汽車零部件用低溫烘烤型水性涂料的制備及施工應用
2016-03-17 10:00:20
作者：本網整理來源：
一、前言
汽車涂料往往代表著涂料工業的最高技術水平和發展方向。“十一五”期間，隨著我國汽車工業的快速發展，汽車用涂料市場也步入了快速發展時期。汽車產銷量從2009年的1300多萬輛到2013年2200多萬輛，僅用了4年時間。其中乘用車產量從2009年的1000萬輛左右，2013年增長到1800萬輛左右。“十二五”期間，中國汽車年產量將達到2500萬輛，我國汽車保有量將達到1.5億輛，工業總產值將達到4.5萬億元，汽車工業增加值占GDP比例將達到3%，已成為中國經濟的引擎，這為涂料涂裝工業帶來巨大商機。
溶劑型涂料是傳統的汽車涂料，是以有機溶劑為主要分散介質；而水性涂料是以水作為主要分散介質的涂料，水性涂料中揮發性有機化合物排放比溶劑型涂料降低了60%~70%。隨著環保呼聲越來越高，技術創新成為行業發展的主旋律，清潔生產、節能環保、循環經濟、高功能性等工藝或產品將成為行業發展的新的增長點。為了達到環保要求，汽車涂料正在向水性化、高固體份、粉末涂料3種主要方向發展，其中水性化技術是有效的途徑之一。乘用車涂料主要品種包括：原廠漆、修補漆、零部件漆和PVC抗石擊漆，比例分別占約50%，20%，15%，15%。車身原廠漆占乘用車涂料最大份額，其次是修補漆，零部件涂料和PVC抗石擊涂料相當。
眾所周知，從市場角度來看，汽車原廠漆市場目前基本被外資品牌壟斷。汽車修補漆領域，國產品牌也只占市場的部分份額。而對于汽車底盤及零部件用涂料，由于對于涂層的外觀及性能要求稍低，國產品牌有很大的市場潛力。實際上，目前很多汽車廠及相關零部件廠商涂裝中使用國產的涂料產品。目前市場上的汽車零配件（如傳動軸、車橋、水箱、散熱片、壓縮機等）涂料多以溶劑型為主，這些涂料由于有機溶劑揮發物總量（VOC）較高，對環境的污染比較大，回收利用又有限，造成資源浪費，同時對人們的身體健康造成危害，不符合環保的要求。出于環保法規的要求，與原廠漆及修補漆類似，汽車底盤及零部件涂料也逐步替換為水性涂料。本文重點討論應用于汽車底盤及零部件的水性涂料。
就涂料的施工性而言，由于許多汽車底盤及零部件涂料或工件較大，或含有塑料件，因此不適合高溫烘烤，因此很多工件選擇自干涂料或低溫（一般低于100℃）烘烤型涂料。目前應用于該領域的涂料主要有以下2個體系：水性醇酸涂料和水性環氧酯涂料。其中水性醇酸樹脂是發展較早、產量最大的合成樹脂，它價格便宜、施工簡單、原料來源豐富、酸值低、對顏填料等有較好的潤濕和分散性，用其制成的漆，漆膜光亮，附著力強，耐久性好，柔韌性、光澤和豐滿度都非常優良，可與多種合成樹脂混合使用。然而，遺憾的是，由于水性醇酸樹脂分子鏈上的酯鍵在弱堿性條件下較易水解，使涂料貯存穩定性下降，并且涂膜存在易泛黃的缺點，使水性醇酸涂料的應用受到一定限制。水性醇酸涂料在性能上也存在涂膜干燥緩慢，硬度低，耐水性、耐腐蝕性差，戶外耐候性不佳等缺點，這都需要通過改性來改善其性能。與水性醇酸涂料相比，水性環氧酯涂料同時具備了環氧體系與干性油的優良特性：其中環氧組分具有較高的耐腐蝕性；植物油脂肪酸組分可以進行氧化交聯，進一步提高防護性能。因此，水性環氧酯涂料具有更高的硬度和更優的耐水解性，漆膜在成膜過程中干速也更快，并且具有優良的耐腐蝕性能。
本文中選用一種自乳化型水性環氧酯樹脂，加入特定的丙烯酸乳液作為成膜物，配合顏料、填料及合適的助劑，制備聚丙烯酸改性環氧酯水性涂料，研究了關鍵配方參數對涂料性能的影響，將所研制涂料應用于汽車底盤及零部件，研究了該涂料在涂裝應用過程中的施工條件參數。
二、實驗部分
2.1實驗原料實驗所用原材料列表如下，包括產品牌號，用途及規格。
表1實驗用原材料信息表1實驗用原材料信息表1實驗用原材料信息2.2涂料制備（1）研磨顏料漿將去離子水加入反應釜中，依次加入pH調節劑、潤濕分散劑、消泡劑、顏料、填料進行研磨，研磨至細度40μm以下，出料，得到顏料漿；（2）涂料配制將水性環氧酯乳液（含催干劑）和丙烯酸乳液按比例加入反應釜中，緩緩加入成膜助劑，再攪拌加入步驟（1）得到的顏料漿、依次加入抗閃銹劑、流平劑、基材潤濕劑，充分攪拌，緩慢加入增稠劑，調整粘度，得到水性丙烯酸改性環氧酯防腐涂料。參考配方見表2所示。
表2水性丙烯酸改性環氧酯涂料配方表2水性丙烯酸改性環氧酯涂料配方表2水性丙烯酸改性環氧酯涂料配方2.3涂料施工及性能測試將所制備涂料通過兌水調節到施工粘度，噴涂樣板或工件。其中實驗室標準樣板為冷軋鋼板，噴涂前進行打磨處理，無脫脂和磷化過程。實驗室樣板的烘烤條件為80℃烘烤20min。工件按照涂裝線上工藝分別進行脫脂和磷化處理后，再進行涂裝。對所涂裝樣板和工件進行性能測試，測試采用相應國標方法檢測。
三、結果與討論
3.1樹脂選擇水性樹脂是成膜的基料，決定了漆膜的主要性能。而高性能的樹脂是水性金屬防腐漆成功最關鍵的因素。在水性金屬防腐漆的配方中，必須選擇有優異附著力和良好阻隔性能的樹脂。水性環氧酯樹脂由于其優異的機械性能和防銹性能而在金屬防護領域有著廣泛的應用。環氧酯樹脂由環氧樹脂與植物油脂肪酸通過酯化反應而制成，因此，環氧酯同時具備了環氧樹脂與干性油的許多優良特性：其中環氧組分具有較高的耐腐蝕性；植物油脂肪酸組分可以進行氧化交聯，進一步提高防護性能。因此，目前主流的水性環氧酯產品是自乳化制備的產品。乙烯基改性法自乳化法主要技術路線是：將環氧酯樹脂與預定酸值的丙烯酸酯類混合單體進行自由基共聚，形成共聚產物，將該共聚產物用有機胺中和后進行水稀釋后得到水性環氧酯乳液。該方法制備的水性環氧酯乳液具有很好的儲存穩定性，產品性能易于調節、成膜性好、易于施工，并且由于可以空氣交聯，因此具有較好的耐水和耐鹽霧性能。然而，水性環氧酯在應用中也存在一些缺點，例如漆膜干燥速度慢，耐候性較差、耐堿性不足等問題。另一方面，丙烯酸乳液具有干燥速度快、硬度高、耐堿性優異、耐候性好等優點，這些特性正好彌補了水性環氧酯產品性能的不足。
本項目中選用水性環氧酯乳液作為主要成膜物，添加合適用量的丙烯酸乳液提高涂層的硬度和干性，再加入采用分散劑研磨的顏填料漿，制備低溫烘烤型水性涂料。由于涂層性能主要取決于水性環氧酯和丙烯酸乳液兩種樹脂，本文研究了不同比例的樹脂配比對涂層干燥速度、硬度、耐堿性、耐水性和耐腐蝕性的影響，實驗結果見表3所示。由表3中數據可知，丙烯酸乳液含量小于樹脂總量的35wt%時，涂層干燥速度較慢，涂層的耐堿性不滿足要求；當丙烯酸乳液含量太高時，涂層中環氧酯相對含量降低，涂層交聯程度下降，相應涂層的耐水性和耐鹽霧性能均下降。綜合考慮涂層性能和綜合成本，選用水性環氧酯/丙烯酸乳液質量比為65/35。
表3不同乳液比例對涂料性能影響表3不同乳液比例對涂料性能影響注：a乳液比例=m(水性環氧酯)/m(丙烯酸乳液)；b表干時間測定按照GB/T1728-79/89，膜厚為25μm,25℃條件下測定。
3.2助劑選擇3.2.1分散劑選擇在色漆生產中，最重要的步驟之一是固體顏料在液相基料溶液中的均勻分布。分散過程中需要研磨顏料附聚體，從而最大地展現出顏料的顏色性能，滿足光學方面的要求，例如色點、色強度、色度和透明度。潤濕分散劑潤濕顏料表面，避免分散后的顏料顆粒再次附聚。假使顏料研磨步驟不是最佳，那么許多缺陷就會發生，例如絮凝、光澤降低、顏色偏移、浮色/發花、貝納德漩渦以及沉淀等。
通過研磨過程，聚合物型潤濕分散劑通過官能團的吸引作用而錨定于顏料表面。由于它們的空間位阻和靜電排斥作用，保持合適的顏料間的距離，這樣減少了不受控制的絮凝的傾向，從而保證涂料內部獲得足夠的穩定性。
本項目中選用嵌段型丙烯酸聚合物作為分散劑，采用NUOSPERSEFX-600和DISPERBYK-190復配使用，制備得到水性涂料。涂料細度滿足要求，并且涂料可穩定儲存6個月以上，50℃烘箱內儲存1個月無硬沉底。實驗結果表明，選用該類復合分散劑，可將顏填料研磨至規定細度，制備的涂料儲存穩定性優異。
3.2.2流平劑選擇涂料施工后，有一個流動及干燥成膜過程，然后逐步形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。涂膜能否達到平整光滑的特性，稱為流平性。流平不良表現為：刷痕、滾痕、桔皮、縮孔、流掛和針孔等，這些現象的產生降低了涂料的裝飾和保護功能。改善涂料的流平性需要考慮加入合適的流平劑，通常需要加入流平劑，可以做到顯著降低涂料的表面張力，提高涂料的底材潤濕能力和漆膜的流動性、消除Benard旋渦從而防止發花。
本項目中分別選用進口流平劑BYK348和國產流平劑，并與不加流平劑的涂料進行對比，表4可知，加入流平劑后，涂料中發花現象明顯改善，國產和進口流平劑流平性均較好，同時，涂層的硬度、耐水性和耐腐蝕性均較優。因此，選用國產流平劑B作為流平劑。
表4不同流平劑流平效果及其對涂膜性能影響表4不同流平劑流平效果及其對涂膜性能影響表4不同流平劑流平效果及其對涂膜性能影響圖1不同流平劑流平效果圖1不同流平劑流平效果圖1不同流平劑流平效果：1#空白樣品；2#進口流平劑BYK348；3#國產流平劑B3.2.3增稠劑選擇水性涂料中含有大量的顏填料，這些顏填料在分散劑的作用下可以穩定在涂料體系中。然而，在重力作用下，顏料、填料和其他固體物質會有下沉到容器的底部的趨勢。考慮到涂料的穩定性和儲存周期，降低涂料的沉降速率至關重要。顏料沉降是一個低剪切速率的現象：所涉及的剪切速率小于10-2s-1，所以涂料在這種低剪切速率下的粘度對防止顏料的沉淀至關重要。一般情況下，通過選擇增稠劑調高低剪切下的粘度，達到增稠效果，從而延緩顏填料的沉降。另一方面，在施工狀態下，特別對于噴涂施工過程，希望涂料的粘度降低，這有利于施工和流平。綜合兩方面要求，需要涂料有一定的觸變性。可以通過加入特定的增稠劑達到觸變效果。
表5不同增稠劑增稠效果表5不同增稠劑增稠效果表5不同增稠劑增稠效果流變助劑從性能上可分為高、中、低三種剪切黏度的類型：低剪切黏度的流發助劑能夠提供罐內黏度，防止顏料沉降，并有效的控制漆液在立面作業時產生的流掛；提供中高剪黏度的流發助劑能很好的提高水性涂料的豐滿度和流平性，而專用提高高剪切黏度的流發助劑則幫助流平、防止飛濺以及提高輥、刷涂施工性能。所以，流發助劑的種類和用量必須根據施工的要求及體系來選定，一般根據施工方法的不同來選定流發助劑類型，往往通過多種剪切黏度的流發助劑來搭配才能達到所需施工效果。
表5列出了不同增稠劑體系對涂料增稠及觸變影響。本項目中選用聚氨酯締合型增稠劑和膨潤土組合作為流變助劑。采用CoapurTM830W和膨潤土協同使用，可以提供高、中、低的剪切黏度的平衡。所制備涂料既能在低剪切粘度下防止顏料沉降，也能在中高剪切粘度下提高涂料的豐滿度和流平性，取得了較好的效果。
3.2.4消泡劑選擇涂料制造過程中，顏料和填料的分散、增稠調漆過程中的攪拌、成品涂料在過濾分裝過程中產生振動、涂料在調色過程中與色漿混合攪拌，攪拌引入空氣，空氣在水性涂料中被表面活性劑包裹穩定在涂料中都會產生氣泡。存在于漆液中的氣泡如不及時消除，漆膜干后，形成不可接受的瑕疵。表6給出了不同消泡劑的消泡表現，可以看出，有機硅類消泡效果較好，相對用量少，但容易產生縮孔；礦物油類消泡劑消泡效果稍差，所以添加量需要增加。綜合考慮，消泡效果、涂膜縮孔以及添加量，本項目選擇BYK025作為消泡劑。
表6消泡劑種類及性能對照表表6消泡劑種類及性能對照表表6消泡劑種類及性能對照表3.2.5防閃銹劑水性工業漆主要是用水來做稀釋劑，是區別于油性工業漆的一種新型環保防銹防腐涂料。因為自干型/低溫烘烤型涂料干燥時間較長，水和含鐵基材接觸很容易出現銹點，一般我們稱為“閃銹”。閃銹是由于涂料中的水分與鐵表面（如釘頭、鋼等）的接觸產生的。當涂料在一般環境（如潮濕氣候環境）施工時，出現這種閃蝕的可能性更大。為了解決閃銹問題需要在配方中添加抗閃銹助劑。
目前市場上抗閃銹劑主要應用兩類產品。一類是價格低廉的亞硝酸鹽，眾所周知，亞硝酸鹽有劇烈的生物毒性，過量使用和排放會引起環境生物的急性中毒，而且由于其良好的水溶性，對漆膜耐水性和長期防腐性能也有不利影響。另外一類是有機金屬鹽和改性鋅螯合物或者為二者的復配物，由于這類產品目前在國內沒有人生產，產品都是依靠進口，成本較高，制約了這類產品大范圍應用。
表7中列出了不同類型抗閃銹劑的效果。本項目中選用一種含有多種緩蝕劑成份的有機螯合物ZT-709，該防閃銹劑能有效抑制水性涂料涂刷在鐵質底材上后的干燥過程中出現的閃銹現象。該產品不會對漆膜產生任何不利的影響，而且在干燥過程中由于絕大部分轉變成了不溶于水的絡合物，相當于使被涂裝的金屬表面產生鈍化膜，從而提高涂層的耐腐蝕性能，形成的絡合物在防閃銹的同時可以有效提高涂料干膜的防銹性能和耐鹽霧性能。
3.3.1顏料、填料選擇顏料和填料是涂料的重要組成部分，顏料和填料不僅能保證涂料具有良好的遮蓋力、豐富的色彩，還能賦予涂膜施工各項特殊功效。其中，顏料是涂料色漆不可或缺的成份之一，其作用除了為涂膜提供色彩裝飾外，還可以為涂料提供更多的物理和化學性能的改善，如遮蓋性、耐光性、耐候性、耐化學品性、光澤和機械強度等。填料在涂料中的主要作用包括兩方面：一是填充作用，降低成本；二是通過加入填料改變涂膜或漆料的物理和化學性質。與顏料相比，填料具有成本低、吸油量低和較易分散等優點。
本文中根據客戶提供的標準工件進行調色，選用鈦白粉、碳黑、鐵黃等作為著色顏料，添加沉淀硫酸鋇、滑石粉等作為填料，采用分散劑研磨制備顏填料漿，得到與標準工件顏色一致的涂料。
3.3.2防銹顏料涂料保護金屬腐蝕最重要的是取決于所用的樹脂體系(包括固化劑)，同時在很大程度上也取決于所選擇的防銹顏料，涂料的防腐性能是樹脂體系與防銹顏料相互共同作用的結果。防腐涂料的性能會因添加了防銹顏料而受到明顯的正面影響。因此，當我們要用涂料使金屬免于腐蝕的時候，根據所采用的樹脂體系來選擇防銹顏料就成為一個起主導作用的問題。按其作用機理，防銹顏料可分為物理防銹顏料和化學防銹顏料，以及兼具物理和化學機理的綜合型防銹顏料。化學防銹顏料基于其本身的化學活性，在金屬腐蝕過程中，與金屬表面的金屬離子反應生成一層致密的鈍化膜來抑制腐蝕過程，或依據電化學原理，通過犧牲陽極來達到保護金屬的目的。常用的此類防銹顏料有：磷酸鹽系、改性磷酸鹽系、離子交換型顏料等。磷酸鹽系作為含鉛、鉻顏料的替代品之一，廣泛用于涂料中作為化學防銹顏料，是目前用量最大、應用最廣的無毒防銹顏料。磷酸鹽系防銹顏料的作用機理復雜，正磷酸鋅的主要防銹機理為：
正磷酸鋅的主要防銹機理正磷酸鋅的主要防銹機理該類防銹顏料能與涂料中的羥基、羧基等進行化學結合，也能在金屬表面生成顏料-漆料-底材的高分子絡合物，阻止銹的形成和擴蝕。本項目選用磷酸鋅作為防銹顏料，金屬表面形成鈍化膜，可以有效地抑制水、氧等物質的侵蝕。為了提高涂料的防腐蝕性，選擇三聚磷酸鋁APW-Ⅱ與磷酸鋅配用。由于三聚磷酸鋁的“雙重防銹”機理，解聚反應形成三聚磷酸根離子（P3O105-）它比磷化處理的PO43+離子，對Fe3+離子以及各種金屬離子有更強的螯合力，在被涂物表面形成卓越的鈍化膜，對鋼鐵等金屬物體的腐蝕具有極強的抑制作用。通過兩種防銹顏料配合使用，取得了較好的防銹效果。
3.4涂料施工3.4.1施工工藝介紹汽車懸架總成的噴涂工藝包括以下幾個步驟：①工件表面處理；②噴涂；③固化。具體的施工步驟包括以下幾個部分：脫脂→水洗→表調→磷化→水洗→預烘→噴涂1→流平→噴涂2→烘烤固化→噴修補漆→工件下線，詳細見圖3所示。
圖3汽車平衡懸架總成施工工藝示意圖圖3汽車平衡懸架總成施工工藝示意圖脫脂是指工件在進行化學成膜之前，必須先除去表面的油脂及附著在表面的灰塵、銹跡、金屬細鐵屑等污物，才能保證轉化膜化學反應的順利進行，使轉化膜與金屬基體牢固結合，獲得質量優良的轉化膜。除油的方法包括機械法、化學法兩類。本項目生產線中采用化學法（堿液清洗）。
表調就是表面調整，是把工件放入裝有表調液的槽子里進行表面調整處理的過程。
表調的作用①除油；②促進零件表層的活力，還能形成大量極細的結晶層，加快磷化膜的形成。使磷化膜更細膩，膜細致均衡。③可以改善磷化性能，能減少磷化一半時間，降低磷化的溫度條件；④減少成本，可以降低磷化液的消耗。
磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化是常用的前處理技術，原理上應屬于化學轉換膜處理，主要應用于鋼鐵表面磷化，有色金屬（如鋁、鋅）件也可應用磷化。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑作用。磷化可以增強涂裝涂層與工件間結合力，同時可以提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性，另一方面也可以顯著提高裝飾性。
本項目中施工過程中噴涂采用無氣噴涂，以噴槍為工具，利用高壓將涂料吹散、霧化并噴在被涂飾表面，形成連續完整涂層。其中，噴涂時壓力保持在0.35～0.6MPa，壓力過小，漆液霧化不良，表面會形成麻點；壓力過大易流掛，且漆霧過大，既浪費材料又影響操作者的健康。噴嘴與工件表面的距離一般以300～400mm為宜，噴嘴垂直于工件物面，盡量減少斜向噴涂，噴涂時要下一道覆蓋上一道的1/3或1/4，噴涂應均勻無明顯漏噴和過噴現象，工件表面無明顯流掛現象。噴涂結束后，工件傳輸進入烘道，烘道實測溫度為70~85℃，烘烤時間為18~20min，烘烤固化冷卻后工件下線，檢查有無漏噴，采用溶劑型涂料修補，最后工件下線。
3.4.2溫度和濕度影響水性漆中水的含量超過了60%，由于含水量高，水性漆中稀釋劑的主體是水，水的揮發與噴漆室的溫度、濕度有較大關系。當濕度一定時，隨著溫度的升高，水的揮發度增加；當溫度一定時，則濕度增加，水的揮發受阻；當相對濕度過大時，水份揮發很慢，施工過程中易產生流掛等漆膜缺陷。溫度和濕度是噴房內所需控制的最重要的工藝參數。
關于溫度對涂料成膜及性能的影響如下：與溶劑型涂料類似，施工環境溫度偏高時，水的揮發速率快，涂料噴涂到基材表面未得到充分的潤濕，涂膜未來得及流平即干燥成膜，從而造成涂膜外觀不良；溫度偏低時，水的揮發速率慢，涂膜易出現流掛。因此，與溶劑型涂料相比，水性涂料的施工溫度范圍比較窄，嚴格控制水性涂料的施工溫度是保證良好涂膜外觀的必要條件。需要特別指出的是，噴涂施工前工件需要進行前處理，脫脂和磷化后會對工件進行加熱預烘，因此工件在噴涂時溫度一般大于室內溫度，經過測定工件溫度大約為25~35℃之間。通過實驗證實，噴房溫度在10~30℃均可，前處理水洗后預烘烤溫度為80~100℃，噴涂前工件溫度約為20~35℃之間較為適宜。當室溫較低時，提高預烘溫度，可以防止涂料流掛；當室溫過高時，可適當降低預烘溫度，防止涂料干燥過快，流平不好，造成漆膜外觀不好。
表8環境溫度及工件溫度對漆膜外觀影響表8環境溫度及工件溫度對漆膜外觀影響同樣，若空氣中的相對濕度偏大，水的揮發速率慢，不利于水性涂膜的干燥，時間延長會影響涂膜的性能指標(如鹽霧老化等)；相對濕度偏小，水的揮發速率快，不利于水性涂料的流平，降低涂膜的外觀效果。因此，要嚴格控制水性涂料噴涂時的相對濕度。通過實驗證實，相對濕度控制在30%~75%比較適宜。
3.4.3施工黏度涂料在儲存過程中，為了防止涂料體系中顏填料的沉降，一般原漆的黏度要比實際施工黏度大。在涂料施工過程中，再通過兌水稀釋達到合適的施工黏度再進行噴涂。施工時黏度太低，涂膜容易流掛，涂膜厚度很難達到要求，涂層不豐滿；黏度太高，對涂膜流平性不利，涂層不平整。此外，黏度交大，噴涂困難，涂膜成膜質量不好。本項目中的涂料施工黏度和施工性及涂料流平性關系見表9所示。由表9中數據可知，施工黏度控制在50~100s較為合適，噴涂容易，涂層流平性好，涂層豐滿度高。
表9施工黏度與施工性及涂層流平性關系表9施工黏度與施工性及涂層流平性關系3.4.4性能測試采用制備的涂料分別噴涂標準樣板和汽車懸架工件，分別測試性能，性能見表10，圖4為噴涂施工現場圖，圖5為噴涂施工后平衡懸架示意圖。由表10中數據可知，涂層平整光滑，無泡，外觀良好。涂層光澤在45~55之間。涂料對底材附著力較好，硬度達到H。特別地，噴涂后的樣板和工件具有較好的耐水和耐鹽霧性能。根據實驗數據可知，本項目涂料綜合了水性環氧酯涂料和水性丙烯酸涂料的優點。產品可常溫干燥，具有良好漆膜附著力、耐腐蝕性能優異、存放穩定性好，可代替傳統溶劑型涂料，可廣泛應用于汽車零部件涂料領域。
表10標準樣板及工件涂層性能表10標準樣板及工件涂層性能*工件性能特指從工件上取下的部位，材料為鋼材。
圖4噴涂施工現場展示圖4噴涂施工現場展示圖5涂裝后平衡懸架工件圖5涂裝后平衡懸架工件3.5產品VOC數據2015年1月26日，國家財政部與國家稅務總局聯合發布了“關于對涂料征收消費稅的通知”（以下簡稱“通知”），引起行業廣泛關注。“通知”要求自2015年2月1日起對涂料征收消費稅，在生產、委托加工和進口環節征收，適用稅率均為4%。“通知”特別指出，對施工狀態下揮發性有機物(VOC)含量低于420克/升(含)的涂料免征消費稅。在涂料行業整體利潤率已經相當微薄的情況下征收4%的消費稅，對于涂料行業及企業而言，無疑帶來了巨大的沖擊。為了推動行業轉型，提升企業環保產品的比重，規避或減輕被征稅帶來的沖擊，采用水性涂料替代溶劑型涂料是一個有效的解決方案。根據GB/T23986-2009《色漆和清漆揮發性有機化合物(VOC)含量的測定-氣相色譜法》（等同采用ISO11890-2:2006，該方法適用于VOC含量在0.1%和15%之間（質量分數）的樣品），對本項目的水性涂料產品測試VOC含量，結果如表11所示。
表11產品VOC含量測試結果表11產品VOC含量測試結果由表1中實驗結果可知，本項目中水性涂料產品施工狀態下揮發性有機物(VOC)含量低于420克/升，可免征消費稅。
四、結論
本文中選用一種自乳化型水性環氧酯樹脂，添加特定的丙烯酸乳液作為成膜物，采用分散劑將顏料、填料研磨成為顏料漿，添加合適的涂料助劑，制備丙烯酸改性環氧酯水性涂料，將所制備涂料應用于汽車底盤及零部件，研究了涂料配方及相應產品的施工工藝條件，得出如下結論：
1、采用水性環氧酯和水性丙烯酸乳液作為成膜樹脂，所制備產品既保持了水性環氧酯可以空氣交聯，耐水和耐鹽霧性能優異的特性，同時具有丙烯酸乳液快干、耐堿性好、耐候性好等優點，綜合性能優異。
2、涂料配方中采用丙烯酸聚合物作為分散劑研磨顏填料，選用環保的磷酸鋅作為防銹顏料，在配漆過程中加入聚醚改性有機硅作為流平劑，選用聚氨酯締合型增稠劑作為流變助劑，同時加入有機螯合物作為防閃銹劑，得到細度小于40μm，儲存穩定性優異的水性涂料。
3、涂料施工過程中，噴房內的溫度和濕度需要調整在合適范圍。相對濕度控制在30%~75%比較適宜，噴房溫度在10~30℃，控制前處理后水洗預烘后工件溫度在20~35℃，所得涂料外觀較好。
4、施工采用無氣噴涂，噴涂時涂料黏度控制在50~100s噴涂容易，涂層流平性好，涂層豐滿度高。
5、采用本項目產品施工的工件涂層外觀良好。涂料對底材附著力較好，硬度達到H。噴涂后的樣板和工件具有較好的耐水和耐鹽霧性能，可代替傳統溶劑型涂料，在汽車零部件領域具有廣泛的應用前景。
6、本項目的水性涂料產品安全環保，VOC含量僅為182g/L，保護環境，符合綠色環保要求。
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責任編輯：班英飛
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