文档介绍：汽车涂料的绿色新秀
——水性金属闪光涂料
前言
随着工业化的不断发展,导致地球环境不断恶化,保护自然环境已成为全人类的共同课题。当人们着手解决汽车尾气对环境造成的污染的同时,对汽车涂装过程中VOC(挥发性有机物)造成的大气污染也引起了高度的重视。据估计,全球汽车工业释放的VOC每年高达30万吨以上。21世纪,汽车工业将进一步发展,尤其在中国等发展中国家,汽车更是人们梦昧以求的﹑象征着地位和财富的东西。而汽车涂料,必将随着汽车产量的加大,用量也将越来越大。
在各种各样的汽车涂料中,最热门最流行的莫过于金属闪光涂料了。由于金属闪光涂料与一般的单色涂料相比,色彩丰富,立体感强,呈现出随角异色的效果,尤显高贵和气派。而且涂料中的片状颜料具有优异的耐光性和耐化学稳定性。这就使得金属闪光涂料兼具了高装饰性和高保护性,因此深受市场的追捧。但是,由于传统的溶剂型金属闪光涂料中含有80%左右的VOC,在涂装过程中排放到大气当中,将会造成光化学烟雾等严重的环境污染。为此,欧美等汽车工业发达的国家相继出台了许多环保法规来约束在涂装过程中的VOC的排放。
国际环保法规与技术进展
早在1966年,美国就已颁布了“66”法规,来限制涂装过程中和VOC的排放。一直到90年代初,法规才趋于完善和严格实施。而德国在这方面作出了最先进的立法规定,德国的TA Luft法规就明确地限制了被涂总面积每平方米容许排放的VOC的重量,其中金属闪光涂料的最大极限是120g/m2。而对于年产量5000辆以上低于6座的汽车生产线,VOC排放量必须小于45g/m2。这样,传统的溶剂型金属闪光涂料显然不符合规定,因此欧美等发达国家相继开发出水性金属闪光涂料来代替溶剂型金属闪光涂料。
目前,汽车用水性金属闪光涂料及其涂装技术在欧美和日本等汽车工业发达的,品种配套性和涂层质量已可与传统的溶剂型金属闪光涂料相媲美,施工性能也已得到进一步完善,应用也已相当普遍。水性金属闪光底色漆于1985年在欧洲开始使用,第一个使用者是德国的GM OPEL线,目前在西欧汽车工业占60%。据悉,目前欧美汽车涂料的水性化比例已达到90%以上,预计到21世纪初可达95%以上,70%以上的轿车采用水性金属闪光涂料涂装。这使得汽车涂装的VOC排放量实现了大幅下降,为保护地球环境和人类生存条件作出了很大的贡献。
技术路线﹑关键与难点
水性金属闪光涂料采用的技术路线是以ICI公司的核-壳乳液,以及BASF公司的溶胶分散为代表。核-壳乳液聚合途径之一是通过乳液聚合,采用离子化的表面活性剂(阴阳﹑非﹑两性离子表面活性剂或乳化剂),通常引入某些交联单体,如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯﹑三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯﹑二乙烯基苯等,有时引入一和水分散丙烯酸改性聚酯。另一个途径是通过非水分散聚合在硬酯酸型稳定剂存在下,形成支化或梳状聚合微粒子,交联单体往往是单环氧丙烯酸单体,典型的是甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),然后将结果聚合物转移到水性介质中去,
±。第一种途径,对于涂膜光泽及物理性能会有所提高,但是抗流挂性不理想,第二种途径则有更全面的性能,但耗时多且工艺复杂。
目前,这种核-壳乳液聚合方法,进一步简化了工艺,并引入含异氰酸根的单体,形成氨基甲烷-脲素粒子,这种类型往往