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d.新建涂装线的一次性投资减少 10%~30%。
e.一次涂装合格率提高50%。 f.生产效率提高30%。 g.可满足环保及VOC排放的要 求，VOC排放减少30%以上。 3.3 多功能色漆（Premium primer）涂装工艺 目前也有涂料开发商采用多功 能色漆涂装工艺来达到降低涂装成 本和环保的目的，所谓多功能色漆 就是把中涂和底色的功能合二为 一。其涂层组合有3种。 涂层组合I：适用于中级乘用 车、厢式面包车及高档商用车的金 属漆车身，即：电泳→烘干→多功 能色漆→烘干→罩光清漆→烘干。 涂层组合II：适用于高级乘用车 的金属漆车身，即：电泳→烘干→ 多功能色漆→色漆→烘干→罩光清 漆→烘干。 涂层组合III：适用于高级乘用 车的发动机盖、行李箱盖等，即： 电泳→烘干→多功能色漆→烘干。 该工艺可以减少材料成本、提 高生产效率、降低VOC排放。与双 底色漆涂装工艺相比的不足之处是 多功能色漆涂装工艺有烘干工序。 涂料开发商正在开展此方面的工 作，取消该烘干工序。
性能，而底色漆和罩光漆的性能不 开发的UV和热双固化罩光清漆用于
变。如果在阴极电泳漆涂层上直接 汽车外表面涂装，在环保、节能、
喷面漆（金属底色漆和罩光漆）， 涂膜性能（外观装饰性、耐酸雨和
则由于金属底色漆阻止UV的能力 抗划伤性）和涂装成本等方面都有
差，易引起电泳涂层表面光氧化和 较强的竞争力。日本已有采用UV和
目前，国内高档商用车和面包 车采用金属漆涂装工艺，为降低 涂装成本和VOC排放，可以将中 涂层取消。要保证达到原有涂层质 量，有两种技术措施：一是改变底 色漆和罩光漆的性能，采用新的中
性能 原漆及施工性能
表1 耐UV阴极电泳漆与现用阴极电泳漆性能的不同点 不同点
耐UV阴极电泳漆的烘干温度高5 ℃，烘干时间长5 min，其他性能一样
中国第一汽车集团公司技术中心 宋 华 吉林大学材料学院 张业飞 高若天 一汽-大众汽车有限公司 郑 爽
1 耐候性阴极电泳底漆
阴极电泳漆具有涂装效率高、 经济安全、污染少、防腐蚀性能好、 可完全实现自动化管理等特点,在汽 车涂装上得到了迅速的普及应用。近 几年围绕节能和环保的要求，阴极电 泳漆技术的发展速度很快。无铅、无 锡阴极电泳漆，低温烘烤型阴极电泳 漆，高泳透力、低溶剂含量的阴极电 泳漆，高锐边防腐性的阴极电泳漆等 已经在涂装生产线上得到成熟应用。 但由于现用阴极电泳漆主体树脂（环 氧树脂）的耐候性能差，随着汽车产 品种类的增多及质量要求的提高，有 些只涂电泳漆的零部件及总成不但要 具有较高的耐腐蚀性能，还要具有一 定的耐候性能（比如商用车车架总成 等），因此国外涂料开发商开发了耐
漆膜性能
耐UV阴极电泳漆的漆膜厚度（25～30 µm）稍厚，加热减量在10%左右，有优异的漆膜 外观（Ra≤0.2 µm），耐UV性能与粉末中涂相当，其他性能与现用极阴极电泳漆相当
14 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M
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a.施工工艺：UV和热固化可并 用；可改善内表面/阴影区域的涂装 性能。
施工时要严格控制Base1的配 比，膜厚分布误差要小，另外清漆 与底色漆配套性要好。当然，该工 艺应用的前提是白车身的平整度和 电泳漆膜的平整度要好。双底色漆 涂装工艺研发的几个阶段及VOC排 放情况见图3。
第1阶段是成熟技术，底色与清 漆都是溶剂型，可以W/W涂装，已 有生产线实际应用；第2阶段已完成 试验室试验，底色1与底色2之间可 以W/W涂装，但喷清漆前需要预热 （40~60 ℃、1~3 min），目前无 实际应用；第3阶段尚处于试验室 研究、开发阶段，底色与清漆都是 水性，底色1与底色2之间、底色2 与清漆之间必须预热（40~60 ℃、 1~3 min）。
末罩光涂料的3C1B工艺；日本大发
为了达到降低涂装成本和环保
汽车公司与日本关西涂料公司合作 的目的，除了采用上述3C1B涂装工
开发的水性中涂/水性底色漆/溶剂型 艺外，涂料开发商又开发了一种新
罩光涂料的3C1B工艺，也于2004年 的涂装工艺，即将正常的中涂层取
在生产线上得到了应用。
消，将原来的一道底色漆设计为两
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汽车涂装用几种最新涂料与涂装工艺
日益严格的环保法规的颁布实施及汽车市场日趋激烈的竞争，加快了汽车涂装材料和涂 装技术不断更新与发展的步伐。为适应市场的新需要和用户对不同质量、价格的要求，汽车 涂料供应商采用新技术、新工艺和新材料来满足汽车主机厂的需求。在达到环保法规和涂层 质量要求的前提下，降低汽车涂装成本的工作变得越来越重要。介绍了目前国际上已经应用 于汽车涂装中的几种最新涂料与涂装工艺，希望这些技术能尽快在国内汽车涂装生产线上得 到应用。
明，当钢板的粗糙度Ra<1.0 μm、电 泳漆膜的粗糙度Ra<0.2 μm，并具备 较强的抗缩孔性时，才能得到良好
的是通过底色漆涂层控制紫外线的 穿透能力。表2是膜厚不同时，紫外 线的穿透能力的测试结果。
的3C1B体系涂膜外观，目前使用的
同时，通过大量试验验证了当
电泳涂料漆膜的粗糙度Ra为0.3 μm 紫外线的穿透能力<0.01%时，才能 左右。现已开发出为3C1B涂装工 保证双底色漆工艺的耐候性能与正
b.涂膜性能：极好的外观装饰 性、优异的抗划伤和耐蚀（酸雨） 性。
c.经济性：烘干室长度可缩短； 改造现有设备投资费用最低。
d.环保方面：节能、高固含量 （>70%），可降低VOC挥发量。
3 新的中涂、面漆涂装工艺
图1 分层电泳反应机理
涂、面漆涂装工艺（在本文后面 性（如耐酸雨、抗划伤性）和外观
介绍）；二是使电泳漆具有耐候 装饰性也提出了更高要求。近几年
a.双组分、固体分高
会更大。
（>70%）。
2 UV和热双固化清漆
b.与专用的聚异氰酸酯齐聚物组 合，在涂布过程中有效组分能很好
罩光清漆虽然已有粉末罩光清 混合。
漆（含浆状粉末罩光清漆）、水
c.根据需要可高温（140 ℃）烘
性 清 漆 、 高 固 体 分 和 超 高 固 体 分 干，也可低温（90 ℃或低于90 ℃）
（2）3C1B涂装工艺对底材及涂 涂层（Base1和Base2）。为了达到
装材料的要求
和正常工艺相同的耐候性能，在底
由于3C1B涂装工艺的整体膜厚 色漆中加入吸收紫外线的组分，在
减薄，所以对底材及电泳漆膜外观 罩光漆中加入抗紫外线的组分。底
的平整度要求比较严格。大量试验表 色漆Base1做为一种特殊涂层，其目
候性阴极电泳漆。 目前有两种技术路线可以提高
电泳漆的耐候性能。 1.1 耐紫外线（UV）阴极电泳漆
耐UV阴极电泳漆通过调整涂料 配方，将原有的芳香族异氰酸酯改 换成脂肪族异氰酸酯，并加入UV稳（包括 大气曝晒、人工加速老化试验）测 试了该涂料的耐UV性能，结果都证 明该阴极电泳漆耐UV性能达到了与 粉末中涂相当的水平。耐UV阴极电 泳漆的开发是一个技术进步，已在 国外某生产线上得到了应用。
清漆，且都已商品化并获得工业 烘干，与普通清漆相比，可缩短烘
应用，但全世界的汽车涂料开发商 干时间10~15 min。
还在进一步开发新的环保型罩光清
d.无UV固化的内表面和阴影部
漆。紫外线（UV）和热双固化清漆 位也具有较好的性能。
就是最近几年开发出来的新品种。
e.施工范围宽，更有利于生产线
近10年来，世界环保法规不仅 使用。
艺配套的电泳涂料，3C1B涂装工 艺使用的中涂必须具有良好的底材 隐蔽性、耐石击性，W/W施工适应 性强；底色漆的底材隐蔽性好、清 漆添加紫外线吸收剂提高耐老化性
表2 不同膜厚紫外线的穿透能力
穿透能力/%
膜厚/μm
100
0
1
10
0.1
15
0.01
20
常工艺相同。所以底色漆的厚度必 须保证在20 μm以上，为保险起见， 厚度控制在25 μm以上。Base1为双 组分，膜厚为15 μm左右，Base2为 单组分，膜厚为10 μm左右，目前已 开发为水性底色。
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图2 3C2B和3C1B的膜厚组成
膜厚减薄10 μm，其他各涂层厚度不 能，建议使用高固体分中涂和高固
变。德国“奔茨”公司1998年已开发、 体分底色漆。
采用了水性中涂/水性底色漆/水性粉 3.2 双底色漆涂装工艺
采用双底色漆涂装工艺的优点 如下。
a.本工艺应用后的涂层质量不低 于现有水平。
b.节约材料成本（平均100元 /台）。
c.每年减少20%~30%能源费 用。
（1）—W/W表示湿碰湿涂装； （2）—预热条件（40~60 ℃、1~3 min） 图3 双底色漆涂装工艺研发的几个阶段及VOC排放情况
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粉化，导致面漆附着力降低、漆膜 热双固化涂料的摩托车零部件生产
脱落和早期粉化，而使用耐候性电 线。该清漆可同时用于金属件和非
泳漆可以克服这一缺陷。
金属件，生产线修补也可使用。
使用耐候型阴极电泳漆的综合
新开发的UV和热双固化清漆具
成本将有所增加，如果其成本与现 有以下特征。
用电泳漆相当，推广应用的可能性
b.有利于环保：VOC排放量削 减45%以上，在使用溶剂型涂料时 也能达到欧洲的VOC排放限制水准 （35 g/m2以下）。
c.漆膜质量：可以达到目前工艺 的质量水平，可以降低20%面漆产 生的垃圾点。
（1）3C1B涂装工艺的膜厚组成 与目前应用的3C2B涂装工艺比