新型环保聚脲涂料在汽车上应用研究
0 引
言
国家财税《2015、1、16》号文件、《重点区域大气污染防治“十二五”规划》及上海市《汽车制造业(涂装)大气污染物排放标准》的相继出台,促进了汽车涂料必须选择水性涂料或高固体分溶剂型涂料等低VOC含量涂料的步伐,以此来解决目前汽车行业的痛点。目前,水性涂料已是成熟技术,并在国内涂装线上相继应用,但水性涂料带来的一系列负面作用,如设备投资大、运行成本高、能耗高、管理严格等等,使业内人士很困惑。最近在一份行业参考资料《产业结构调整指导目录(2011版)》中写到: “高固体分涂料”作为一类环境友好、资源节约型涂料,将是依然含有溶剂的“溶剂型涂料”特列,并将成为溶剂型涂料企业未来发展的重点,这与欧美发达国家保持了一致,体现出了兼顾环保和实际需求的政策导向 。因为高固体分溶剂型涂料的应用,即可以满足上述苛刻的环保法规的要求,又解决了水性涂料的负面作用。我们联合国内涂料厂家、树脂厂家,将世界上最先进的第三代聚脲技术进行二次创新,研发成功新型聚脲涂料,就属于溶剂型高固体分涂料范畴,并将其成功应用到汽车涂装生产线。本文是我们研究成果的总结,供同行参考、选用。
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聚脲涂料简介
喷涂聚脲弹性体技术是早在20世纪(60~70)年代发明的, 它实际上是一种喷涂聚氨酯弹性体(第一代聚脲技术),当时受没有合适的设备技术影响,该技术并没有大规模应用。80年代以后,随着撞击混合式高压喷涂设备的出现,喷涂聚氨酯(脲)弹性体技术开始发展,即行业内称为的第二代聚脲技术。但由于第一、二代聚脲产品反应速度快、瞬间固化,必需采用大型专用喷涂设备施工;另外漆膜外观差,漆膜一次喷涂太厚,层间附着力差,在我国从2002年开始在汽车行业应用,主要应用在卡车和皮卡车的车厢内表面、矿山拉煤车车箱内表面、消防车行李箱内部等。聚天门冬氨酸酯聚脲简称天冬聚脲,是近年来聚氨酯工业领域出现的一种新型脂肪族、慢反应、高性能环保涂料,被称为第三代聚脲涂料。它是一种全新的聚脲涂料,这种涂料在国外开发不足10年,应用不足4~5年。目前在欧美市场主要应用于重防腐、防水、耐磨地坪等高端领域。我们联合国内涂料厂家、树脂厂家,根据汽车零部件涂层的性能要求及特点,经过多次配方改进及试验研究,将第三代聚脲技术进行二次创新,研发成功新型聚脲涂料,其性能达到汽车零部件涂层标准要求,并在汽车生产线得到应用。
各代聚脲涂料与通用的聚氨酯涂料比较见表1。
表1 新型聚脲与聚氨脂和传统聚脲性能的对比
新型聚脲
传统聚氨酯
传统聚脲
结构式缩写及特点
-NCO-NH
有1个活泼氢
-NCO-OH
含有羟基
-NCO-NH2
有2个活泼氢
发展历史
(2~3)年历史
-
第一代:20年历史
第二代:10年历史
环保
性能
施工固含(55~100)%;VOC小于225g/L,远低于消费征税标准,远远超过国际先进清洁化生产标准
不环保,通常施工固含(30~40)%
环保性能好,施工固含100%
固化、反应速度
反应速度可调,在(20~120)min内;低温(40~100)℃固化
反应速度慢(4~6)h,固化温度(80~120)℃,常温固化时间>24h
反应速度极快,几秒至几十秒,瞬间固化
耐腐蚀和耐候 性能
聚脲底漆耐盐雾1000h以上,聚脲面漆人工老化2000h以上
耐腐蚀性能差,人工老化最高为1000h
耐腐蚀性能优异,耐候性较差,人工老化<200h
膜厚及外观
一次喷涂,施工膜厚(30~50)μm,可调,外观可满足汽车漆要求
一次喷涂,施工膜厚(30~40)μm ,外观可满足汽车漆要求
一次喷涂,施工膜厚
(0.6~2)mm ,外观差,不能满足汽车漆要求
施工
方式
多种施工方式,采用通用喷涂设备,可摆脱专用设备限制
多种施工方式,采用通用喷涂设备
必须采用大型专用喷涂设备
应用领域
汽车涂装领域等
汽车涂装领域 等
工业重防腐、防水、耐磨地坪等高端领域
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新型环保聚脲涂料拟应用的汽车涂装领域,达到的技术及经济目标
根据汽车零部件、总成涂装的特点及性能要求,及目前汽车零部件、总成涂装存在的质量问题,主要针对以下汽车涂装领域,开发新型环保聚脲涂料:
2.1 针对具有耐候要求的汽车....
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