全球汽车聚氨酯涂料的开发与应用情况战略分析
http://www.texnet.com.cn/ 2018-01-11 15:32:43 来源:化工新材料
  一、前言   近年来,国家环保调控的不断趋严、原材料价格的持续上涨、80后消费者比重的加速上升等时刻变化的因素,进一步强化了绿色环保产品是涂料市场不变的大势所趋性。2018年,环保话题依旧是涂料终端的一大主角,并不断延伸到各个细分领域。不断有市场反馈称,消费者在购买涂料产品时,对环保的要求十分严格,不仅会详细了解产品的有害物质含量,并且还会优先选择有各种环保认证的产品,而这也和消费者的购买能力不断提升有关.而目前,全球都在关注环境保护等一系列关乎人类生命与健康方面的热点话题,随着汽车工业的飞速发展,特别是中国汽车每年销售数量的增加也让更多国人对生存环境有了更高的要求。汽车涂料的销售数量也跟随汽车的生产量呈现出了增长态势,汽车涂料正朝着更加注重环境保护、减少污染和提高整车外观装饰效果的方向发展,涂料工艺趋向于多层复合涂装。汽车工业中使用的涂料种类很多,范围也很广泛,包括汽车车身涂料、货箱用涂料、车架等部件用耐腐蚀涂料,发动机部件、底盘、铸锻件、毛坯和冲压件半成品用涂料、车内装饰件用涂料和特种涂料等等。特别是应用于轿车车身涂装的涂料,由于其极高的性能要求与表观要求,代表了涂料工业的最高水平。现在,国内汽车涂料以溶剂体系为主,其中大量的VOC(挥发性有机物)对环境造成的污染日趋严重,世界各国相继制订了相关法规以限制涂料VOC的使用量。而传统的溶剂型涂料VOC排放量约125g/㎡。为了达到环保要求,汽车涂料正在向水性化、高固体分及粉末涂料方向发展,其中水性化技术是最有效的途经之一,尤其是目前最流行的金属闪光涂层,其VOC排放量占总量的66%,该层涂料水性化后,整车VOC排放量可减少一半以上。如果车身涂装全部采用水性涂料,则VOC排放量可降低至27g/㎡,完全达到最严格的环保要求。如今,国内汽车涂装工业正逐步向国外发达国家靠拢,几乎所有的中、高档轿车都采用了与外国公司合资、合作的方式,引进先进的汽车涂装生产线,这就要求汽车涂料相应地与之配套而向世界先进水平靠拢,使其既能满足高档汽车外观和性能的要求,又能满足先进涂装生产线的施工要求。   二、聚氨酯(PU)涂料2015-2020年简况与应用分类   1.聚氨酯(PU)涂料简况   聚氨酯(PU)涂料,有时候也称作PU漆,作为重要的涂料品种,以其优越的性能,在涂料市场上占据了很大的份额,广泛使用于木器、防腐、车辆、建筑、航空以及皮革等等多个领域。与在其他领域的广泛应用类似,因其涂膜具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点,在汽车涂料领域也具有广泛应用及良好的发展前景。一般来讲,聚氨酯材料在汽车中的应用已经有了很多的论述,但大多数都是在关注于汽车内饰件与外装件,如坐垫、仪表板、脚踏板等等,多为聚氨酯泡沫、RIM等制品。将聚氨酯汽车涂料单独作为车用涂料的品种论述的比较少,其中主要原因可能在于汽车涂料的品种很多,而且汽车工业对涂料提出的主要应用要求,并不关心其材料品种。根据部位、用途,大体分为塑料件涂料、电泳涂料、修补涂料等等。   2.聚氨酯(PU)涂料应用分类   聚氨酯涂料按终端应用领域可分为汽车涂料、航空航天涂料、家用电器涂料、建筑涂料、电子产品涂料等,此外还包括交通运输涂料、立即博涂料等等。而汽车涂料应用在所有领域中占据主导地位,聚氨酯涂料可以为汽车商品的外观提供耐久性、耐刮擦性、高光泽度和耐腐蚀性等一系列功能。   三、聚氨酯(PU)涂料2015-2020年发展前景方向等分析   1、聚氨酯(PU)涂料发展前景概述   近日,据市场研究公司Market Research Future最新发布的一份研究报告显示:全球聚氨酯涂料市场消费量预计到2023年将达到378.12万吨,2016-2023年间年均复合增长率为7.3%,同时按市场价值计算也将显著增长。聚氨酯涂料可分为双组分聚氨酯涂料、单组分水性聚氨酯涂料、光固化水性聚氨酯涂料、室温固化水性聚氨酯涂料、第三代水性聚氨酯涂料(PUA)、环保型低芳烃聚氨酯涂料等。   2015-2020年期间,聚氨酯涂料市场的驱动因素还是有很多的,例如聚氨酯涂料市场的主要驱动因素是亚太地区以及北美、欧洲和中东等地区汽车行业的需求增长;近几年来,聚氨酯涂料产品品种、应用领域以及产业规模迅速扩大,已成为发展最快的高分子合成材料工业之一。而中国已逐渐成为世界上聚氨酯涂料发展最快的市场中心,同时生产、应用、研究开发的技术进展也突飞猛进。   2.聚氨酯涂料的重点发展方向   由于聚氨酯涂料在人体健康危害方面的潜在问题,预计日趋严格的环境安全法规将对这一产业的增长形成制约。未来,我国水性聚氨酯技术的发展方向应集中在以下几个方面:努力提高水性聚氨酯材料的力学性能、固含量和粘接强度,特别是初始粘接强度;在进一步降低V0C的基础上,开展水性聚氨酯交联机理研究和新型交联剂的开发,提高水性聚氨酯室温固化的性能;尽量减少有机溶剂用量,最终达到无溶剂;解决水性聚氨酯涂料涂膜的丰满度差、光泽度低的问题,开发高性能涂料,积极开拓新的应用领域;通过进一步降低水性聚氨酯成本,解决好水性聚氨酯技术应用问题;强化与水性聚氨酯材料有关的基础理论研究;开展施工工艺研究,降低环境温度和湿度对水性聚氨酯涂膜外观的影响;加强对水性聚氨酯专用设备的研究和开发。   3.聚氨酯涂料消费情况分析   根据估计,聚氨酯涂料的市场规模为3.4至3.7百万吨左右,其中亚太地区消耗大约60%,欧洲大约20%,其次是北美(占15%),其余的5%主要被中美洲和南美洲消费。预计到2020年,产量将达到近400万吨或者以上水平。聚氨酯涂料最大的消费对象是木材和家具行业,近30%。汽车OEM部门占25%。这两个终端产业的份额因地区而异。而五大主导市场的聚氨酯涂料生产商是阿克苏诺贝尔,PPG工业公司,宣威-威廉姆斯,艾仕得和亚洲涂料。这五家公司共同占有50%的市场份额。   四、汽车涂料的发展历史回顾与现状分析   1.汽车涂料的发展历史回顾   回顾20世纪70年代后期,对汽车面漆的外观要求越来越高特别是80年代,已将涂层的鲜映性作为汽车面漆的主要考察指标,清晰度和平整度也有很大的提高,这就大大增加了汽车面漆的修补难度,涂层越亮,修补难度越大。为了使修补漆的外观达到原厂漆的水平,很多厂家开始采用双组份聚氨酯类修补漆代替挥发性硝基漆或丙烯酸漆。其实,汽车涂料是随汽车的出现而出现的,最初使用的是天然植物油、天然树脂,后来逐渐出现了硝基漆、醇酸磁漆、丙烯酸树脂漆以及聚氨酯(PU)漆等等。回顾二十世纪中期,其涂装工艺亦发生了巨大变化。在汽车工业发达的国家,汽车涂料产量占涂料总产量的20%左右。中国汽车涂料工业伴随汽车产业的发展也在不断壮大,2005年全国涂料总产量大约为380万吨、同比增长了10.4%,其中汽车涂料占了6.3%,产量大约为24万吨。到了2008年后,中国地区近20多万吨的汽车涂料生产能力主要还是集中在华东、中南、华北三个地区。东北,西南和西北相对来说较少,但随着东部沿海地区劳动力成本和原材料成本的不断提高,以直辖市重庆为龙头的西南地区成为了部分整车厂未来盈利的重要增长点。2008年中国新车涂料需求量约为20.5万吨,汽车修补漆为7万吨,零部件漆3万吨,PVC涂料约为7万吨左右。中国汽车涂料市场份额如下,在中国原厂漆市场,75%~80%的市场份额是被国际品牌占领;在修补漆市场,75%左右的市场份额被国内品牌所占领,但是,它们大部分占领的是修补漆中低端市场;在塑料件漆市场,大部分的市场份额还是国际品牌的。以单车涂料用量来看,由于汽车涂料性能的提高和涂装技术的不断改进,如以前需厚膜才能达到的性能现在在薄膜状态就可满足,汽车单台涂料用量逐渐减少,目前一台新车的涂料用量仅为10年前的60%。目前主要的汽车原产漆生产商有:关西(湖南、天津、重庆、沈阳)、巴斯夫、杜邦、PPG、立邦、KCC;主要的修补漆生厂商有:广州实创、广州邦尼、常州普兰纳、PPG、广州联合、常州福莱姆、广州福田、广州雅图、杜邦、阿克苏诺贝尔、宣威、Valspar、巴斯夫、立邦、KCC等。   2.中国2013-2020年汽车涂料现状分析   进入二十一世纪前后,全球汽车制造行业受到金融危机影响,生产数量出现了大幅度下滑,而中国汽车制造业进入高速发展时期。   目前,已经进入2018年了,中国随着汽车行业的快速发展及消费升级,车身色彩日趋多样化,凸显时尚个性化潮流,而这些色彩的变幻背后呈现的则是涂料科技的升级和创新。如果说发动机、变速器等核心部件事关汽车性能、操控体验,那么汽车涂料则可直接影响汽车的“颜值”和形象,乃至车体视觉外形,机械性能、耐久性能以及环保特性,其蕴藏的功能及发展潜力不可小觑。   回顾2013-2014年期间,中国汽车年产销数量就突破了2200万辆,而2014年中国十大汽车销售公司排名榜也出台了,见表1。   表1中国十大汽车销售公司排名   1   联拓集团有限公司   2   中国正通汽车服务控股有限公司   3   浙江物产元通机电(集团)有限公司   4   芜湖亚夏汽车股份有限公司   5   利丰汽车集团有限公司   6   广州汽车集团商贸有限公司   7   庞大汽贸集团股份有限公司   8   中升集团控股有限公司   9   上海宝钢住商汽车贸易有限公司   10   广物汽贸股份有限公司   随着21世纪汽车市场的不断发展,消费者对汽车消费需求越来越成熟,个性化、多元化将成为新的增长点。汽车经销商则在高度竞争环境下必须开拓更多的汽车服务项目以及深度挖掘汽车文化内涵,来满足消费者的需求,以形成个体的竞争优势。而综合型的汽车贸易服务园区,通过资源有效整合,再导入全新的规划理念和强大的服务功能,实现汽车销售市场多元化,因此具有较强的生命力。“十二五”期间,加快现代服务业的发展进入国家经济发展战略,预计汽车销售服务业各项行业标准及法律法规将进一步完善,汽车经销服务业将在政策支持下获得更大更快的发展。尽管中国汽车行业正在发展壮大之中,但是在汽车涂料和涂装技术方面与工业发达国家相比较,仍然有着比较大的差距。近几年来,中国汽车制造业已经建起将近20条水性涂料涂装线,尚有多条水性涂料涂装线将相继投建,汽车行业率先开创涂料水性化,可为其他行业推广应用起到示范效应。涂料水性化的开展,有益于节约资源、改善环境污染、实施清洁生产,取得有效的社会和经济效益。可以预见,随着涂料和涂装技术的不断进步,创新,在水性涂料的价格、性能、施工工艺,降低设备投资等方面,将有新的突破,在推动和拓展水性涂料应用领域方面有着更大的发展空间。各类漆产能比例大致如表2。   表2中国汽车涂料生产能力比例图   汽车漆类型   生产能力比例   电泳漆   22%   中涂漆   8%   底色漆   7%   清漆   9%   修补漆   16%   PVC涂料   22%   塑料件漆   16%   总计   100%   巴斯夫上海涂料有限公司是巴斯夫在中国唯一的生产汽车涂料的公司。巴斯夫大部分的业务来自于欧美系车,包括戴乐姆克莱斯勒、上海大众、沈阳华晨宝马和烟台通用汽车等等,其中又以上海大众的市场份额最大;除此之外,由于巴斯夫公司与尼桑汽车在日本的合作关系,巴斯夫上海涂料有限公司分享到了来自于日产尼桑的部分业务,也占了巴斯夫上海涂料有限公司业务量不小的份额。   五、聚氨酯(PU)涂料在汽车工业中的应用   在过去20多年中,中国已经发展成为全球第一大涂料生产国。据统计,2016年涂料行业工业企业产量达1899.78万吨,占全球总产量约29.42%,稳居全球第一。而汽车产业的快速发展,更是带动了相关涂料产业和产品的升级,并带来了市场格局的改变。   汽车制造中使用的涂料根据使用部位不同可分为三种类型:一类为车体零部件、内外饰件,特别是各种塑料件使用的涂料;另一类为车身表面涂装使用的涂料,即通常所谓汽车漆;此外还有一类用于汽车车身修补的修补漆。聚氨酯(PU)涂料在这三者中均占有重要的地位。   1.车体零部件、内外饰件使用的聚氨酯(PU)涂料   车体零部件、内外饰件种类比较多,对涂料的要求各自不相同。涂料的应用与通用涂料相似,与非汽车领域应用无显著区别。如保险杠使用丙烯酸聚氨酯(PU)涂料;挡泥板、侧护板和保险杠下护板使用的聚氨酯(PU)底漆;车轮罩、扰流板、车门把手采用的聚氨酯(PU)涂料;奥地利vianova resins公司用于汽车内部装饰的双组分聚氨酯(PU)涂料等等。   车体零部件、内外饰件大多为各种塑料,其品种繁多,并且有不断增加的趋势,回顾二十世纪中期总量已经达到了整车质量的20-25%之间,由于塑料品种不同,在基材与涂料的适应性方面要求也不同,需要选择合适的涂料品种进行塑料件涂装。而聚氨酯(PU)涂料有很好的材料适应范围,这也使采用聚氨酯(PU)涂料涂饰的汽车塑料件在材料选择上更为自由,特别是随着汽车塑料用量的增加,聚氨酯(PU)涂料用于汽车零部件、内外饰件的前景十分广阔。   2.汽车车身用聚氨酯(PU)涂料   用于车身表面涂装的涂料具有特殊的应用要求,主要有2点:一是极高的表观要求,整个涂膜必须光洁、丰满、鲜艳;二是很高的防腐蚀要求和防止损伤的要求,以适应长时间的户外使用环境。但耐用、美观、环保是其共同的发展方向,特别是近年来世界各国对环保要求越来越严格,对汽车涂料的VOC提出了更加苛刻的要求,新型聚氨酯(PU)涂料正是符合这一要求的涂料品种。用于车身表面涂装的涂料通常分为底漆、中涂漆、面漆3层,均可使用聚氨酯(PU)涂料或者各种改性聚氨酯(PU)涂料。   2.1聚氨酯(PU)底漆   汽车底漆即直接涂装于车身的第一道涂料。世界各国汽车底漆绝大部分使用阴极电泳漆。用封闭型聚氨酯(PU)、聚酯树脂、环氧树脂等一起,可制备阴极电泳聚氨酯(PU)涂料。如今,在走向水性化的过程中,首先将底色漆水性化,能大大降低VOC的排放。Nissan就在2010最先开始使用水性底色漆的3C1B工艺,并且使用双组分聚氨酯作为清漆满足外观的要求。而Honda则在水性化底色漆的3C1B工艺中,使用溶剂型双组分聚氨酯中涂底漆,以提高体系的抗石击性。据悉,中涂底漆也开始了水性化,丰田(Toyota)和通用(GM)都开始使用水性3C1B工艺。在通用的未来全球工艺规划中,使用双组分聚氨酯清漆的水性3C1B工艺已经成为标准。   聚氨酯(PU)电泳涂料主要包括以下3类:水性聚氨酯(PU)树脂电泳漆、聚氨酯(PU)改性水性树脂电泳漆和水性封闭多异氰酸酯。其中,水性封闭多异氰酸酯作为各种电泳漆的交联剂使用最为普遍。   前些年阴极电泳聚氨酯(PU)涂料在汽车涂装中使用极为成功,发展也是特别迅速。适应了环保节能要求的新型电泳涂料也不断出现。如德国研制的一种低温固化阴极电泳聚氨酯(PU),需2次烘干,固化条件为:160℃、10min、130℃、30min。国内地区对阴极电泳聚氨酯(PU)涂料的报道也有很多,并且早已经成为研究热点之一。如沈阳、天津灯塔、重庆三峡和湖南造漆厂先后从日本关西涂料公司引进了厚膜化的HB2000型阴极电泳聚氨酯(PU)漆用于汽车底漆,其特点是涂膜厚,表面高度平整,耐碎落,对防锈钢板的适用性很强。要知道,当时关西在中国的汽车涂料布局本意是对应中国主要的汽车生产厂的所在方位,以便能就地供应涂料产品,这样关西的汽车涂料赢得了在中国东北、京津、湖北、广东和重庆等地主要生产厂的不少市场份额。其中,湖南关西汽车涂料有限公司是1995年2月和日本关西涂料株式会社合资成立的,是国内最齐全的汽车原厂漆(OEM)供应商,为国产汽车如一汽奥迪、二汽、天津夏利、上海大众、上汽通用、广州本田、长安汽车、重庆五十铃、重庆福特和东南汽车等国内27大汽车厂商提供服务,拥有汽车底漆,中涂,面漆涂装线55条。   阴极电泳聚氨酯(PU)涂料的防护性能非常优良,根据报道,在不加防腐颜料的情况下仍然有很好的耐烟雾性能,能满足汽车车身10年无穿孔腐蚀的防护要求,且涂膜平整而丰满。此外,在电泳涂层与中涂之间,有时候还有1层抗石击涂层,也属于底漆系统,主要为保护汽车行驶时候容易受到碎石冲击的部位,聚氨酯(PU)涂料抗石击性能最佳,只是价格稍微昂贵一些。   2.2聚氨酯(PU)中涂漆   汽车中涂漆也称“二道浆”、“二道底漆”、“喷涂腻子”,位于底漆与面漆之间,中涂漆必须有以下几方面性能:如良好的填平性机械强度高,其主要作用是改善平整度,为面漆提供良好的基底,其基料一般与底漆和面漆保持一致。尤其是柔韧性和抗冲击性卓越;抗石击性;打磨修复性好;与底、面漆结合力强;闪光漆做面漆时候,应耐紫外线;适宜的烘烤固化温度。中涂漆一定要有良好的柔韧性和弹性以及与底、面漆有良好的结合力,在轿车复合涂层中承担起缓冲石击破坏作用,防腐涂料事实上也起着决定性作用,此时又叫做抗石击中涂。中涂在0.1MPa压力下,用不规则的多棱角的4-5mm粒径铁砂冲击涂层时,用胶带纸剥落涂层后的登记不大于2。这样的中涂漆品种有聚氨酯(PU)。   聚氨酯(PU)中涂漆(包括各种改性聚氨酯中涂漆)品种很多,应用也十分广泛,如国内地区的鄂长颈鹿牌、郑州拓立制漆公司的双组分高填充性聚氨酯(PU)漆,国外公司的Du pont公司1020R双组分聚氨酯(PU)中涂漆,Hoechest公司VIW1240等等。适应环保要求的水性聚氨酯(PU)中涂漆也具有很好的性能,特别是柔韧性和耐冲击性优于溶剂型涂料。抗石击和耐寒性能优良的聚氨酯(PU)中涂漆是汽车中涂漆的发展方向之一。即使在涂料中使用少量聚氨酯(PU),其抗石击性能也有很大的提高。有人在聚酯-氨基树脂体系中涂漆中加入一定数量的聚氨酯,发现能显著提高漆膜弹性、附着力和抗石击性。   2.3聚氨酯(PU)面漆   面漆包括底色漆与罩光清漆,均可使用涂料。目前使用的面漆主要为溶剂型,但从发展角度看,水性化、高固体份、粉末化是其发展方向。现在有的2种主要水性底色漆就包括水性聚氨酯底色漆,如Baye公司商品名字为Bayhydro的水性聚氨酯分散体等等;罩光漆基本为溶剂型双组分聚氨酯,主要是在多水性涂层的基础上,采用双组分溶剂型聚氨酯罩光漆后,VOC排放已经达到欧洲标准。因此,现有涂装线上使用水性罩光漆的情况比较少,仅仅在新建设的涂装线上使用。当然,使用双组分水性聚氨酯罩光漆也能够获得与溶剂型聚氨酯罩光漆相当的性能。面漆的耐候性是其重要指标之一,很明显,面漆将直接暴露于大气和阳光之中,必须有满足使用要求的耐候能力。聚氨酯面漆的耐候性要优于另外一类广泛使用的面漆品种丙烯酸磁漆。聚氨酯面漆抗UV能力和抗渗水性能均强于丙烯酸磁漆,其综合性能也是强于丙烯酸磁漆。另外,前些年还开发了由双组分水性聚氨酯制成的可直接附着在金属上面,不需要底漆的水性面漆,它可用于室内外车辆上,且防腐蚀性能有重大改进。回顾2008年上半年曾经获悉,拜耳创新聚氨酯涂料技术应用现代概念车中,现代汽车公司(Hyundai)推出了运动感十足的“i-mode”轿车。新车一经问世,就吸引了消费者的关注目标。尤其是创新的车门设计,消除了汽车B柱造成的压迫感,给人更加流线的造型印象。在现代汽车同拜耳材料科技(Bayer MaterialScience)的通力合作下,这款汽车成为了概念车中佼佼者。最值得欣赏的是,自我愈合的双组分聚氨酯汽车底涂-划痕无影踪,对于拜耳材料科技来说,同现代汽车共同致力于概念汽车的研发和设计,是一次非常特殊的挑战过程。作为全球规模最大和发展最快的汽车制造商之一,现代汽车公司对概念车的设计有很多独具创意和引导潮流的设计方案。拜耳材料科技也将诸多在材料领域的最新科技成果和加工工艺应用其中,切合的满足了现代汽车的设计要求。“i-mode”概念车采用金属闪光银的色彩效果,称之为“Topaz Silver”。事实上,这种涂料体系是有拜耳材料科技提供的最新双组分聚氨酯汽车面漆来实现的。创新的聚氨酯涂料具有自我愈合的能力,可以自我修复汽车划痕,并具有极强的耐磨抗性。来自拜耳材料科技的技术人员通过聚氨酯涂料对塑料表面进行保护,并赋予材料表面豪华的外观和细腻的手感。拜耳材料科技的“柔软触感”涂料不仅具有表面柔软和超强的耐划痕性能,同时涂料本身的化学组分符合VOC的排放限制。   2.4.聚氨酯汽车修补漆   近年来,修补漆是汽车漆里面获利最厚的部分,PPG、杜邦、立邦分别在中国设立了修补漆的技术服务和技术研发部,但核心技术和大批量生产几乎都是在海外完成。由于大部分修补漆的销售在4S店,修补漆的一次销售价格和二次销售价格有所不同。这些年国外品牌修补漆的一次销售价格平均在70-85元/公斤左右。颜色的差异会导致价格的差别,素色(黑色、白色)相对便宜,但是红色、黄色,价格相对较高,珠光闪粉的价格最高。国产汽车修补漆有自己的优势,其品质接近进口的产品,售价只有进口1/2~2/3;此外,国产汽车修补漆根据国内汽车市场需求开发,在中国汽车修补漆市场上越来越占主导地位。但是,国产汽车修补漆市场很乱,目前有上百个品牌,大部分是民营企业,个别厂以劣质产品冲击市场。回顾走过的那些年里程里,汽车修补漆最初使用天然树脂漆,后来逐步发展到使用硝基漆、醇酸树脂漆。20世纪70年代,溶剂型双组分聚氨酯涂料进入汽车修补漆市场,并逐步成为汽车修补漆市场的主导产品。90年代,开发了高固含量的双组分聚氨酯修补漆。根据报道,1994年仅仅在西欧就销售出去了13.8万吨的聚氨酯汽车修补漆。到了2006年前后,在西欧,溶剂型双组分聚氨酯涂料占据了86%左右的市场份额。用于汽车修补的水性双组分聚氨酯涂料已经商品化,其VOC很低,可满足任何严格的溶剂排放法规的要求。   汽车原车漆要求漆膜有比较好的光泽、快干、良好的耐水性、耐溶剂性和耐老化性。汽车修补漆除了要达到这些性能外,还必须能够低温固化,而双组分聚氨酯涂料正好能满足这些要求,由丙烯酸酯多元醇和多异氰酸酯组成的双组分聚氨酯涂料,能室温或者低温烘烤固化,可用在汽车的金属、塑料、木材及其他底材上,这类涂料由于使用了比较多挥发性有机化合物作为溶剂,因此对环境造成了严重危害。   随着各国限制挥发性有机化合物标准的出台,对传统的溶剂型聚氨酯涂料提出了挑战,前些年又开发了水性双组分聚氨酯涂料,并获得成功。汽车修补漆用的水性双组分聚氨酯涂料的含羟基组分中通常要加入流平剂、消泡剂、催化剂、光稳定剂、增稠剂和有机共溶剂等助剂,再与多异氰酸酯组分混合后加水调整粘度,用喷涂法施工。而用于汽车修补的水性双组分聚氨酯涂料早已经商品化了,其VOC比溶剂型聚氨酯涂料低很多,可满足任何严格的溶剂排放法规。但是由于其组分中仍然含有乳化剂或有较高的酸值,因此漆膜的耐水性和耐溶剂性等性能仍需继续改进,另外难以制成较厚而不起泡的涂膜。水性双组分聚氨酯涂料正在逐步取代传统的溶剂型涂料,随着环保法规的日益严格,它必将占据更大的市场份额。   结束语   聚氨酯涂料因其优异的性能,在汽车工业中得到了广泛应用,而汽车工业作为中国的支柱产业,其高速发展必将同时带动车用聚氨酯涂料的研究和发展。特别是环境友好型的水性、高固体、粉末化聚氨酯涂料,是聚氨酯涂料未来的发展方向之一。多年前就曾经有报道称,以脂肪族多异氰酸酯为固化剂的新型水性双组分聚氨酯涂料,其VOC含量相当于溶剂型双组分聚氨酯涂料的20%,在国外正逐步取代溶剂型双组分聚氨酯涂料,广泛用作汽车面漆和汽车修补漆。但是中国车用聚氨酯涂料的发展同时也面临一些问题,如低VOC涂料品种少、使用的异氰酸酯品种单一、涂料价格比较高等等。特别是聚氨酯材料价格依然比较高,已经成为前几年应用的瓶颈,这些年里,中国地区也有很多研究者均认为虽然聚氨酯汽车涂料性能优良,但是受到利润制约,汽车工业应用仍然不得不转向寻找价格更为低廉的代替品种上,或者是牺牲部分性能选择改性涂料。总之,使用无铅、环保、低VOC排量的新涂料产品,不但能提前满足国家环保法规的要求,且能与国际同步,提升产品的国际竞争力。
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