粉末涂料在汽车工业中的应用

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摘要：粉末涂料自２０年前开始应用于汽车工、眦领域以来，不断发展，目前已能满足大多数汽车在线涂装涂料（ＯＥＭ涂料）的技术规格和要求。评述了

作为一些典型应用的汽车各部件所用粉末涂料的种类、特点及施工工艺，介绍

了为满足汽车工业应用的严格要求而开发的粉末涂料的新工艺——ＶＡＭＰ工

艺及新型的施工设备。

关键词：粉末涂料；汽车工业；ＶＡＭＰ工艺；施Ｊ：设备

１前言

汽午工业使用粉末涂料已有二Ｉ‘多年，与以往用于汽车部件的传统涂料相比，早期所用粉末涂料的特点是提高了抗石击性和耐腐蚀性。作为一些典型应用的设计特点是各部件的功能性应用，如用于保险杠、门镜和雨刷等外装饰件，发动机机体、刹车管、发动机底座、车身底盘、悬挂物等部件的功能性应用。在这些场合中，首选环氧类粉末涂料，有些也用混合型粉末涂料，这些粉末涂料常以低光泽黑色或深灰色供货使用。

汽车工业是世界工业涂料最大的用户（１９９６年全球汽车和卡车产量超过５５００万辆，耗用大量涂料），因此它面临来自国家政府及其代理机构为降低排人环境中挥发性有机物（ｖｏｃ）含量的巨大压力。粉末涂料不含溶剂，并辅以有效的施工回收体系，使之成为环保许可的理想选择。为此促进了汽车工业致力于确立粉末涂料在整个车身涂装的应用，包括中涂漆和透明粉末面漆的应用。用于这方面的粉末涂料的选择面较宽，包括环氧聚酯混合型、聚酯、聚氨酯和丙烯酸等类型。目前关注的重点是车体外部应用的Ａ级面漆，它们应具有高光泽（２００测量角下光泽大于９０），优良的流动性和流平性，鲜映度（ＤＯ！）值８５％。此外，还应有耐候性，新产品设计的美国佛罗里达天然曝晒寿命达４０～６０个月，在欧洲已对基于聚酯、聚氨酯和丙烯酸的各体系作为透明面漆作了评估。

将粉末涂料用作汽车工业中薄涂层面漆的可行性，要求粉末涂料的最大粒径不得超过６０Ⅲ，而１０舯和５呻级细粉必须分别达到９％～１０％和４％～５％。这些要求导致粉末涂料生产设备的改革和涂装设备的创新。ＦＥＲＲＯ公司开发ｒ新型ＶＡＭＰ（ＶＥＤ（）ｃＡＤＶＡＮＣＥＤＭＡＮＩＪＦＡＣⅢＲ矾ＧＰＲＯＣＥＳＳ）的生产■艺制备粉末涂料。Ｎｍ０ＮＰＡＲＫＥＲＩＺＩＮＧ公司开发制造了能够克服细粉贮存期间的结块、流态化不良及送料管路中的撞击熔融等问题的新型喷涂体系。２汽车用粉末涂料

对每种车辆而言，有许多性质或种类不同的车辆构件，并有与之相关反映其功能的各种技术规格。大多数粉末涂料易满足汽车生产的各种技术规格的严格要求，包括抗石击性（ＳＡＦＪ４００），等级４Ｂ；耐盐雾性（ＡＳＴＭＢ１１７７），４８ｈ自划线处锈蚀蔓延＜２ｉｎｍ；耐浸水性（室温２４０ｈ），无缺陷；ＴＵＫＯＮ硬度＞１５ＫＨＮ；附着力（ＤＩＮ５３１５１），ＧＴＯａ；耐热性（２００屯下１ｈ），无变化；耐候性（佛罗里达曝晒寿命）４０～６０个月。

目前热固性粉末涂料的汽ｊｉ市场主要有汽午零部件用粉末涂料、车轮用粉末涂料、车身用粉末涂料ｉ大块。

２．１汽车零部件用粉末涂料

粉末涂料在汽车零部件上的应用始于２０世纪７０年代中期，如用于悬挂物部件、发动机坯体、油过滤器、空气净化器和刹车管等车下部件，其酋选品种是环氧粉末涂料；用于门窗组件、雨刷、行李架等外用金属构件的粉末涂料以聚酯或丙烯酸类为优选体系。２．１．１环氧体系的应用

环氧粉末涂料赋予涂层以优良的附着力、机械性能、抗石击性、耐化学品性和耐腐蚀惟，这些特性可在低温１３０℃下１５ｍｉｎ固化后实现，用于机罩下机件的涂装可满足构件极端使用环境下的严格要求。

经喷砂除锈的铸铁发动机机体直接用环氧粉末涂装，用短波红外快速固化（１６００Ｃ，８ｒａｉｎ），接着对汽

・３０涂料工业２０∞年第４期　万方数据

缸头表面之类关键部位作机械加工到微米级容龙度，以获得适用于密封垫定位的表面，要求涂层能承受岛速机械加工，不发生碎落、卷层或周边翅片等缺陷。几家世界级汽车制造厂ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ、ＫＩＡ、ＦＯＲＤ、ＣＨＲＹＳＬＥＲ、ＢＭＷ、ＲＥＮＡＵＬＴ和ｖｖｖ等均采用上述技术．代表性的粉末涂料的牌号是ＩＮＴＥＩ：Ｕ：耵ＮＡＵＴＯ—ＢＬＯＣＫ。

滤油器和刹车管是需一定程度后成型的汽车构件，套管用ＩＮＴＥＲＦｏＮＡＵＴＯＰＡＮ之类粉末涂料涂装后，插入滤纸再绕滤油器构件底座弯曲来完成装配．主要性能要求是耐油性。

２．１．２聚酯及丙烯酸体系的应用

几乎所有外用金属构件均可用粉末涂装，车顶同栏、门窗组件系典型的外装饰件，这部分几乎占汽车用粉末涂料的１５％。这类涂料通常为黑平光或深灰色，起着对衬（对比）装饰特性，主要性能标准是其耐ｕＶ性（外用耐久性）和美观性。通常外用耐久性通过仪器测量其主要目视特征，如镜面光泽或色泽方面的下降来量化，这种测量常结台以目视标准，如“灰度色标”。现行外装饰件的技术标准多数要求达到１２个月的佛罗里达曝晒。例如福特汽车公司要求达到ＡＡＴＣＣ灰度色标等级４（ＷＳＫ—Ｍ２Ｐ１４１）。目前－些汽车制造厂已认识到外装饰件需满足与车身外壳一样高质量的耐候性，明显的一例是通用汽车（ＧＭ）公司规定其涂料性能要达到印个月的佛罗里达曝晒（ＧＭ４３６７Ｍ），这类性能水平称为“高级耐久性”。

大多数聚酯粉末涂料能够满足外用金属构件标准耐久性技术规格的性能标准。ＩＮＩＥＲＰＯＮＡＵＴＯ—ＢＯＤＹ粉末涂料即是代表性的一例。“高级耐久性”通常是用丙烯酸类粉末涂料来达到。然而新近已证明以ＩＮＦＥＲＰＯＮＡＵＴＯＢＯＤＹ５０００牌号供货的新一类聚酯粉末涂料能达到６０个月以上的佛罗里达曝晒，其保光率大于８０％，与丙烯酸体系相比具有较低的应用成本，同时在使用中不存在一般丙烯酸粉末相关联的粉末一粉末问的不相混容性问题，其特性已在欧洲经跟踪记录所证明，并已为ＴＯＹＯＴＡ、ＨＯＮＤＡ、ＡＵ—ＤＩ、ＰＳＡ、ＦＯＲＤ和ＴＡＧＵＡＲ等汽车公司生产的车辆所采用。

聚酯粉末除耐候性得到提高外，在美观性方面也获得改善，一道涂层的２０。光泽超过９０，映象清晰度值（ＨＵＮＴＥＲＤＯＲＩＣＯＮ定义）达８５，可具有与传统溶剂型涂料与多道汽车车身外壳面漆类似的外观。

２．２车轮用粉末涂料

车轮用粉末涂料约占整个汽车用粉末涂料销售量的２５％，系市场份额最大的一部分，所用粉末为３类基本产品，实际使用取决于所要求的特定的车轮面漆。

２．２．１混合型聚酯型粉末底漆

用于合金车轮涂装的粉末底漆大多采用如ＩＮ—ＴＥＲＰＯＮＡＵＴＯＷＨＥＥＬ类粉末涂料，它们对经喷砂处理过的车轮表面有良好的流平性，优良的耐腐蚀性，同时赋予其上的液态金属闪光底色漆以良好的表而。根据车轮类型和不同的新车制造厂，使用两种主要的粉末涂料类型，即混合型和聚酯型。混合型粉末赋予低温固化特性，这对使用热敏感的镁合金车轮尤显重要；聚酯型粉末可以克服因ｕｖ光透过面漆所引起的层间脱层问题。在１３本也将丙烯酸型粉末用作车轮底漆。

２．２．２金属闪光彩色粉末

目前大多数金属闪光漆仅限于液态涂料，然而车轮生产厂与其供漆厂同样面临着环保问题。为此，ＩＮＴＥＲＰＯＮＡＵｑｎＷＨＥＥＬ金属闪光粉末涂料可以单道涂装来取代粉术底漆和底色漆，已有儿家车轮生产厂采用此项技术。聚酯粉末是其优选的类型。

２２．３罩光清漆

罩光清漆市场分成丙烯酸型和聚酯型两类，美、日以丙烯酸型为主，而欧洲市场则使用聚酯型。丙烯酸体系具有较好的耐红蝗腐蚀性和耐醇之类试剂的化学腐蚀件，其缺点是价格较贵，与其他涂料不相配套；聚酯型较丙烯酸型价廉，可满足相同的耐久惟技术标准，但不能满足某些耐化学品性试验，例如耐醇弯曲细裂试验。

２．３汽车车身外壳用粉末涂料

１９９６年初美国通用、福特、兜束斯勒三大汽车厂联合创建的新研究室着手开发种丙烯酸型透明粉术而漆，ＢＭＷ汽车公司透明粉末厂（在Ｉ）ＩＮＧＯＩ．¨ＪＮＧ）平ｌｔＬＥｒ＇Ｃ（低排放物涂料联合组织）试验厂（在北美）的宣传材料，使粉末涂料用于汽车车身外壳成为一项最新的开发项目。事实上，早在２０世纪７０年代就已发生了一场静悄悄的革命，现在全球至少有１５家乍产厂用粉未涂料涂装汽车或卡车，只是由于在每家厂中只使用一种类型的粉末涂料，凼此对车身外壳涂装中不会发生丙烯酸型不相混容的问题，日前车身外壳的粉未应用还只占很小的比例。

涂料工业２（１００年第４期　万方数据