聚脲涂料在汽车涂装上的应用

1 1 2 2 3田铁梁 孟昭辉 高成勇 宋华 俞勇1. 300457；2. （ 天津科瑞达涂料化工有限公司，天津 中国第一汽车股份有限公司发展制造部，长春130011；3. 266200）一汽解放青岛汽车制造有限公司，青岛

摘要：介绍了聚脲涂料在汽车涂装上的发展和应用基础，阐述了聚脲汽车涂料的产品特性和技术参数测定结果，聚脲涂料在汽车涂装上具有优异的性能，能够取代传统的高温烤漆，是汽车涂料应用的新品种，产品具有很好的市场推广价值和应用前景。关键词：汽车涂装 聚脲涂料 涂装工艺TQ325.7 B Doi：10.19710/j.cnki.1003-8817.20180262中图分类号： 文献标识码： 1 前言2017 2 900

年中国汽车销售量达到 万辆左右， 60每年需要汽车漆超过 万吨。我国汽车行业的涂料涂装多数使用高温烤漆品种，这些涂料在涂装过程中需要很高的烘烤温度，造成了巨大的能源消耗。目前汽车涂料部分采用了水性化的方式，但是水性涂料不仅需要高温烘烤而且还需要预烘烤，消耗更多的能源和付出高额的废水处理费用。同时汽车涂装线的改造需要投入大量的资金、时间等，这些将造成巨大的损失。

汽车涂料一直采用高温产品是因为高温烤漆的性能优异，传统的丙烯酸聚氨酯、丙烯酸、聚氨酯等品种虽然可以降低烘烤温度但是产品的干燥性能、耐老化性能等都相对较低。聚脲类产品技术起源于美国，主要应用在防水涂层、弹性涂层等方面，国内仅有近十年的研究基础。聚脲类产品 具有高固低粘、涂膜可低温干燥、涂膜干燥速度快、涂膜耐老化性能优异等特点，具有在汽车涂装上应用的可行性。 2 聚脲涂料技术分析2.1 聚脲汽车涂料的制备

HDI聚脲汽车涂料的主要原料为聚脲树脂、 硬化剂、助剂、颜料、填料、防尘剂、溶剂等。a.主剂的制备过程：将聚脲树脂、分散剂、部分溶剂加入到配料罐中，低速搅拌均匀；在中速搅拌状态下依次加入颜料、填料、防尘剂、消泡剂等原料，保持中速搅拌均匀，然后将配好的漆浆放置24 h

进行充分浸润；完全浸润的漆浆用研磨盆移至研磨区进行研磨，至细度合格后转入调漆罐；根据对合格漆浆的检测数据进行核算后，在中速搅拌状态下加入紫外线吸收剂、流平剂、分散剂、溶剂、导电剂等原料，对产品的板面状态、粘度、导电率等主要指标进行调整；对合格后的主剂产品进行过滤包装。b. HDI硬化剂的制备过程：将 硬化剂、溶剂加

入到分散罐中搅拌均匀，在搅拌状态下缓慢加入吸水稳定剂，待整体搅拌均匀后对其进行检测，检测合格后过滤包装。

2.2 聚脲汽车涂料的应用

将主剂和硬化剂分别投入到输漆系统中，加入稀释剂调节至喷涂粘度，通过输漆系统将漆液输送到喷涂设备端口；聚脲汽车涂料漆液经过GRACO 2KE

双组份喷涂设备的静态混合器混合均匀后到达喷枪进行有效喷涂。

通过对喷涂样板、汽车部件、整车涂装等的涂膜性能检测，得到涂膜性能数据，通过对数据的分析进行涂膜的评价和指导。

2.3 聚脲汽车涂料的性能参数

2.3.1 聚脲汽车底盘涂料性能参数聚脲汽车底盘涂料性能参数、涂料涂膜物理1~ 3参数、涂膜耐介质参数如表 表 所列。 2.3.2 聚脲汽车中涂漆性能参数聚脲汽车中涂漆性能参数、涂膜物理参数见4 5表 和表 。

2.3.3 聚脲汽车面漆的性能参数聚脲汽车面漆的性能参数、涂膜物理参数、涂6~ 8膜耐介质参数见表 表 。

1~ 8从表 表 可知，聚脲类汽车涂料产品具有

VOC高固体低 排放、低温干燥节能降耗等特点。聚脲类汽车涂料产品能够满足汽车涂装的应用，同时由于自干条件下优异的表现使得聚脲汽车涂料可以应用在难于进行烘烤的大型卡车、工程机械等领域。聚脲类汽车涂料的涂膜在耐介质、人工老化等主要汽车漆指标都有明显的优势，特别是聚脲面漆优异的耐老化性能能够更好地对汽车进行装饰和长效防护。

3 结果与讨论3.1 聚脲汽车涂料的VOC排放

聚脲汽车涂料的综合施工固体含量均大于70%，比一般高温涂料的施工固体含量提高了约35%，VOC 250~300 g/l， 420 g/l排放为 符合国家 的排放限定。

3.2 聚脲汽车涂料的节能降耗

140 ℃×30 min，一般汽车烤漆的烘烤温度为 聚80 ℃ ×15 min脲汽车涂料可以在 条件下烘烤或者自干，聚脲汽车涂料可以节省大量的能源消耗。24 h特别是在自干条件下涂膜 就可以达到合格标准，对于不易于进行烘烤又希望加快生产速度的情况（如大型工程机械和大型客车、货车），聚脲汽车涂料就更凸显出它的优势。

3.3 聚脲汽车涂料的耐老化性

聚脲汽车涂料涂膜具有优异的耐老化性，涂

2 000 h，膜耐人工加速老化超过 这主要是因为聚脲产品的化学键离解能很高不易断裂，能够很好地抵抗阳光对涂膜的侵蚀作用。在配方研究过程中添加了紫外线吸收剂，通过紫外线吸收剂对阳光的阻挡和对自由基的捕捉修复达到了更长效持久的抗老化效果。

4 聚脲汽车涂料新材料新工艺应用展望4.1 温变材料的应用

温变材料可以在不同温度下显现出不同的颜色，在涂料中进行应用可以根据颜色的不同判断1温度的变化，如图 所示，在温变领域、防伪技术领

域、军事伪装领域具有一定的应用市场。温变材料与聚脲技术相结合可以得到应用时间超长的温变涂膜，达到长效防护和降低翻新费用的目的。通过与不同新材料的结合，可以更好地开拓聚脲类产品的应用领域，逐步利用好聚脲产品的优点创造更好的社会价值。

4.2 微胶囊材料的应用

涂料涂膜在受到外界侵蚀过程中会逐步被破坏，特别是重型卡车、工程机械等由于应用环境比较恶劣，涂膜很容易发生破损。将聚脲树脂作为

2）微胶囊（图的囊壁包裹具有一定防腐性能的钝化液、纳米氧化硅等材料，在涂膜受到侵蚀发生破损时胶囊破裂囊芯迅速对基材形成修复，这样就大大延长了涂膜对工件的保护时间，使得汽车和工程机械的使用寿命延长并降低材料消耗。

（上接第4页） 9 结束语

实现涂装绿色制造已经成为汽车涂装行业研究、创新、开发的重点工作。要实现这一切必须对

5 结束语

由于聚脲涂料具有干燥速度快、固体含量高、耐老化性能优异等特点，通过与其它原料、助剂的配合形成一定的产品体系，在汽车涂装上具有很好的应用前景。经过多年对汽车涂料研究和与众多汽车制造企业的密切合作，对聚脲涂料的研究和应用具有了明确的目标。在目前中国对环境治理、对节能降耗等大力推进的形式下，聚脲类产品具有了更实际的推广价值，在汽车行业经过了多年传统涂装之后聚脲涂料在汽车上的应用更体现出新材料、新技术的变革更新。 参考文献： [1] , . 1刘娅莉徐龙贵聚氨酯树脂防腐蚀涂料及应用（第[M]. , 2006.版） 北京：化学工业出版社[2] . 1原燃料化学工业部涂料技术训练班 涂料工艺（第 版） [M]. , 1976.北京：石油化学工业出版社[3] . 4 [M]. ,刘登良 涂料工艺（第 版） 北京：化学工业出版社2015. 新建和原有涂装工厂进行技术转型升级，通过积极应对和加快速度研究创新、努力开发实践，实现

AT涂装绿色制造的目标。 &M