我国汽车涂装材料及工艺40年重大成果回顾课件

1、我国汽车涂装材料及工艺40年重大成果回顾内容提要1 改革开放40年，汽车涂装技术发展历程回顾2 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾3 汽车涂装材料及工艺需研究的新课题21 改革开放40年，汽车涂装技术发展历程回顾1.1 改革开放40年，中国汽车工业的突飞猛进大发展改革开放40年，汽车年产量从改革开放元年1978年的14.5万辆，到2017年的2900万辆左右，我国汽车工业年产销量翻了200倍，这是世界汽车工业发展的传奇。尤其自上世纪九十年代确定“以市场换技术、资金”走合资化发展轿车工业的政策后，世界汽车工业的巨头来华建立合资汽车公司，促进轿车工业几次“井喷式”大发展。2009年起我

2、国已连续10年成为世界第一大汽车产销国，汽车工业成为我国国民经济的真正支柱产业。31 改革开放40年，汽车涂装技术发展历程回顾1.2 改革开放40年，汽车涂装技术的发展历程回顾随汽车工业的大发展，汽车涂装.涂料行业也获得飞速发展。据报道，2017年配套的汽车OEM涂料达到75万吨左右，已成为汽车涂料生产及耗用量世界第一大国，汽车涂装技术也实现了三次更新换代(见表1、表2)。表1 改革开放40年中汽车车身涂装技术三次更新换代一览表涂层级别项目良好装饰.防护涂层（1995年前）优质装饰.防护涂层（1995年2004年）绿色优质装饰.防护涂层（2004年后）涂装前处理高温二元磷化处理三元 三元锌盐磷

3、化处理锌盐磷化处理三元锌盐磷化处理、环保型无磷转化膜处理开始应用电泳涂料（ED）阳极电泳涂料（AED） 第二代无铅高泳透力CED涂料第一代CED涂料第三代薄膜型超高泳透力CED涂料中涂面漆工艺无中涂或SB.LS中涂SB.MS中涂WB或SB.HS中涂或免中涂“湿碰湿”两道同色面漆 两涂层面漆喷涂工艺（3C2B） 两涂层面漆喷涂工艺(3C1B)SB.LS本色漆 SB.LS底色漆：BC +BC WB或SB.HS底色漆：BC 、BC2121SB.MS罩光清漆（CC,1K）本色（颜色少，基本是蓝、金属闪光色 、珠光 色、本色 金属闪光色、珠光色、本色（各绿、白、黑色） （各种颜色） 种颜色）耐 候 性

4、： 1 年 （ 大 气曝 光泽、桔皮、鲜映性、耐酸雨、光泽、桔皮、鲜映性、耐酸雨、晒），人工老化：1000h 抗石击等 抗石击、抗擦伤、自清洁等耐候性：1.52年（大气曝晒），耐候性：2年（大气曝晒），人SB.HS罩光清漆（CC,1K或2K）面漆颜色涂层主要性能人工老化：15002000h商用车驾驶室、经济型轿 轿车车身车车身 商用车驾驶室（金属闪光色）工老化：2000h同左涂装对象41 改革开放40年，汽车涂装技术发展历程回顾表2 改革开放40年中汽车主要底盘件涂装技术三次更新换代一览表涂层级别主要底盘件一般防护涂层（1990年前）良好防护涂层（1990年2005年）绿色优质防护涂层（200

5、5年后）商用车车架涂装前处理（复合碱+高 涂装前处理（弱碱脱脂剂+三元 涂装前处理（三元锌盐磷化处理温二元锌盐磷化处理）+ 锌盐磷化处理）+底漆（阳极电 或环保型无磷转化膜处理）+底底漆（浸沥青漆）泳）漆（底面合一阴极电泳）或阴极电泳+整体喷漆（聚脲涂层）耐腐蚀性能：500h左右、老化200h耐腐蚀性能：24h左右耐腐蚀性能：120h左右商用车车桥复合碱+喷漆（醇酸漆） 弱碱脱脂剂+喷漆（氯化橡胶底 弱碱脱脂剂+喷漆（水性底盘漆）耐腐蚀性能：24h左右盘漆）耐腐蚀性能：200h左右耐腐蚀性能：72h左右商用车钢板弹簧复合碱+总成喷漆（醇酸 弱碱脱脂剂+三元锌盐磷化处理 弱碱脱脂剂+三元锌盐磷化

6、处理漆）+总成喷漆（氯化橡胶底盘漆） +单片阴极电泳+总成喷漆（氯耐腐蚀性能：24h左右耐腐蚀性能：72h左右化橡胶底盘漆）耐腐蚀性能：500h左右商用车储气筒复合碱+外表面喷漆（醇 弱碱脱脂剂+三元锌盐磷化处理 弱碱脱脂剂+三元锌盐磷化处理酸漆）+阳极电泳+阴极电泳或粉末喷涂或自泳涂耐腐蚀性能：24h左右耐腐蚀性能：120h左右装耐腐蚀性能：500h左右目前我国的汽车涂装工艺水平和涂装质量及环保目标值已与国际接轨；汽车车身涂层的外观装饰性、耐腐蚀性和耐候性已达到国际水平，确保车身的使用寿命12年以上；汽车底盘件涂层的性能也与国际先进水平缩短了差距，确保主要底盘件的使用寿命6年以上。52 改革

7、开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.1 涂装前处理材料及工艺实现了一场“绿色革命”汽车涂装漆前处理材料的发展历程62 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.1 涂装前处理材料及工艺实现了一场“绿色革命”表3 环保型前处理工艺特性及成本对比涂装前处理工艺流程对比项目膜厚磷化工艺13m环保型前处理工艺40200nm0.030.2g/m2无定形膜重23g/m2晶体结构35553min膜层状态处理温度时间室温磷化处理工艺流程13min槽液检测参数游离酸、总酸、促进剂、锌、鎳、锰等锆离子、游离的氟离子、 pH、铜离子等环保型前处理工艺流程设备清洗废水每年需酸洗12次无需酸洗含有P、

8、Zn 、Ni、Mn等不含P、Ni沉渣量产生磷化渣13g/m2产渣量极少0.3g/m2可处理底材钢板、镀锌板钢板、镀锌板、铝板、铜级铝合金、镁合金等多种底材共线生产设备投资综合成本1001008090809072 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾与原有涂装工艺及设备相容，不需对设备进行大的改造。在汽车零部件、家用电器等金属件涂装（喷漆、喷粉、电泳涂装）前获得工业应用已十几年；整车涂装线应用该工艺时，必须与薄膜超高泳透力电泳漆配套使用，才能满足泳透力的要求；目前国内已有十几条整车涂装线在应用。目前环保型无磷涂装前处理材料供应商：帕卡、汉高、凯密特尔、南京科润、帝业化学等。两种漆前转化

9、膜与两代CED涂料配套对泳透力影响研究开发成功环保型无磷涂装前处理转化膜新工艺，来替代环保性差的涂装前处理三元锌盐磷化工艺，可称上工业涂装前处理领域的一场“绿色革命”。82 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.2 汽车涂装阴极电泳（CED）涂料及工艺取得了更绿化的更新换代和技术进步 自1986年从英国引进三条驾驶室CED涂装线投产，阴极电泳涂装从零起步到国内很快普及应用，目前几乎100%的汽车车身采用了CED涂装工艺； 按电泳涂料泳透力来划分，车身用CED涂料已更新换代了三次（参见图和表4），近几年开发并获得工业应用的薄膜超高泳透力CED是电泳涂料更新换代取得的最大科技进步； 开

10、发采用了新的泳透力测定法四枚盒法，更接近生产的实际状况来评价电泳涂料的泳透力； 电泳涂装在汽车零部件（如车箱、车轮等部件）制造工业和其他工业领域也获得广泛应用，为适应各工业领域和各种金属件制品涂装要求，开发了以功能化、个性化为发展目标的各种电泳涂料及其涂装工艺，并获得实际应用，CED涂料类别一览表见表5； 电泳涂装后清洗应用ED-RO工艺技术，回收清洗水、提高纯水利用率、减少新鲜水的用量，实现ED“零”排放；提高电泳漆回收率，降低电泳漆单车消耗。该工艺近几年在新建电泳涂装线上普及应用，使电泳涂装工艺更绿化了。92 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.2 汽车涂装阴极电泳（CED）

11、涂料及工艺取得了更绿化的更新换代和技术进步汽车涂装用电泳涂料的（更新换代）发展历程102 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.2 汽车涂装阴极电泳（CED）涂料及工艺取得了更绿化的更新换代和技术进步表4 阴极电泳涂料的发展历程一览表发展历程特性第一代第二代第三代备注工艺参数：槽液PH较低5.6电压较低175185一般泳透力80%左右30%5.96.10.1电压较高160170超高泳透力施工电压电压较高160175高泳透力95%烘干温度（）泳透力：a一汽钢管法b福特盒法保温时间20min左右计算方法：a管内膜高/管外膜高X10060%80%c 4枚盒法（G/A） 0.2（与三元磷

12、0.4（与三元磷化 0.6以上（与三元磷化、 b盒内壁膜高/盒内壁化配套）配套）薄膜前处理配套）膜高X100c G面膜厚/A面膜厚环保性：槽液中VOC含量重金属含量加热减量（%）耐腐蚀性：a盐雾5-8%含铅、锡15%左右24%含铅、锡8%2%无铅、锡6%目标VOC含量为0与转化膜配套后的耐腐蚀性能500h10个循环720h20个循环较均一Ra 0.30.4182281080010001000h40个循环b循环交变内外表面膜厚差、 较大外表面膜厚减薄、内外表 -面膜厚均一，Ra 0.4外表面膜厚（m）2225内表面膜厚（m）46湿 漆 膜 电 阻 600700（K/m3）1520-1010001

13、200涂料使用量指数=100指数=90指数=80-112 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾 薄膜超高泳透力具备以下特性： 与环保型无磷前处理转化膜工艺配套后，4BOX泳透力达到（G/A）0.6以上； 电泳施工时，车身外表面达到标准膜厚(1520）m时，单纯延长泳涂时间，涂膜厚度几乎不再增加； 针对车身或驾驶室涂装，车身外表面膜厚达(1520)m时,内表面膜厚10m，耐腐蚀性能840h以上。涂料消耗量对比：应用薄膜超高泳透力CED，消耗量由6.49kg/辆降低到5.04kg/辆，单车节约电泳涂料1.45kg；降低材料消耗20%左右，降低成本36.18元/辆。年降低成本127.63万

14、元，取得良好的经济及社会效益。 实际应用案例（国内某涂装线）：目前薄膜高泳透力CED供应商及牌号：湖南关西：HT8000；PPG：ED7000；BASF：CG800；艾仕得：ES27。薄膜超高泳透力CED的开发及应用，实现了汽车厂按绿色涂装理念提出的“进一步提高CED涂料的泳透力、能控制车身各表面涂膜厚度的均一性；耐腐蚀性和施工性能与原有水平相当；降低单车CED涂料耗用量和能耗、降低涂装的成本”的愿望，是汽车涂装CED工艺取得的更绿化的更新换代和科技进步，国内目前已有40条左右生产线在应用。12X B A2 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.2 汽车涂装阴极电泳（CED）涂料及

15、工艺取得了更绿化的更新换代和技术进步B 1 / 2 AX X100，单位：%H泳透力（G/A）=G板的平均膜厚/A板的平均膜厚X B A单位：cm泳透力测试方法的改进，也表明了电泳涂料的更新换代发生了质的飞跃132 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.2 汽车涂装阴极电泳（CED）涂料及工艺取得了更绿化的更新换代和技术进步表5 汽车零部件CED涂料一览表开发了以功能化、个性化为发展目标的各种电泳涂料及其涂装工艺，并获得实际应用142 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.3 汽车涂装用面漆涂料的更新换代及开发成功“三湿”（3Wet）水性涂装工艺2.3.1、全球汽车涂装

16、用面漆涂料的更新换代世界汽车工业近百年受生产方式、质量、法规驱动，所用面漆涂料已产生五次更新换代：硝基漆（快干，适应流水作业）单组份合成树脂涂料（如醇酸树脂涂料，自干或低温烘干）MS优质合成树脂涂料（化学固化、高温烘烤，改善涂层的机械性能、耐候性和外观）低VOC型涂料（HS涂料和水性涂料，消减有机溶剂、降低VOC排放量） 未来趋势： 低温烘干体系，参见下图。全球车用（OEM）涂料.涂装技术发展趋势152 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.3 汽车涂装用面漆涂料的更新换代及开发成功“三湿”（3Wet）水性涂装工艺2.3.2、我国汽车涂装用面漆涂料的更新换代我国汽车涂装用面漆涂料发

17、展历程我国汽车涂装用面漆漆膜主要性能的变化我国汽车涂装用面漆的更新换代，基本跟上了国际汽车涂装用涂料的发展潮流162 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.3 汽车涂装用面漆涂料的更新换代及开发成功“三湿”（3Wet）水性涂装工艺2.3.3、开发成功“三湿”（ 3C1B ）水性涂装工艺，并应用于轿车车身涂装由传统的水性3C2B工艺革新为两种3C1B新工艺：1）非紧凑型“三湿”工艺（即水性中涂、水性底色漆和溶剂型清漆三涂层一起烘干）；2）紧凑型“三湿工艺”（即无中涂工艺，水性底色漆（BC1、BC2）和溶剂型罩光漆三涂层一起烘干）等。乘用车水性漆涂装工艺的应用情况最新汽车车身水性涂装工

18、艺传统的水性3C2B涂装工艺主要应用于高端乘用车；非紧凑型3C1B工艺和紧凑型3C1B工艺主要应用于经济型产量大的乘用车，紧凑型3C1B工艺目前已成为汽车车身绿色涂装工艺的标配。172 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾2.4 完善了汽车涂装标准体系，使汽车涂装有法可依，支撑汽车产品高质量发展试验方法上世纪九十年代前，在国标中和行标中基本都是溶剂型涂料试验方法标准；电泳涂料的材料标准和试验方法标准基本是空白；材料标准标准体系涂层标准：执行QC/T484-1999汽车油漆涂层，当时各汽车公司都没有自己的企业涂层标准。（涂层）产品标准进入21世纪，国内比较大的汽车公司（合资或自主）基本

19、是参照国外汽车公司和涂料公司的标准，制定了自己的企业涂层标准和材料标准；在国标和行标中，对原有的试验方法标准也进行了修订，并起草了相关的材料标准；发布了阴极电泳涂料的材料和试验方法行业标准：如HG/T3952-2007 阴极电泳涂料；JB/T10242-2013 阴极电泳涂装通用技术规范；HG/T3334-2012 电泳涂料通用试验方法，基本能满足阴极电泳涂料产品的需要；发布了环保方面标准：如GB24409-2009汽车涂料中有害物质限量；HJ/T293-2006清洁生产标准 汽车制造业（涂装）；T/CNCIA01001-2016汽车用高固体分溶剂型涂料等标准相继发布。整车锈蚀年限：左图，国内；右图，欧洲汽车公司目前汽车涂装标准体系基本完善，但每年还有很多新的标准发布、实施182 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾192 改革开放40年，汽车涂装材料及工艺重大成果回顾涂装标准体系的建立，给产品设计、OTS认证、产品复验、产品涂层质量控制、涂装材料