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    粉末涂料帶來(lái)清潔環(huán)保汽車(chē)涂裝

    發(fā)表時(shí)間:2010-02-22   文章來(lái)源:

       粉末涂料特別是環(huán)氧樹(shù)脂粉末涂料是節能、低污染型涂料中極為重要的一類(lèi)。早在1952年德國Kriesheine公司的Erwin Gemmer就發(fā)明了流化床浸涂法,熱塑性粉末涂料由此得到發(fā)展;1962年法國Sames公司開(kāi)發(fā)了靜電粉末涂裝設備,1964年熱固性粉末涂料開(kāi)發(fā)成功;進(jìn)入80年代,工業(yè)廢氣、廢水、廢渣對環(huán)境造成了嚴重污染,歐美各國對揮發(fā)性有機化合物(VOC)的限制法規相繼出臺,尤其是1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì )以后環(huán)境保護成為世界性的重要問(wèn)題。至此,由于粉末涂料具有無(wú)溶劑、無(wú)公害,一次涂裝厚涂層,過(guò)噴粉末可回收再利用等特點(diǎn)而備受重視,其發(fā)展速度很快。

        純聚酯樹(shù)脂制成的粉末涂料具有如下特點(diǎn):①涂膜的耐候性好,適用于戶(hù)外用產(chǎn)品的涂裝;②涂膜的耐熱性好,在烘烤固化時(shí)涂膜不易泛黃;③涂膜耐沖擊強度、柔韌性、硬度等物理性能優(yōu)異,耐化學(xué)藥品和耐水等性能良好;④涂料的涂裝性能好,可以用空氣噴涂法和靜電粉末涂裝法等方法涂裝;⑤TGIC 固化聚酯粉末涂料,烘烤固化過(guò)程中,基本不產(chǎn)生反應副產(chǎn)物,涂膜不易產(chǎn)生縮孔、針孔等弊病。

        同時(shí),粉末涂料的利用率接近100%,噴涂后的粉末可以回收利用;通常比液體涂料容易施工,形成的涂膜耐久性好,產(chǎn)品優(yōu)勢顯著(zhù)。

        汽車(chē)制造業(yè)是涂料最大的用戶(hù)之一,自20世紀80年代以來(lái)發(fā)達國家對汽車(chē)生產(chǎn)中有機溶劑的排放制定了嚴格的控制指標。從20世紀70年代末的VOC排放量15.5磅/車(chē)下降到21世紀的1.5磅/車(chē)。20多年來(lái)每次排放量的大幅度下降都與采用新型涂料有關(guān),如20世紀80年代初引進(jìn)高固體分涂料,80年代末采用水性涂料,90年代開(kāi)始應用粉末涂料。粉末涂料用于汽車(chē)涂裝的研究已有20多年,但由于汽車(chē)涂料要求高耐候性、高耐腐蝕性、高耐磨性,以及耐熱、保光、保色等高性能并需要卓越的裝飾性,開(kāi)發(fā)研究有相當的難度,難以在短時(shí)期內取得突破性進(jìn)展。

        粉末涂料在汽車(chē)面漆和車(chē)身底漆方面有很大應用,F今的粉末涂料涂裝能帶來(lái)高質(zhì)量的表面,不用進(jìn)行底涂,就能與金屬零件形成很強的結合力,同時(shí)粉末涂裝具有很優(yōu)良的防腐、耐熱、耐沖擊和耐磨性,色澤的選擇范圍也非常寬,光澤高的、光澤低的、金屬色的或是透明的涂層都有。質(zhì)地從光滑表面到皺褶或粗糙的涂層都可以任意選擇,涂膜的厚度也可變化以適合不同的要求,這些粉末涂料的性能表現了當今粉末涂料的成熟程度。在過(guò)去很長(cháng)時(shí)間內汽車(chē)組裝廠(chǎng)采用的是液體涂料,直到現在,對全球絕大部分地區來(lái)說(shuō),汽車(chē)組裝廠(chǎng)采用粉末涂料涂裝仍然是一個(gè)未解決的問(wèn)題,雖然過(guò)去的幾年已有了很大的進(jìn)步,但仍沒(méi)有達到大規模使用粉末涂料的程度。

        在美國,粉末涂料在汽車(chē)面漆和車(chē)身底漆上的用量最大,汽車(chē)采用粉末底涂效果很好,但粉末涂料用作汽車(chē)面漆的進(jìn)展不大,尤其是用作汽車(chē)罩光面漆的更少。一些商家認為,粉末涂料用作罩光面漆的空間還很大,只是汽車(chē)廠(chǎng)改用粉末涂裝設備所產(chǎn)生的投資成本使其難以下定決心。由于汽車(chē)行業(yè)越來(lái)越注重汽車(chē)的耐久性,而粉末涂料不僅比較經(jīng)濟,且耐腐蝕性和破壞性更好,所以用粉末涂料涂裝汽車(chē)底盤(pán)和車(chē)身將會(huì )越來(lái)越廣泛。

        我國將粉末涂料用于汽車(chē)零部件的涂裝起步較早,一汽早在20世紀90年代就已建成粉末噴涂流水線(xiàn),其他汽車(chē)公司也在同一時(shí)期通過(guò)外協(xié)進(jìn)行零部件粉末噴涂加工。受粉末涂料品種、質(zhì)量、技術(shù)等因素的制約,我國粉末涂料的品種結構不利于汽車(chē)涂裝,汽車(chē)涂裝對耐候性要求高,而我國粉末涂料產(chǎn)品結構中占多數的是環(huán)氧/聚酯混合型粉末和環(huán)氧型粉末,適用于室外的改進(jìn)型環(huán)氧粉末、聚氨酯粉末、TGIC聚酯粉末、丙烯酸粉末的產(chǎn)品并不多,而且在質(zhì)量上還存在不少問(wèn)題。

        汽車(chē)粉末涂料制備技術(shù)進(jìn)展越來(lái)越快。傳統的粉末涂料包括環(huán)氧樹(shù)脂粉末涂料制備方法分為干法和濕法,干法又分為干混合法和熔融混合法:濕法分為蒸發(fā)法、噴霧干燥法和沉淀法。近年Ferro公司開(kāi)發(fā)了超臨界流體法,即VAMP(Vedoc Advanced Manufacturing Process)。目前粉末涂料的生產(chǎn)大多使用熔融混合法,缺點(diǎn)是換品種和換顏色比較困難、粒徑分布較寬,難以生產(chǎn)低溫固化及超細粒徑的粉末涂料。為此人們對粉末涂料制備工藝進(jìn)行改進(jìn),取得了一定進(jìn)展。超臨界流體法的開(kāi)發(fā)利用被稱(chēng)為粉末涂料制備方法的革命,對21世紀汽車(chē)粉末涂料的發(fā)展將起重要作用。超臨界流體法的工作原理為:二氧化碳在達到臨界點(diǎn)時(shí)被液化,液態(tài)二氧化碳與氣態(tài)二氧化碳兩者之間界面清晰,倘若壓力略降或溫度稍高就會(huì )超過(guò)臨界點(diǎn),這一界面即刻消失成為一片混沌,稱(chēng)為超臨界點(diǎn)。繼續升高溫度或降低壓力,二氧化碳變成氣體。利用此原理,將粉末原材料加入到帶有攪拌裝置的超臨界液體加工設備中,超臨界二氧化碳使涂料的各成分流體化,這樣在低溫下就達到熔融擠出效果。物料經(jīng)噴霧并在分級釜中造粒,制得產(chǎn)品。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可以用計算機控制。美國Ferro公司開(kāi)發(fā)的VAMP新工藝適用于加工汽車(chē)粉末涂料。它的優(yōu)點(diǎn)是:全封閉的VAMP體系避免了周?chē)h(huán)境中粉塵和纖維的污染而影響粉末涂料的潔凈度;粒子的形狀可以控制,制得的粉末涂料具有優(yōu)良的摩擦帶電性能,使粉末在噴涂過(guò)程中能夠滲透到難以到達的部位,涂膜厚度均勻,能獲得較薄的涂膜;加工溫度低,防止GMA丙烯酸樹(shù)脂的氧化進(jìn)而防止涂膜黃變;可以使預反應減到最小,有利于粉末的流動(dòng)和流平,重現性好;有利于低溫固化粉末涂料的加工,采用結晶聚合物配制粉末涂料,提高貯存穩定性,降低熔融粘度,對透明涂層的流動(dòng)性和流平性影響很大。

        在嚴格的環(huán)保法規推動(dòng)下,粉末涂料像其他綠色涂料一樣,在全球得到迅速發(fā)展,對涂料科技的嚴格要求使得粉末涂料具備了許多20世紀80年代早期認為無(wú)法達到的性能。粉末涂料已經(jīng)明顯滲透到各個(gè)重要應用領(lǐng)域,廣泛地被汽車(chē)工業(yè)采用。汽車(chē)用粉末涂料的發(fā)展將在進(jìn)一步提高耐候性、耐紫外光性、低溫固化性、薄膜化和提高裝飾性方面努力。三廢對環(huán)境的污染已成為世界性問(wèn)題,其中溶劑型涂料的涂裝對大氣的污染引起各國關(guān)注,對汽車(chē)涂裝中VOC的限制越來(lái)越嚴格。低污染涂料的發(fā)展是21世紀的重要課題,其中粉末涂料將處于重要位置。隨著(zhù)粉末涂料新產(chǎn)品及新技術(shù)的開(kāi)發(fā),粉末涂料的應用領(lǐng)域將不斷擴大,粉末涂料在工業(yè)涂料中所占比例也回增加,同時(shí)粉末涂料仍將是產(chǎn)量增長(cháng)速度最快的涂料品種之一。

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