汽車涂料是指各種類型汽車、摩托車、農(nóng)用車等生產(chǎn)線使用的涂料和汽車修補(bǔ)用涂料，廣義上還包括自行車、拖拉機(jī)及農(nóng)機(jī)和鐵路交通車輛等使用的涂料。由于其用量大、品種多、涂層性能要求高和涂裝施工要求特殊等原因，汽車涂料在工業(yè)用涂料中已經(jīng)成為一種專用涂料。在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家，汽車涂料的產(chǎn)量占涂料總產(chǎn)量的20%左右。
隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)，工業(yè)環(huán)保要求也越來越高，對(duì)于汽車涂料行業(yè),在涂裝過程中使用的揮發(fā)性有機(jī)物的排放已經(jīng)有了嚴(yán)格的要求。歐洲1994年提出的《溶劑控制指令汽車涂裝過程排放限制》就明確規(guī)定了轎車涂裝線有機(jī)溶劑排放量(包括底漆、中涂漆、面漆涂裝)不得高于45g/m2；德國對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的排放要求更為嚴(yán)格，排放標(biāo)準(zhǔn)為不得高于35g/m2。
針對(duì)這些要求，涂料生產(chǎn)企業(yè)從涂料本身出發(fā)，進(jìn)行了大量的研究，開發(fā)了水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料等一系列新型的不含揮發(fā)性有機(jī)物或含量較少的涂料，應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中使汽車涂裝過程達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
1 底漆
目前，世界汽車生產(chǎn)中有92%使用電泳涂料，其中90%采用陰極電泳涂料(CED)。CED于1977年在福特汽車公司開始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)CED膜厚度為20μm左右。1984年厚膜陰極電泳涂料在汽車生產(chǎn)企業(yè)開始使用，涂膜厚度超過30μm。之后，不少汽車生產(chǎn)企業(yè)又從厚膜陰極電泳涂料轉(zhuǎn)到中厚陰極電泳涂料，漆膜厚度在25μm左右，具有與厚膜陰極電泳涂膜同樣好的耐腐蝕能力。陰極電泳涂料具有優(yōu)異的滲透性,可均勻覆蓋工作凹陷部分,并有極強(qiáng)的耐腐蝕性，耐鹽霧可達(dá)1200h。
目前,國外CED已經(jīng)發(fā)展到第5代，其主要特點(diǎn)是:
(1)低有機(jī)助溶劑，VOC含量低于2%；
(2)高泳透率，使車身這樣的復(fù)雜工件的內(nèi)外膜厚度差越來越小，當(dāng)車身外表面膜厚度為20μm左右時(shí)，車身內(nèi)表面膜厚度可達(dá)12μm以上；
(3)膜薄，低密度，顏料成分減少，但不降低防銹能力從而減少槽液的沉淀，材料用料減少，降低了材料成本；
(4)提高了抗銳邊腐蝕的能力；
(5)無重金屬(Pb、Sn等)；
(6)烘干溫度低，油煙發(fā)生量少，達(dá)到節(jié)能、節(jié)材、清潔環(huán)境的目的。
第6代陰極電泳涂料也在應(yīng)用，它可使涂料使用量減少12.18%；一種采用有機(jī)顏料、無鉻、無鉛、無亞硝酸鹽并減少10%步驟和耗水量的第7代產(chǎn)品開始商業(yè)化；第8代產(chǎn)品已在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)成功；更新一代的產(chǎn)品開發(fā)已開始，其特點(diǎn)是：泳透率高、顏基比低、邊角遮蓋效果好、無鉛無錫。這是美國PPG公司CED產(chǎn)品的特色，其今后主要發(fā)展方向是四個(gè)零(揮發(fā)性有機(jī)溶劑含量、超濾液排放量及重金屬含量、顏料含量均為零)，進(jìn)一步提高抗石擊性和節(jié)能,降低烘干溫度。在國際陰極電泳涂料流派中，日本關(guān)西涂料公司吸取原奧地利Stollock公司陰極電泳涂料特長,加上自行開發(fā)研究的成果，推出別具一格的CED。
基于環(huán)保、省能源、省資源、高性能的要求及有利于施工涂裝的目的，其CED的開發(fā)方向如下：
(1)不含有害重金屬、溶劑含量低的陰極電泳涂料；
(2)超低溫固化(130～140℃)型陰極電泳涂料；
(3)超低加熱減量型陰極電泳涂料，并提高材料利用率，減少油煙和烘干房維修的頻率；
(4)利用分層技術(shù)，開發(fā)耐候性較好的陰極電泳涂料，即涂膜在固化時(shí)分層，上層以耐粉化的丙烯酸樹脂為主，下層以耐腐蝕性好的環(huán)氧樹脂為主，以適應(yīng)底、面合一的陰極電泳涂料市場(chǎng)的需要。
另外，PPG公司還成功開發(fā)出了雙層電泳系統(tǒng)，第一層為無鉛陰極電泳涂料(黑色、導(dǎo)電)，膜厚為10μm，電壓為100V，時(shí)間90s,180℃烘干30min；第二層是耐石擊電泳中涂(灰色或彩色)，膜厚20～30μm，電壓250V，時(shí)間180s，180℃烘干30min。這樣其施工價(jià)格可大幅度下降，而涂裝效率接近100%，其VOC接近于零，又有抗紫外線的效果。在電泳涂料與中涂層之間有時(shí)還有一層耐石擊涂料，此也屬于底漆系統(tǒng)。因?yàn)樵谲囶^燈處的引擎蓋部位、車頂以及車門下部及其底部，在汽車行駛時(shí)極易受到飛石沖擊。這層涂層必須能吸收飛石的沖擊能，隨之加以擴(kuò)散，只不過由于該涂層所處位置不同厚度差異很大，在汽車上部厚度為5μm，故要求伸長率高，而在下部和底部厚度達(dá)100～200μm，所采用的涂料體系為聚氯乙烯(PVC)類或聚氨酯類。輕質(zhì)PVC及低溫烘烤型是PVC涂料的發(fā)展方向。PVC涂料在低于800℃焚燒時(shí)極易生成致癌物質(zhì)，而采用聚氨酯涂料性能好但價(jià)格貴。而現(xiàn)已開發(fā)的以聚酯化合物為主要原料的耐石擊涂料，性能可與現(xiàn)有的PVC涂料相匹敵甚至更優(yōu),如用在車身尾部的焊縫上時(shí)，普通的PVC涂料易開裂，而聚酯涂料不會(huì)開裂。但存在的主要問題仍是價(jià)格較高，也有人在研究用丁苯橡膠或共混乳膠漆體系代替PVC耐石擊涂料。
隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)，工業(yè)環(huán)保要求也越來越高，對(duì)于汽車涂料行業(yè),在涂裝過程中使用的揮發(fā)性有機(jī)物的排放已經(jīng)有了嚴(yán)格的要求。歐洲1994年提出的《溶劑控制指令汽車涂裝過程排放限制》就明確規(guī)定了轎車涂裝線有機(jī)溶劑排放量(包括底漆、中涂漆、面漆涂裝)不得高于45g/m2；德國對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的排放要求更為嚴(yán)格，排放標(biāo)準(zhǔn)為不得高于35g/m2。
針對(duì)這些要求，涂料生產(chǎn)企業(yè)從涂料本身出發(fā)，進(jìn)行了大量的研究，開發(fā)了水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料等一系列新型的不含揮發(fā)性有機(jī)物或含量較少的涂料，應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中使汽車涂裝過程達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
1 底漆
目前，世界汽車生產(chǎn)中有92%使用電泳涂料，其中90%采用陰極電泳涂料(CED)。CED于1977年在福特汽車公司開始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)CED膜厚度為20μm左右。1984年厚膜陰極電泳涂料在汽車生產(chǎn)企業(yè)開始使用，涂膜厚度超過30μm。之后，不少汽車生產(chǎn)企業(yè)又從厚膜陰極電泳涂料轉(zhuǎn)到中厚陰極電泳涂料，漆膜厚度在25μm左右，具有與厚膜陰極電泳涂膜同樣好的耐腐蝕能力。陰極電泳涂料具有優(yōu)異的滲透性,可均勻覆蓋工作凹陷部分,并有極強(qiáng)的耐腐蝕性，耐鹽霧可達(dá)1200h。
目前,國外CED已經(jīng)發(fā)展到第5代，其主要特點(diǎn)是:
(1)低有機(jī)助溶劑，VOC含量低于2%；
(2)高泳透率，使車身這樣的復(fù)雜工件的內(nèi)外膜厚度差越來越小，當(dāng)車身外表面膜厚度為20μm左右時(shí)，車身內(nèi)表面膜厚度可達(dá)12μm以上；
(3)膜薄，低密度，顏料成分減少，但不降低防銹能力從而減少槽液的沉淀，材料用料減少，降低了材料成本；
(4)提高了抗銳邊腐蝕的能力；
(5)無重金屬(Pb、Sn等)；
(6)烘干溫度低，油煙發(fā)生量少，達(dá)到節(jié)能、節(jié)材、清潔環(huán)境的目的。
第6代陰極電泳涂料也在應(yīng)用，它可使涂料使用量減少12.18%；一種采用有機(jī)顏料、無鉻、無鉛、無亞硝酸鹽并減少10%步驟和耗水量的第7代產(chǎn)品開始商業(yè)化；第8代產(chǎn)品已在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)成功；更新一代的產(chǎn)品開發(fā)已開始，其特點(diǎn)是：泳透率高、顏基比低、邊角遮蓋效果好、無鉛無錫。這是美國PPG公司CED產(chǎn)品的特色，其今后主要發(fā)展方向是四個(gè)零(揮發(fā)性有機(jī)溶劑含量、超濾液排放量及重金屬含量、顏料含量均為零)，進(jìn)一步提高抗石擊性和節(jié)能,降低烘干溫度。在國際陰極電泳涂料流派中，日本關(guān)西涂料公司吸取原奧地利Stollock公司陰極電泳涂料特長,加上自行開發(fā)研究的成果，推出別具一格的CED。
基于環(huán)保、省能源、省資源、高性能的要求及有利于施工涂裝的目的，其CED的開發(fā)方向如下：
(1)不含有害重金屬、溶劑含量低的陰極電泳涂料；
(2)超低溫固化(130～140℃)型陰極電泳涂料；
(3)超低加熱減量型陰極電泳涂料，并提高材料利用率，減少油煙和烘干房維修的頻率；
(4)利用分層技術(shù)，開發(fā)耐候性較好的陰極電泳涂料，即涂膜在固化時(shí)分層，上層以耐粉化的丙烯酸樹脂為主，下層以耐腐蝕性好的環(huán)氧樹脂為主，以適應(yīng)底、面合一的陰極電泳涂料市場(chǎng)的需要。
另外，PPG公司還成功開發(fā)出了雙層電泳系統(tǒng)，第一層為無鉛陰極電泳涂料(黑色、導(dǎo)電)，膜厚為10μm，電壓為100V，時(shí)間90s,180℃烘干30min；第二層是耐石擊電泳中涂(灰色或彩色)，膜厚20～30μm，電壓250V，時(shí)間180s，180℃烘干30min。這樣其施工價(jià)格可大幅度下降，而涂裝效率接近100%，其VOC接近于零，又有抗紫外線的效果。在電泳涂料與中涂層之間有時(shí)還有一層耐石擊涂料，此也屬于底漆系統(tǒng)。因?yàn)樵谲囶^燈處的引擎蓋部位、車頂以及車門下部及其底部，在汽車行駛時(shí)極易受到飛石沖擊。這層涂層必須能吸收飛石的沖擊能，隨之加以擴(kuò)散，只不過由于該涂層所處位置不同厚度差異很大，在汽車上部厚度為5μm，故要求伸長率高，而在下部和底部厚度達(dá)100～200μm，所采用的涂料體系為聚氯乙烯(PVC)類或聚氨酯類。輕質(zhì)PVC及低溫烘烤型是PVC涂料的發(fā)展方向。PVC涂料在低于800℃焚燒時(shí)極易生成致癌物質(zhì)，而采用聚氨酯涂料性能好但價(jià)格貴。而現(xiàn)已開發(fā)的以聚酯化合物為主要原料的耐石擊涂料，性能可與現(xiàn)有的PVC涂料相匹敵甚至更優(yōu),如用在車身尾部的焊縫上時(shí)，普通的PVC涂料易開裂，而聚酯涂料不會(huì)開裂。但存在的主要問題仍是價(jià)格較高，也有人在研究用丁苯橡膠或共混乳膠漆體系代替PVC耐石擊涂料。