汽车涂料的涂层结构

ingersheim · 发表于 2008-4-30 15:01:50

电泳涂装
让我们从最复杂的涂料系统开始：电泳涂装，或者叫做电沉积涂装（E-coat）。
1960年左右，电泳涂装技术开始进入在线使用。福特汽车是第一个使用的汽车公司。那时称为阴极电沉积涂装。几年之后，一项改进技术，阳极涂装，获得了认可，从那时开始，彻底取代了阴极工艺。
一般来说，电沉积涂料，是水溶性特种树脂，颜料，填料和添加剂组成的。当整个车身浸入溶液后，通入直流电。所以，分散的固体成分就迁移到作为阳极或者阴极的车身上。
阳极工艺的成功是很明显的：更高的固含量，更低的溶剂成分，抗腐蚀能力高两到三倍，很好的粘合力，很好的抗石击性能，很好的流平性，很好的抗紫外能力，还有环保方面的因素。
开始，几乎所有的阳极涂装都只有一种颜色――黑色，首选的颜料就是炭黑。
对于黑色阳极涂装，并不是所有的炭黑都能得到需要的效果。一个重要的因素就是黑颜料的纯度，因为电泳溶液对于杂质十分敏感，而颜料和填料的可溶性部分，很可能带来杂质。
另一个关键的挑选因素，就是水溶部分的电导率，最高上限是1000μS。
下一步就是找到最好的黑颜料，要求分散性好，长期稳定，遮盖力强。
现在色彩趋势已经转向浅色或者深灰。对于灰色涂料，可合并使用钛白粉和炭黑颜料，这样可以得到很好的稳定性。
总而言之，对于这种应用，我们需要一个高纯、颗粒尺寸中等的炭黑，同时要很好的着色力。实际上，最常用的质量，来自于炉法工艺。对于阳极工艺，如果要很好的黑度，几十年以来，最常用的工艺就是使用25nm的煤气炭黑颗粒，一层涂装。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　汽车涂料的涂层结构
　　　　　　　　　　　　　　　　　
中涂
汽车涂料的第二层，通常称为中涂，或者叫打磨封闭底漆，也有叫做填料涂层的。
在底涂和面涂之间的涂层，主要是为了很好的遮盖、填补、和流平电泳涂装的粗糙表面，提高面涂的外观。对粘合力和面涂的抗石击能力也有帮助。还有，中涂降低了昂贵底涂的开支。把各个因素综合起来，我们可以把中涂看作功能性涂层。
今天，几乎所有的中涂都是水性树脂，除了克莱斯勒的部分中涂，还有著名的Smart Car品牌汽车也是例外，他们使用了粉末涂装。
颜料选择方面，汽车制造商大大改变了他们的哲学。过去，绝大多数打磨封闭底漆都是中性色，比如灰色，使用黑色颜料作为着色颜料。黑颜料的着色力很强，分散方便，没有浮色或者发花的倾向，稳定性很好。这些颜料使用了灯黑工艺，颗粒尺寸大约是100nm，或者使用炉黑工艺，颗粒尺寸大约50nm左右。由于经过了细微的后处理，所以很容易分散，也很稳定。
今天，中涂使用了很多色彩，以便对应不同的底涂色彩。使用这种方法，可以降低底涂的涂层厚度。这意味着降低了底涂用量，降低了汽车制造商的成本。
汽车工业已经开始以下争论：如何能降低涂料涂层的数量，而不降低涂料的性能和耐久性。有些汽车制造商开始使用预涂装金属材料，这是用卷材涂装工艺制造的。其他公司则试图使用二次电沉积涂装。如果使用高导电性的炭黑涂料，那么第一层涂层是导电的，二次涂装就有可能进行。所有的汽车制造商都认为，减少涂层能降低涂装成本，但是如何实现就是一个问题。

面涂
在中涂上面，是最终的涂层，面涂。最终的涂层能改变用户的视觉效果。这一层的质量决定了长期耐久性，这也受到不同气候条件的影响。对于面涂，技术和遮盖力方面的要求非常高，并且还在不断提高。最好的例子就是最近几个月，针对透明涂层抗刮擦性能的讨论。
色彩设计现在扮演着十分重要的角色。正如我开始所说，色彩销售汽车。汽车制造商不是唯一花费大量人力观察色彩趋势的人，涂料制造商也在研究、优化和开发色彩，以便适合目前各个国家流行的口味。