一2层组成，以达到较高的外观装饰性。轿车的漆面要求映象率高，光亮如镜。除了油漆质量外，还要有相当高要求的工场环境和工艺技术。从车辆车身喷漆至烘漆的过程中，工场内要空气清洁，不能有过量的尘埃。由于科技的进步，今天的喷涂工艺与十几年前的喷涂工艺相比已有很大的发展，无论油漆的颜色、勃结性、添加剂、稳定剂、溶解系统和工艺技术均发生了变化，而且这种变化目前仍在进行之中，使轿车面漆质量得到很大的提高。在现代化工厂内，油漆的调色、喷涂方式均已实现电脑化管理。

进人新世纪以来，我国汽车工业取得了长足的进步，汽车拥有量更是以惊人的速度在递增，其中最显著的是轿车数量迅速增加，在车辆拥有量中所占比例也越来越大，各种造型、色彩缤纷的车流已构成现代都市亮丽的风景线。轿车能起到美化城市的作用，在于其别致的造型和漂亮的外表面。但无论汽车涂膜质量如何优良，在使用过程中，气候的变化、各种原因引起的接触、擦剐，甚至碰撞等诸多原因都会导致漆膜的劣化、损伤。如何保持、恢复汽车良好的外表，越来越引起汽车修理业的重视。

4、目前普遍使用的汽车涂料

在近10多年中，汽车用涂料在其耐候性、耐石击性、外观装饰性、高艺术观赏性等方面都取得了很大的进展，随着人们环保意识的增强，使汽车用涂料又面临新的课题。车用涂料的最近需求是提高涂层质量、保护环境和降低成本。针对这些要求，涂料制造厂从涂料本身出发，进行了大量的研究，开发了一系列具有更大使用价值的新型涂料。并已得到应用。按施工工序可分为底漆、中涂漆（二道底漆）、面漆、清漆等；

4.1底漆

汽车底漆是直接涂敷在经过表面预处理工件表面上的第一道漆，是整个涂层的基础。对汽车底漆的要求是：经过表面预处理的工件表面应有很好的附着力，它的漆膜必须由记号的物理力学性能和良好的耐腐蚀性、抗水性、抗化学介质侵蚀性，与中涂漆或者面漆由良好的配套性，由良好的施工性能。

作为汽车底漆的阴极电泳涂料于1977年在福特汽车公司开始应用，当时阴极电泳涂料厚度为20 um左右。1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车制造厂开始使用，涂膜厚度超过30 um以上。后来，不少汽车制造厂又从厚膜阴极电泳涂料转到中厚阴极电泳涂料，漆膜厚度在25 um左右，具有与厚膜阴极电泳涂料同样好的抗

腐蚀能力。目前，世界汽车生产中有92%使用电泳涂料(ED)，其中有90%采用阴极电泳涂料(CED )。阴极电泳涂料具有优异的渗透性，可均匀覆盖工件凹陷部位，并有极强的防腐性能，耐盐雾可达1 200 h。作为阴极电泳漆的主流是水性胺化环氧和封闭性异氰酸酯阴极电泳涂料。但其中存在一些重要缺陷：（1）异氰酸酯封闭剂会发到大气中会造成污染，（2）存在着固化促进剂如铅锡之类的有害重金属污染。泳透性不足早些经济性下降。汽车底漆采用CED已成定局，但也有人提出采用粉末涂料作为底漆和中涂，而CED大方向不会变。今后工作主要是进一步改善性能，如降低固体温度，提高平整性和耐久性。

4.2中涂漆

汽车用中涂也称二道浆，就是用于汽车底漆和面漆或底色漆之间涂料。要求它既能牢固地附着在底漆表面上，又能容易地与它上面的面漆涂层相结合，起着重要的承上启下的作用。中涂除了要求与其上下涂层有良好的附着力和结合力，同时还应机械性能好，能提供与面漆相适应的保护性能；中涂还应具有填平性，以消除被涂物表面的洞眼、纹路等，从而制成平整的表面，使涂饰面漆后得到平整、丰满的涂层，提高整个漆膜的鲜映性和丰满度，以提高整个涂层的装饰性；还应具有良好的打磨性，从而打磨后能得到平整光滑的表面。

腻子、二道底漆和封闭底漆都是涂料配套涂层的中间层，即中涂，腻子是用来填补被施工物件的不平整的地方，一般呈厚浆状，颜料含量高，涂层的机械强度差，易脱落，所以目前大量流水线生产的新车已不再用腻子，有时仅用于汽车修补用。封闭漆是涂面溱前的最后一道中间层涂料，涂膜呈光亮或半光亮，一般公用于装饰性要求较高的涂层中（例如汽车修补），这种涂层要求在涂面漆之前涂一道封闭漆，以填平上述底层经打磨后所遗留的痕迹，从而得到满意的平整底层。目前新车原始涂装一般采用二道底漆作为中间涂层。它所选用的基料与底漆和面漆所用基料相似，这样就可保证达到与上下涂层间牢固的结合力和良好的配套性。该二道中涂主要采用聚酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和粘结树脂等作为基料；颜料和填料选用钛白、炭黑、硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅等。二道中涂一般固体份高，可以制得足够的膜厚（大约40um）；机械性能好，尤其是具有良好的抗石击性；另外还具有表面平整、光滑，打磨性好，耐腐

蚀性、耐水性优良等特点，对汽车整个漆膜的外观和性能起着至关重要的作用。

4.3面漆

汽车用面漆是汽车整个涂层中最后一层涂料，它在整个涂层中发挥着主要的装饰和保护作用，决定了涂层的耐久性能和外观等。汽车面漆可以使汽车五颜六色，焕然一新。

汽车面漆是整个漆膜的最外一层，这就要求面漆具有比底层涂料更完善的性能。首先耐候性是面漆的一项重要指标，要求面漆在极端温变湿变、风雪雨雹的气候条件下不变色、不失光、不起泡和不开裂。面漆涂装后的外观更重要，要求漆膜外观丰满、无橘皮、流平好、鲜映性好，从而使汽车车身具有高质量的协调和外形。另外，面漆还应具有足够的硬度、抗石击性、耐化学品性、耐污性和防腐性等性能，使汽车外观和各种条件下保持不变。

随着汽车工业的飞速发展，汽车用面漆在近50年来，无论在所用的基料方面，还是在颜色和施工应用方面，都经历了无数次质的变化。30、40年代主要采用硝基磁漆、自干型醇酸树脂磁漆和过氯乙烯树脂磁漆，至80、90年代采用氨基醇酸磁漆、中固聚酯磁漆、热塑性丙烯酸树脂磁漆、热固性丙烯酸树脂磁漆和聚氨基甲酸酯磁漆等，这样使面漆各种机械性能、耐候性、耐化学品性和耐污性等都有了显著的提高，从而大大改善了面漆的保护性能。与此同时汽车面漆在颜色方面也逐渐走向多样化，使汽车外观更丰满、更诱人。进入90年代以来，为执行全球性和地区环保法，减少汽车面漆挥发份的排放量，开始研究探索和采用水性汽车面漆，目前一些西方发达国家的新建汽车涂装线上，已经采用了水性泊车面漆，国内基本上还处于溶剂型汽车面漆阶段。

如上所述，汽车面漆的主要品种是磁漆，一般具有鲜艳的色彩、较好的机械能以及满意的耐候性。汽车用面漆多数为高光泽的，有时根据需要也采用半光的、垂纹漆等。面漆所采用的树脂基料基本上与底层涂料相一致，但其配方组成却截然不同。例如，底层涂料的特点是颜料分高，配料预混后易增稠，生产及储存过程中颜料易于沉淀等。而面漆在生产过程中

对细度、颜色、涂膜外观、光泽、耐候性方面的要求更为突出，原料和工艺上的波动都会明显地影响涂膜性能，对加工的精细度要求更加严格。

目前高档汽车和轿车车身主要采用氨基树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、中固聚酯等树脂为基料，选用色彩鲜艳、耐候性好的有机颜料和无机颜料如钛白、酞菁颜料系列、有机大红等。中外还必须添加一些助剂如紫外吸收剂、流平剂、防缩孔剂、电阻调节剂来达到更满意的外观和性能。

4.4清漆

清漆的特点有以下四点：

1.清漆美观，光泽度很高，但易出现划痕。car2100-小敏提醒：如果洗车后用稍有些发硬的毛巾或麂皮去擦车，就会发现发丝划痕：。

2.目前原厂采用的清漆材料主要为高温固化的单组分漆：聚氨酯或聚酯，修补漆常用的清漆材料主要为自然固化的双组分丙烯酸酯类。

3.清漆一般含有减少紫外线照射的保护功能（色漆不含此功能），只要清漆层完好无损，它可有效延缓色漆的老化（褪色）。

4.清漆比普通漆更易受到环境污染的侵蚀。car2100-小敏提示有害物质的来源包括：车尾气中放出的二氧化碳的炭黑及飞机航空油中飘落的杂物有酸雨、酸雾、酸雪等。这些杂物一旦落在车上，加上空气中的水份，就变成腐蚀清漆的酸性溶液。稍一加温（阳光中的紫外线），便开始发生化学反应，侵蚀汽车漆的保护层。一次、两次并不明显，但若长期不做护理，最终这种化学反应会侵蚀到色彩层、底漆层和金属。

5、纳米材料在汽车涂料中的应用

汽车面漆不但决定着汽车的美观与否，而且直接影响着汽车的市场竞争力。所以汽车面漆除要求具有高装饰性外，还要求有优良的耐久性包括抵抗紫外线、水分、化学物质及酸雨的侵蚀和抗划痕的性能。纳米涂料可以满足上述要求。纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中，作承受负载的填料，与骨架材料相互作用，有助于提高材料的韧性和其它机械性能。研究表明，将l0％的纳米级二氧化钛粒子完全分散于树脂中，不仅可以提高其机械性能，尤其是抗划痕性能，而且外观好，适于制造汽车面漆涂料；将改性纳米碳酸钙以质量比例15％加入聚氨酯清漆涂料中，可提高清漆涂料的光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等；纳米二氧化硅是一种抗紫外线辐射材料，加之其极微小颗粒的比表面积大，能在涂料干燥时很快形成网络结构，可同时增强涂料的强度、光洁度和抗老化性；以纳米高岭土作填料制得的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料不仅透明，而且吸收紫外线，同时也可提高热稳定性，适合于制造汽车面漆涂料。另外，纳米材料还具有随角变色效应，、在汽车的装饰喷涂作业中，作为后起之秀的随角变色效应颜料是纳米材料最重要和最有发展前途的应用领域之一。例如，将纳米二氧化钛添加在汽车金属闪光面漆中，能使涂层产生意想不到的色彩效果。纳米粉与闪光铝粉或云母珠光颜料并用于涂料体系时，能在涂层光照区的侧光区反射出蓝色乳光，从而增加金属面漆颜色的丰满度，产生独特的视觉效果。

5.1 纳米玻璃涂料

利用纳米粉体材料较强的紫外线反射特性，将纳米级二氧化钛粉体按一定比例加入到涂料中，可以有效地遮蔽紫外线，使乘员免受紫外线辐射。将其涂于车窗玻璃表面，在紫外线的作用下，还可以分解沉积在玻璃上的污物，氧化有害气体，杀灭空气中的细菌，具有防污、防尘、耐刮、耐磨、防火、净化车内环境、保证乘员身体健康等作用。

5.2 抗石击涂料

汽车车体最贴近地面的部分，经常受到各种溅起的碎石、瓦砾冲击，最好采用具有抗石击作用的防护涂料。在汽车涂料中添加纳米氧化铝、纳米二氧化硅等，可增强涂层的表面强度，提高耐磨性，减小碎石、瓦砾的冲击损伤。

5.3 防静电涂料

由于静电的作用会引起诸多麻烦，因此汽车内饰件涂料中采的用防静电涂料的开发和应用日益广泛，如80纳米的二氧化硅、140纳米的二氧化钛和20纳米的三氧化二铬与树脂复合，可作为静电屏蔽涂层应用到汽车上。另外，利用纳米氧化物四氧化三铁、氧化钛、氧化锌等，也可制成多种颜色的防静电涂料

5.4防臭涂料

在新车中往往会有异味，它们来源于汽车内装饰材料树脂添加剂里所含的挥发性物质。另外，汽车内的香烟味、汗臭味被座椅、壁板等表面吸收后，留存于汽车内也很难清除。纳米材料具有很强的抗菌、消臭功能与吸附能力，因此利用某些纳米微粒作载体，吸附抗菌离子，制成脱臭涂料用于汽车内饰等表面，可达到杀菌、抗菌的目的。例如纳米氧化锌微粒具有优越的抗菌、消毒、除臭功能，因此把它作为功能助剂对天然纤维进行后处理，可以获得性能良好的抗菌纤维，用于汽车内饰纺织品，能够吸收异味，净化空气。

6、环保节能的汽车涂料是人们永远的追求

随着人类社会的不断前进和不断完善，汽车及其相关工业的发展也必然要跟上时代前进的步伐，不断地满足社会各个方面所提出的新的要求。对于涂料而言，这些要求是针对涂料本身的改善和提高，有的则是针对使用涂料时对于环境污染的限制。

自汽车诞生以来，经过涂料工作者们数十年的努力，作为汽车重要配套材料之一的汽车涂料的各项性能如装饰性、防腐蚀性、抗石击性、施工性以及耐候性等都有了很大程度的提高和改善，基本上满足了汽车工业的需求。但人们追求完善的要求是无止境的，研制和生产高性能的汽车涂料是我们永远的课题。保护地球环境，减少大气污染的呼声越来越高，环境问题也非常强烈地左右着汽车及其相关行业的发展。因此，高固体分化、水性化和粉末化，从20世纪开始就一直是世界涂料行业开发新产品的基本方针和发展方向。

汽车涂料业目前所面临的最重要的问题之一是环境问题。如长期用于小汽车生产的溶剂型涂料会排放大量VOC，为了解决这一问题，美国联邦政府要求本国的3家主要小汽车制造商〔通用汽车公司(GM)，福特汽车公司和戴姆勒一克莱斯勒汽车公司」共同研制生产先进的对环境友好的涂料产品。据介绍，虽然粉末涂料对环境友好且成本较低，但是由于这类涂料的

涂装设备成本较高，导致涂装施工成本远远高于传统的溶剂型涂料。因此，即使研究试验成功，这种技术仍有可能要过一段时间才会得到全面应用。

为了减少涂料的污染排放量，通用、戴姆勒一克莱斯勒及福特等汽车公司均对粉末涂料用作汽车涂料的性能进行了相关测试，以便推广应用。使用粉末清漆比使用其他粉末涂料要求更高，难度更大，因为作为清漆不仅要给涂层表面提供光泽和光亮，还需要防碎落和褪色保护。传统的清漆以漆雾的形式喷涂在汽车表面，在干燥过程中将释放出VOC，污染环境。另外，液体涂料过喷或外逸还必须进行收集和填埋处置，而这从生态学来说并非是一项完善的措施。而以干燥颗粒雾形式使用的粉末涂料不含任何溶剂，对于喷涂外逸部分可加以收集、过滤和回收，与新的粉末涂料混合用于生产线上的其他小汽车，减少了汽车喷涂过程带来的环境影响。

除了粉末清漆之外，不久前LEPC还宣布它已启动了2个新的研究项目:粉末水浆清漆和颜料勃结粉末底漆。PPG工业公司认为，从清洗和预处理到加涂装饰性涂料及清漆罩光，都可以开发出一些对环境友好的材料以改善对环境的影响。例如可以改变材料的化学性质和应用方法，同时还可以通过提高运输效率、材料的循环利用率及减少或消除废物等方面着手进行各种改善对环境影响的工作。为了符合环境法规的要求，许多公司目前正在从它们所生产的涂料中，特别是从预处理和防腐蚀产品中清除铬、镍和铅等重金属。除此之外，还有其他公司也在对用于保护涂层的其他技术进行研究。巴斯夫公司还引人了Ureclea清漆，它是一种具有双组分氨基甲酸乙醋性质的单组分氨基甲酸乙醋清漆。通过运用这种氨基甲酸醋的化学特性，巴斯夫公司已不再需要近年来一直受到环境保护人士猛烈攻击的异氰酸酷。该公司称，他们仍将注意力集中于经济和环保方面，并为其名为EC02的研究开发计划制订了一种综合战略。如该公司正在与汽车制造商一起试验其粉末水浆清漆(一种液体与粉末涂料的混合体)。制造出这种粉末涂料，将它分散于水中，然后使用传统液体涂料的涂装设备进行喷涂，这种粉末涂料的缺点是难于控制涂膜厚度等。如制成液体涂料，就能较好地控制涂膜厚度，且这种混合物所含的VOC为0.

成本、质量及环境问题将继续影响着汽车涂料市场，涂料供应商和汽车制造商们正在寻找一种缩短涂料循环系统的最佳方法，这将给汽车业带

来巨大的商机。同时制造商们还在研究一种用1层涂料代替2层甚至是多层涂料的新技术以减少烘干时间。对消费者来说，无论制造商采取什么技术或是使用什么涂料，只要性能良好就可以满足要求，但从整个社会责任来说，就必须在成本合理的基础上生产出质量良好的、用户满意的、对环境友好的产品。

结语

在汽车工业发达的国家中，汽车涂料的用量在涂料产量中占有极其重要的地位，一般仅次于建筑用涂料。但它在涂料的销售额中所占的比例最大，且高于建筑涂料。因此，各国涂料生产厂家非常重视汽车涂料的发展动向及开发，以适应汽车工业发展的需要，汽车涂料的生产和技术开发有集团化、国际化的倾向。在近l0多年里，汽车涂料在其耐候性、耐石击性、外观装饰性、高艺术观赏性等方面都取得了很大的进展。但随着人们环保意识的增强，使汽车用涂料又面临种种新的课题。当今对汽车涂料的要求是提高涂层品质、保护地球环境和降低成本。针对这些要求，涂料制造厂家从涂料本身出发，进行了大量的研究，开发了一系

列新型涂料。

随着各国对环保的日益重视，21世纪汽车用漆的主要发展趋势是，除了为适应市场竞争的需要和追赶新潮流，努力提高汽车涂层的外观装饰性(高光泽、高鲜映性、多色彩化、增加立体感等)、耐擦性、抗石击性和耐环境对涂膜的污染性外，还必须降低汽车涂装过程中对环境的污染。为新世纪汽车涂装涂料的发展开创美好的前景。

参考文献：

1 韩文涛《汽车应用》

2 陆鲁字，等《汽车用涂料的发展现状与动向》北京汽车．2003

3 韩宝乐.徐归德汽车工业中的聚氨酯涂料[期刊论文]-化学推进剂与高分子材料2006(05)

4周晓东 21世纪涂料工业的发展及前景展望[期刊论文]-涂料技术与文摘2004(02)