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水性涂料以及高固体分涂料等绿色环保将逐步替

  在工业涂料的细分市场,汽车涂料作为最为典型的高装饰型应用涂料,是众多工业涂料企业必争的领域。而在世界汽车工业一百多年的历史变迁中,涂料行业亦随着汽车技术及工艺的不断升级而改变,历经了多次“质”的飞跃。

  早在1866年,一位名叫贺伯兹(Herberts)的化学家成立了施必快®涂料公司,在施必快®涂料问世二十年后,世界公认的汽车发明者德国人卡尔•本茨在1885年研制成功世界上第一辆马车式三轮汽车,这种马车式三轮汽车经施必快®涂料涂装后亮相于世,涂料与汽车自此结缘。

  而在此后的百余年中,汽车涂料历经硝基漆替代溶剂型涂料汽车喷漆阶段、合成树脂涂料和阳极电泳涂装时期、中涂、底色漆水性化(低VOC化)阶段。而今,随着汽车技术向电气化、轻量化、智能化、个性化等方向不断演进,涂料行业亦进入创新转型期,人们对汽车涂料耐候性、耐刮擦性、外观装饰性提出更高需求,一批代表环保、高效、节能及个性化涂装时代的新型工艺及产品不断涌现,汽车涂料由最初以植物油和天然树脂为基料制备的功能及色彩单一的涂料发展为当前汽车工业广泛应用的多彩高性能涂料。汽车涂料在见证世界汽车产业发展的同时,也肩负了越来越多的使命。以下,我们将以此领域进展较为迅速的艾仕得涂料系统为例,看看新的发展形势下,汽车涂料的新玩法。

  当前中国汽车保有量已突破2亿辆,新车年销量超过2800万辆,按平均每辆汽车涂料用量20~25 kg 计算,汽车涂料市场每年的消耗量可达70万吨。汽车涂料的VOC排放造成的环境污染问题不容小觑。2016年,中国工信部和财政部联合发布了《重点行业挥发性有机物削减行动计划》(以下简称为《计划》),明确指出,国家制定总体目标到2018年将减少苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)等溶剂使用量20%以上,低(无)VOC的绿色涂料产品比例达到60%以上。鼓励采用高固体份涂料、水性涂料等环保涂料替代传统溶剂型涂料。

  在环保趋势下传统的油性涂装材料将逐渐被淘汰,低VOC及低排放的水性涂料以及高固体涂料逐步成为现代环保型汽车涂料的主流。围绕水性涂料和高固体分涂料两大降低VOC的“神器”,艾仕得涂料系统分别从涂料材料、生产过程、涂装工艺等制定了可持续发展战略。

  为顺应未来汽车产业低VOC发展趋势,艾仕得推出水性涂料系列,同时面对水性涂料存在新建及改建生产线成本高的问题,艾仕得携手客户推出可使用传统溶剂型涂装生产线的溶剂型高固份涂料。高固份涂料和水性涂料一样,均具有卓越的耐久性、可靠的耐腐蚀性能、优异的耐化学品性能、耐候性以及耐冲击性能,这些品质备受全球汽车制造商和修补漆市场推崇,艾仕得在这两大领域的技术创新推动了它们的商业应用范围和效率。低VOC的水性涂料和溶剂型高固份涂料,不仅秉承了艾仕得涂料系统的可持续发展理念,还将帮助汽车制造商们实现自身可持续发展的目标,助力中国低碳减排行动。

  将可持续发展理念融入生产过程有助于节能减排,实际上,生产过程也是减少涂料生态足迹的重要环节。为满足中国巨大的市场需求,艾仕得在上海嘉定特别建造了汽车水性漆工厂,作为艾仕得全球最新、最先进的水性涂料工厂之一,该水性漆工厂采用先进的生产技术和设计理念,比如集成化生产布局以减少涂料生产过程中的生态足迹;高度自动化的工厂努力将原材料使用率最大化,并能加快制造周期;先进的空气过滤系统可优化工厂内的空气质量并降低排放,全方位减少涂料生产过程对环境的影响。

  可持续的涂装工艺可帮助汽车制造商降本增效,这也是企业可持续发展的关键。在《计划》中,中国政府鼓励企业新建水性/高固体份涂装生产线,推广“三湿”喷涂、免中涂等紧凑型涂装工艺技术。因为相对传统涂装工艺,紧凑型工艺可简化涂装流程,提高生产效率,实现车间整体VOC削减和节能。艾仕得推出3涂1烘涂装系统、生态概念免中涂涂装系统,单涂层2涂1烘系统,加上高固体份涂装系统,统称为“艾仕得统合涂装技术”,几乎涵盖当今最先进的对环境负责涂装工艺。

  3涂1烘涂装系统使用了特殊的水性涂层,使每一层涂层都可以在前一涂层未干燥的情况下施工,或者只需很短的闪干时间,大幅降低与能源消耗相关的运营成本。轻型车制造商可以用更短、更低能耗的闪干区域,代替传统的大型烘炉,大幅降低了运营成本和安装烘炉的资本支出。

  生态概念免中涂涂装系统工艺先合并中涂和色漆, 再涂覆清漆,创造了一个“两道涂漆”的真正“免中涂”喷涂系统,减少了中涂的喷涂和烘干环节。与传统的喷涂过程相比,这个工艺缩短了生产过程,提高了生产效率。

  单涂层2涂1烘系统兼具“底色漆/清漆”涂层系统的优异性能和单涂层工艺的高生产力,整个工艺流程将涂层从3次减少为2次,而烘干步骤则从2次降到1次,喷涂与烘干工序减少后,有效地提高了生产力、降低能源使用并减少喷涂车间的环境足迹。

  汽车电气化是未来汽车发展的热点和必然趋势,目前新能源汽车的“心脏”——电机正向着规模紧凑化、小型化和轻量化等方向发展。随着汽车动力的变化,新能源汽车对涂料的需求也随之改变。新能源汽车电机的发展趋势需要用于电机的绝缘材料具有卓越的耐电晕性能、优异的耐热导热性能、出色的机械增强性能、持久可靠的防护性能以及与ATF油的良好兼容性,为新能源汽车“心脏”保驾护航。

  针对这一趋势,艾仕得推出适用于新能源汽车的电气绝缘涂料产品。产品涵盖漆包线漆、浸渍树脂及硅钢片漆,主要用于电机、发电机和变压器中,可提升电机和发电机的性能,增强其稳定性,帮助延长其使用寿命,在提升电机的工作效率的同时,为新能源汽车电机的安全和持久运行护航,目前已广泛应用于当今主要电动车制造商的新能源车体中。

  当前,汽车产业的可持续发展,包括新能源汽车作为国家汽车产业发展战略正在快速推进,其中,燃油量和续航里程很大程度上受制于汽车的重量,轻量化由此成为电动汽车发展的必由之路。这促使主机厂开始运用新型底材,比如铝材、碳纤维增强型材料等来降低车体重量。基材的变化需要同涂装工艺配套,轻量化非金属基材需要低温涂料系统来配合实现,艾仕得顺应这一需求,推出了低温涂装体系。

  在车身轻量化材料中,铝材以其出色的减重效果得到汽车制造商们的青睐,预计到2025年铝材在车身和整件的使用将大幅提升20倍。但铝材因其高度的金属活泼性极易被氧化而使材质受损。艾仕得在低温涂装体系下采用电泳涂装工艺很好的保护了铝材,实现了高质量的涂装。此外,备受汽车制造商推崇的碳纤维材料在涂装过程中出现了微孔型导致底漆施工困难、冷热循环易引发表面变形、对温度变化容忍度有限等问题,艾仕得通过低温涂装体系解决了微孔涂覆的难题,不仅提供了完美的涂面效果,还同时保留了艾仕得高性能涂料对车体的全面保护性能和环保属性。

  艾仕得低温面漆采用成熟的紧凑型3涂2烘工艺,可实现低VOC排放,能充分满足轻量化基材对涂料及涂装技术的要求,也能满足国家法规和主机厂对于环保的需要。目前更低施工温度的涂料系统正在进一步开发中,以确保艾仕得涂料在适应更广泛轻量化材质的发展过程中继续保持领先。

  随着社会的多样化和网络信息化进程的加速,越来越多车主在追求汽车驾乘舒适性与环保性的同时,愈来愈强调汽车色彩符合新潮流,对汽车材料的个性化要求也更高。汽车涂料的色彩逐渐由单调变得丰富多彩,包括高光泽、高鲜映性及多色彩化在内的汽车涂层外观装饰性得到提升,未来汽车涂料色彩的需求及差异化将进一步扩大。

  2017年艾仕得发布以‘色彩N次方’为主题的全球汽车色彩展示报告,对不同年龄群族消费者日常生活的更多信息进行了解读,例如他们的理想、个性和生活方式等,以全新的多维角度解析不同年龄的消费族群。通过深度剖析消费群体的选择特征,深入了解消费者对汽车款式、品牌和颜色的选择,揭示了三大核心驾车族,即“未来一代”、“当下一代”与“乐享一代”的色彩偏好。汽车制造商可据此洞察不同年龄驾车族群的色彩喜好。

  未来汽车对色彩个性化和功能化需求将更加广泛,艾仕得涂料能够延长基材生命、增加汽车性能和车主满足感,它的色彩技术和颜色工具在前瞻性地推出个性色彩、高效准确地配色等方面领先业界。比如,将涂料色彩专业知识与数字建模及显示技术相结合后,艾仕得推出具有可在无漆条件下产生实际色彩功能的全新数字化三维立体汽车显色系统——SpectraMaster® Color AtlasTM 3D。该系统从汽车造型、颜色开发、涂料生产到涂装完成,全程支持汽车配色过程,大大提高了颜色开发的效率。

  随着人们环保意识的不断增强及环保法规不断完善,在对VOC排放的规定越来越严格的情况下,水性涂料以及高固体分涂料等绿色环保涂料将逐步替代传统溶剂型涂料,成为环保汽车涂料的主流。在未来汽车电气化、轻量化、个性化色彩及绿色可持续的深入发展趋势下,相信艾仕得将面向汽车制造商推出更多高性能解决方案。正如艾仕得涂料系统大中国区总裁吴春平所说:“没有创新便没有未来。我们将持续创新,提供出更多的可持续性涂料和涂装工艺,来保护车身、电机和其它部件,提高它们的性能和美感,促进我们客户和整个汽车产业的可持续发展,成为汽车制造商和其它工业客户更好的合作伙伴。”

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