【正文】 丙烯酸聚氨酯涂料，面漆顏色為金屬色和本色，適應(yīng)轎車三層涂裝體系的涂料等為代表。汽車涂裝工藝中除上述漆前表面處理藥品外，還有以下品種：(1)漆霧凝聚劑：添加在噴漆室的循環(huán)水中，使漆霧凝聚，失去粘性，產(chǎn)生沉淀或漂浮，利于廢漆分離和清理，使水循環(huán)使用；(2)防銹材料(劑)；(3)水處理劑和脫漆劑；(4)維護保養(yǎng)化學(xué)品；(5)噴漆室保護涂料；(6)車身運輸保護涂料等輔助化工材料。除機械除銹(噴砂、噴丸和機械打磨)和手工擦洗外，采用多種化學(xué)處理劑進行清洗和表面處理。 漆前表面處理劑及其它化工材料汽車用涂裝材料包括漆前表面處理用及其它化工材料和汽車用涂料兩大部分。在對比中不僅要注意進廠原漆單價，更應(yīng)注意成膜物質(zhì)的單價(如陰極電泳涂料常按l 00％ 固體分來核價)、同一涂裝條件和膜厚下的涂裝成本(如每平方米涂裝面積的材料和耗能價格及工費)以及所得涂膜的性能差別。(2)在供應(yīng)能力方面：供應(yīng)廠商是否具有保質(zhì)保量按期供應(yīng)的技術(shù)和經(jīng)濟實力；誠信度如何；供應(yīng)廠商的業(yè)績、供應(yīng)距離的長短等應(yīng)考察對比。(1)在質(zhì)量方面：應(yīng)符合汽車涂層質(zhì)量標準及涂裝施工的技術(shù)要求，現(xiàn)今國內(nèi)各汽車公司的涂層質(zhì)量極不統(tǒng)一，都是企業(yè)標準和供應(yīng)廠商之間的協(xié)議標準。汽車廠的涂裝材料消耗量大，一般采用定點直供方式。低檔的經(jīng)濟型轎車車身涂裝的要求，涂層質(zhì)量標準與高級商用車差不多；而高級豪華轎車車身是頂級產(chǎn)品，其涂層外觀裝飾性、耐候性、耐蝕性等性能需達到非常耐久、藝術(shù)性很強的頂級水平，必須采用精工細作的涂裝工藝和高檔優(yōu)質(zhì)的涂裝材料來實現(xiàn)?；谄嚻贩N繁多，其涂裝技術(shù)要求和涂層質(zhì)量標準也相差甚大。這種專業(yè)化的經(jīng)營管理有利于涂裝材料利用率和涂裝一次合格率的提高，能較大幅度地降低涂裝成本。轎車修補用涂料由當(dāng)初幾乎全部依靠進口到現(xiàn)在已有多家國內(nèi)汽車修補涂料生產(chǎn)廠家占領(lǐng)了較大的市場份額。(4)制漆用原料(如顏料、樹脂、助劑等)采購實現(xiàn)了國際化。(2)隨著科研機構(gòu)和國營企業(yè)的轉(zhuǎn)制，機制靈活的民營汽車用涂裝材料廠家涌現(xiàn)出來，占領(lǐng)部分汽車涂裝材料市場。 我國汽車用涂料的市場變化隨著轎車工業(yè)合資化和經(jīng)濟全球化的發(fā)展，在近10多年中，我國汽車用涂裝材料市場產(chǎn)生了巨大的變化。DX78 顏色系列顏色變化有紅、藍、紫、綠、白、橙和金，這種變色效果是由于聚氨酯樹脂上的浮凸槽形成的光的衍射造成的。最新一代的奇特涂料具有全息效果，如同許多信用卡表面的特殊圖案一樣，隨著觀察角度的不同這些顆粒會閃閃發(fā)光，并且會不斷地變換顏色。所以現(xiàn)在金屬閃光漆和珠光漆發(fā)展迅速，并且通過控制粒徑可產(chǎn)生不同的閃爍效果。在汽車用單色面漆、罩光清漆、塑料專用涂料和修補用涂料等方面應(yīng)用相當(dāng)廣泛。高固體分涂料由于其施工性能及所需的施工條件與現(xiàn)有溶劑型涂料基本相同，原有的涂裝線不需進行大的改造就可使用，因此，許多汽車廠開始使用高固體分的涂料。由于粉末漆不能像液態(tài)漆那樣可以迅速換色，目前汽車用粉末漆只是單色漆系列。由于粉末涂料的抗紫外線能力和耐候性較差，在汽車涂裝，尤其是整車涂裝方面的應(yīng)用較晚。迄今為止，水性涂料一般仍含有2%～15% 的有機溶劑，對環(huán)境仍有一定程度的污染，開發(fā)無溶劑的水性涂料成為涂料廠商未來的主要課題。水性罩光漆主要由水溶性甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂與水性丙烯酸樹脂或醇酸樹脂按比例配制而成，是上世紀90年代開發(fā)出的水性涂料。經(jīng)不斷努力，目前的水性金屬底漆的定向性能已經(jīng)優(yōu)于一般的溶劑型底漆，閃光效果更好?，F(xiàn)有的水性底漆主要有水性丙烯酸氨基漆和水性聚氨酯漆兩種。1．水性涂料水性涂料以水作溶劑，只以少量醇醚作助溶劑，采用不同的水性樹脂配制而成，可分為水溶型、膠體分散型和乳膠型3種。在電泳涂裝技術(shù)方面，超濾膜(UF)利用使電泳涂裝實現(xiàn)了半封閉的循環(huán)清洗，提高了電泳漆的利用率；反滲透(R0)技術(shù)處理水可減少電泳涂裝的廢水排放，提高電泳漆的回收率，在原有工藝中加裝RO設(shè)備，可實現(xiàn)完全閉合回路循環(huán)清洗，使電泳漆的回收率提高到99%～1O0%。當(dāng)前電泳涂料的主體樹脂主要有丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚丁二烯和聚氨酯等幾種，其中引入氮元素的居多。實踐證明，很多高分子樹脂經(jīng)過改性帶上正電荷后，都可以成為陰極電泳涂料的成膜物質(zhì)。我國汽車底漆經(jīng)歷了油性底漆→硝基底漆→醇酸樹脂底漆→環(huán)氧樹脂底漆→浸用水性底漆→陰離子型電泳底漆(陽極電泳漆) →陽離子型電泳底漆(陰極電泳漆)和粉末底漆等幾次重大變革。圖211各促進劑的磷化電位時間(t)曲線 (注:以上曲線均為成膜最佳時的電位時間曲線)第3章 汽車涂料與涂裝工藝的研究第三章 汽車涂料與涂裝工藝的研究汽車涂料包括汽車在制造與維修中使用的涂料，主要品種有汽車底漆、汽車面漆、罩光清漆、汽車中間層涂料和汽車修補漆等。 通過結(jié)合電位時間曲線與磷化效果的關(guān)系，我們可發(fā)現(xiàn)在磷化過程中，我們更應(yīng)關(guān)心那一環(huán)節(jié)或組合，而不要將時間放在一些次要條件上，從而為我們在原料選擇及工藝改進上提供了較全面的參考。因此，在提高鋼鐵防護的基礎(chǔ)上，盡量減少各種能耗(實現(xiàn)低溫化，單槽一次性處理，工作液具較長的壽命等)，并應(yīng)用對環(huán)境無害的原料(盡量用可生物降解物質(zhì)，避免使用重金屬及高毒化合物)，將成為科研工作者，在鋼鐵防護研究中的潮流，相信也有廣闊的前景。亦有單槽完成的，但一般酸霧嚴重，僅除輕油微銹，使磷化效果，亦即前處理效果很受限制。而經(jīng)對各試片的磷化膜的效果進行比較，膜的質(zhì)量為較好。而曲線走勢，則均沒趨向平穩(wěn):單位時間電位遞減的數(shù)量亦不同，但基本隨PH值的增大而減小。明顯，隨著PH的增大，電位更負，表明PH值低時，自由酸度大，導(dǎo)致析氫明顯，從而電極電位更正。經(jīng)比較，磷化的效果已達最佳值。從成膜效果而言，用量較大時，成膜較好，估計一方面為酒石酸的鰲合作用，消除了不利離子(如等)對成膜的影響。從曲線28，亦很明顯看出，加入酒石酸的磷化曲線與原基礎(chǔ)液的磷化曲線基本相同，即曲線不隨其用量的改變而改變。成膜效果較好。磷化膜的質(zhì)量較好，點滴時間為30s。但它使磷化得以連續(xù)，有延緩的作用，在膜的增厚方面，應(yīng)有一定的作用?？梢?，硫酸經(jīng)胺對磷化的進程有很大的影響。因而，值得選擇鋁酸鈉作為首選促進劑，而用量上，上量可作為磷化配方的參考用量。而極化明顯，也導(dǎo)致反應(yīng)速度加快，因而也就使達平穩(wěn)時間變短。起始電位則較基礎(chǔ)液電位為正，同時，所需的到達平穩(wěn)的時間則更短。從圖26我們可以得到一個很明顯的特點是，鋁酸鈉的用量對電位有顯著的影響，證明其對磷化的影響值得關(guān)注。反觀電位一時間曲線，所需趨于平穩(wěn)的時間為最長，可認為，磷化速度過快，不一定有利于成膜。而達平穩(wěn)時的電位與起始電位的差值，卻隨用量的增大而減小，可認為用量的加大與磷化速度沒有正比關(guān)系。從圖25可看出，的加入，可見其促進作用之明顯。 g/L以上，則膜出現(xiàn)灰化。經(jīng)比較，曲線的走勢非常相似，而成膜效果亦相當(dāng)，且較好。而最終趨于平穩(wěn)后，電位甚為接近。 很明顯，隨著NaF的加入，磷化的起始電壓發(fā)生了變化，而隨用量的增大，電位變得更負，可見得，NaF及其量對磷化的影響，甚為重要。圖23基礎(chǔ)液的電位時間(t)曲線 2. NaF對磷化的影響圖24為NaF在磷化過程中的電位時間(t)曲線: 圖24 NaF在磷化過程中的電位一時間(t)曲線NaF作為一最常用的磷化促進劑，是因為:的存在，可以在一定程度上降低氫的超電壓，起到陰極去極化作用，同時相應(yīng)地提高微電池的電流密度。而由JSM35C掃描電鏡拍攝的磷化膜相片可以看出，基礎(chǔ)液磷化膜的晶粒粗大，不均勻，硫酸銅點滴時間為15s。隨著膜的增長，電位趨于平穩(wěn)，這與Ghali測定的電位一時間曲線相類似。基礎(chǔ)液是以鋅系為基礎(chǔ)配制的，因為有存在的緣故，已形成磷化體系，因而，鐵片的加入，便會有磷化過程產(chǎn)生，亦即膜的形成。通過磷化過程的電位時間(t)曲線，并結(jié)合磷化膜的形藐進行分析，從而了解各常用促進劑、助劑及不同工藝條件對常溫磷化的關(guān)系。這也使在常溫下磷化的反應(yīng)，得以進行提供了足夠的基礎(chǔ)。 此外，馬丘提出磷化加速理論:凡是有利于陰極極化、能擴大陰極區(qū)的物質(zhì)，都可以起加速磷化的作用。用熱力學(xué)形式表示: 。例如，磷化液PH=～，～，氧化能力弱，所以磷化成膜困難。很明顯，當(dāng)我們要使上述反應(yīng)在常溫下，而非加溫下進行時，必須提高(3) 反應(yīng)所釋放的能量，以致足以補償反應(yīng)(4)所消耗的能量。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，磷化過程的標準焙變可根據(jù)(3), (4)反應(yīng)式及有關(guān)物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)進行計算，磷化反應(yīng)的總標準焓變=，即表示這種磷化過程，單靠鐵溶解放出的熱量作為驅(qū)動力是遠遠不夠的，它必須從外部熱源吸收大量的熱量，使磷化液溫度上升、混亂度增加(增大)。微陽極區(qū)鐵被氧化而溶解: 微陰極區(qū)氫離子得到電子而還原: 由于酸的浸蝕作用，鋼鐵表面附近液層中鐵離子濃度升高，PH值亦升高，磷酸一代鹽水解成磷酸根，當(dāng)和成膜離子，如等濃度達到相應(yīng)溶度積時，磷化膜就在工件表面微陰極區(qū)上結(jié)晶析出。 關(guān)于磷化機理，雖然有許多見解，但都認為磷化是一個電化學(xué)的反應(yīng)過程。動配合間隙較大的工件如減速箱齒輪可選5～20g/m。 d) 減壁深沖成型磷化重量4～lOg/m。b) 用于冷擠壓成型，膜重大于1Og/m。 2).作防腐蝕涂層 用于鋼鐵工件防腐蝕磷化層，可采用Zn系、Mn系、ZnMn系磷化膜，膜重必須大于1Og/m,磷化膜須涂防銹油、防銹脂之類防銹劑?！?g/m。4).重量級:，可用作防腐蝕、電絕緣和冷加工減磨。 2).輕量級:～，廣泛用作涂裝底層。 根據(jù)鋼鐵基體材料、工件表面狀態(tài)、磷化液組成、工藝條件的不同，可得到不同的磷化膜組成、結(jié)構(gòu)、厚度、顏色和不同用途的膜層。從磷化成膜觀察，成淺蘭色膜，均勻，%時，硫酸銅點滴時間為61s，可滿足國家規(guī)定的作為涂漆底層的要求。隨著銹斑的逐漸除去，鐵試片進入緩慢的陽極溶解和繼續(xù)除銹階段，此時，電極電位慢慢趨于平穩(wěn)，而磷化膜也繼續(xù)生成。而銹的溶出，同時也致使磷化膜的快速形成，覆蓋電極，所以電位便迅速負移?？梢酝ㄟ^調(diào)整磷化液中磷酸量來達到目的。以上所有這些除油成分，主要溶于酸性環(huán)境下溶液，便可發(fā)生作用，但不同的除油成分(表面活性劑)，因其的HLB值及濁點不同，而效果不同。當(dāng)遠小于時，除油液對基體金屬有較好個潤濕作用，易于沿著油金屬界面滲透，取代金屬表面上的油污，迫使油污被‘卷離’。小于90176。時，除油效果最好，此時除油溶液對金屬表面完全濕潤。在三種物質(zhì)的交界點處，會受到三個接觸面上表面張力的同時作用，分別以:、和表示，它們?yōu)榱它c的平衡，表面張力必須滿足下列要求: 只有小于，才能有除油效果，即a為銳角時。 具體地，可表述為:在金屬、油和除油液(表面活性劑)的交界處，存在著油和除油溶液，油和金屬及除油溶液與金屬三個表面張力。表面活性劑以分子分散狀態(tài)的濃度是很低的，在通常的使用濃度下，大部分形成膠束(締合物)而溶存。隨著人們對表面活性劑的深入研究，漸漸地，使除油得以在各種環(huán)境下進行。還有則為，如何將除油、除銹、磷化各工藝有機地結(jié)合起來，真正達到一體化，也應(yīng)為有前途的研究方向。當(dāng)然，如何提高工作液的使用壽命，應(yīng)也會成為諸多工作者感興趣的課題。因而，在今后的鋼鐵前處理工作中，如何提高綜合前處理的功效，擴大其應(yīng)用范圍，將為一著重點。綜合處理液在鋼鐵處理的歷史中，其所達到的效果，遠未可與分步處理比肩。，進行處理效果的性能評價。4. 以確定的磷化工藝條件的PH值、溫度為基準，在酸性除油理論的指引下，酸性(以磷酸調(diào)節(jié))環(huán)境里進行除油研究，比較各種助劑及其復(fù)配配方的除油效果，并最終確定常溫酸環(huán)境下的除油配方。，選擇有效、低毒或無毒的促進劑、助劑，通過正交試驗法，從而確定環(huán)保、快速的常溫磷化配方及工藝條件。同時，結(jié)合達到除油、除銹效果的工藝所需的條件，提出綜合的汽車前處理環(huán)保配方，為汽車的防護提供可行、有效、環(huán)保的方法。而且，某些高毒化合物及重金屬在必須使用的情況下，我們將用量減到最低，則對環(huán)境應(yīng)也是一個不小的貢獻。當(dāng)然，這也成為我們工作的動力，因為，在能源日益短缺的現(xiàn)在，節(jié)省便是一種積累和創(chuàng)造:而對環(huán)境的關(guān)注，迄今為止，己達到前所未有的高度，工序的減少、生產(chǎn)環(huán)境的改善，將會使工作人員直接受益。對鋼鐵的防護，其意義關(guān)系到國計民生，這己被各方面所認同。3）靠涂裝提高產(chǎn)品附加值 它是指提高汽車涂層的質(zhì)量和多樣性來適應(yīng)市場需求，使涂層具有較高的耐候性、耐酸雨性、抗擦傷性、高防銹性、耐崩裂性，來延長汽車的使用壽命，使汽車涂層具有較高的外觀裝飾性，不需維護，來滿足汽車市場的競爭力和適應(yīng)人們對汽車涂膜的外觀要求日益提高的需要。1）保護地球環(huán)境 由于人類活動和工業(yè)化導(dǎo)致地球環(huán)境惡化，保護地球環(huán)境已成為全人類共同的課題，從涂料涂裝行業(yè)來說主要是不用有害重金屬、廢氣物循環(huán)再利用、減少揮發(fā)性有機物質(zhì)、削減危害空氣污染物、減少二氧化碳發(fā)生量。 汽車誕生至今有100多年的歷史，隨涂層質(zhì)量要求不斷的提高 產(chǎn)值的增加 涂裝技術(shù)和合成化學(xué)的進步 使用環(huán)境和環(huán)保要求的變化，世界汽車用涂料在近百年中已實現(xiàn)了四次大的更新?lián)Q代：油性漆、硝基漆（汽車噴漆）→以醇酸和酚醛為主的合成樹脂涂料→電泳涂料和優(yōu)質(zhì)合成樹脂涂料→環(huán)保型涂料 隨環(huán)保法規(guī)的頒布和世界汽車市場的競爭越來越激烈 ，在10~20年中國外汽車公司投入大量資金改造和新建涂裝線，協(xié)同涂裝公司開發(fā)了很多優(yōu)質(zhì)環(huán)保型汽車涂料新品種。廣義上還可以包括自行車拖拉機鐵路交通車輛等用的涂料。并通過對電位一時間曲線的比較，在結(jié)合了磷化效果的基礎(chǔ)上，總結(jié)了各促進劑的參考用量。在成品的適用性上，也甚為狹窄，僅能用作涂裝底層，難與分步工作的適用性相比。因而，雖然有不少效果，但總的效果并非理想，表現(xiàn)在要么效率低，要么成膜質(zhì)量差。從車喜泉到王桂萍等，他們提出的無論是“三合一”還是“四合一”，都有較多相同之處，特別是助劑方面。科研工作者作了很多單池處理方面的研究，亦即綜合前處理方面的研究。近