从醇酸到丙烯酸 更耐用更坚固
进入30年代,点冷机醇酸树脂搪瓷涂料出现了,简称醇酸搪瓷漆,被引入汽车涂装工序。车身金属件喷涂这类涂料后进入烘烤箱烘干,可以形成一层耐用度非常高的漆膜。与硝基漆相比,醇酸搪瓷漆的涂装速度更快,仅需2至3步,而硝基漆则需要3至4步。搪瓷涂料不但干燥速度快,而且耐受汽油等溶剂。
不过醇酸搪瓷的缺点是怕晒,在阳光下漆膜会被加速氧化,颜色很快就会褪色变暗淡,有时这个过程甚至可以在短短几个月之内。醇酸树脂虽然有缺点,但并没有完全被淘汰,仍然是现今涂层技术中重要组成部分。
40年代出现了热塑性丙烯酸漆,大大提高了漆面的装饰性和耐久性。1955年,通用汽车公司开始使用新的丙烯酸树脂涂装汽车。这种涂料的流变性很独特,需要以较低的固体含量进行喷涂,因此需要进行多层喷涂。这种看起来是缺点的特性,在当时却是一种优点,因为它让涂层中可以加入金属薄片。丙烯酸清漆喷涂后初始粘度很低,使金属薄片可以平整下来,形成反光层,随后粘度快速提高,将金属薄片固定。于是,金属漆诞生了。
值得一提的是,这一时期的欧洲在丙烯酸涂料技术方面突飞猛进。这源于二战后对欧洲轴心国的限制,在工业制造中限制使用一些化学材料,例如硝化漆所需要的硝化纤维,这种原料可以制造炸药。
在这种限制下,这些国家的企业开始专注于搪瓷涂料技术,开发出了一种丙烯酸聚氨酯涂料体系。1980年欧洲涂料进入美国时,美国的汽车涂料体系远不是欧洲的对手。
磷化与电泳推动自动化 开始追求漆面品质
二战后的二十年里,是车身涂层质量提升的时期。此时在美国,汽车除了交通工具,还拥有提高社会地位的属性,因此车主希望自己的车看起来更加高档,这就需要车漆看起来更具光泽,色彩更加靓丽。
1947年开始,车企开始在喷涂前对金属表面进行磷化处理,以此来提高漆层的附着力和耐腐蚀性。底漆也从喷涂更改为浸涂式,也就是把车身件浸入漆料池中,这样更加均匀,涂装也更全面,保证空腔等难以触及的位置也能涂装。
50年代,车企发现虽然使用浸涂法,但在之后的工序中,一部分的油漆还是会被溶剂洗掉,降低防锈效果。为了解决这一问题,1957年,福特联合PPG在乔治·布鲁尔博士(George Brewer)的带领下,开发出了现在普遍使用的电泳涂装法。
随后福特公司在1961年建立了世界上第一个阳极电泳涂装车间。不过最初的技术存在缺陷,PPG公司在1973年推出了更优秀的阴极电泳涂装系统以及相应的涂料。
漆面要持久靓丽 减少污染换水性漆
70年代中后期,石油危机带来的节能环保意识对涂料行业也产生了巨大影响。进入80年代,各国颁布了新的挥发性有机化合物(VOC)法规,这使得VOC含量高和耐久性较弱的丙烯酸漆涂料无法被市场接受。另外,消费者也希望车身漆面效果至少保持5年,这就需要解决漆面的耐用性。
有了透明漆层作为保护层后,内部的色漆就不需要以前那么厚,只需要极其薄的一层起到装饰作用即可。漆层中还加了紫外线吸收剂,保护透明层和底漆中的颜料,大幅提高底漆和色漆的寿命。
该涂装技术在初期的成本较高,一般只用在高档车型上。同时,透明漆层的耐久性也比较差,很快就会剥落,需要重新喷涂。不过在之后的十年里,汽车行业和涂料行业通过努力改进涂料技术,不但降低了成本,还开发了更新的表面处理剂,大幅提高了透明层的寿命。
越来越神奇的涂装技术
时至今日,涂装技术越来越科幻。我们时常能看到一些奇葩的车身涂装,例如绚丽的渐变车身,这已经是人工喷涂完全达不到的工艺水平。例如2019年广州车展国内亮相的宝马X6特别版,外观采用特别的Vantablack VBx2涂层,号称是全世界最黑的黑色,可吸收超过99%的可见光。
更未来的涂装主流发展趋势,业界有部分人认为免涂装技术。这项技术其实已经深入我们的生活,日常到的家电外壳其实就已经使用了免喷涂技术,外壳在注塑过程中就添加相应颜色的纳米级金属粉末,直接形成颜色绚丽、金属质感的外壳,根本不再需要喷漆,极大地降低了喷涂所产生的的污染。汽车上自然也有广泛使用,例如饰条、格栅、后视镜外壳等。
在金属领域也是类似原理,也就是说,未来使用了免喷涂的金属材料在出厂时就已经拥有保护层甚至颜色层。这项技术目前在航天及军事领域有所使用,但距离民用还很远,也无法做到提供多变的颜色。
总结:
从刷子到喷枪再到机器人,从天然植物漆到高科技化合漆,从追求效率到追求品质再到追求环保健康,汽车工业对于涂装技术的追求一直没有停下来,科技程度越来越高。过去拿着刷子,在恶劣环境中工作的油漆工们不会想到,今天的车漆已经如此先进,而且仍在发展。未来,将是更加环保、智能和高效的时代。(文/图 汽车之家 卫江鹏)