新型涂料在汽车中的应用及展望毕业论文
2020-02-19 19:39:10
摘 要
近年来,随着我国国家相关环保法规的要求越来越严格,由于在传统的汽车涂料中,挥发性有机物(VOC)的含量超高,并不能满足法规的要求。因此在传统汽车涂料的基础上,一批低挥发性有机物的新型涂料在汽车上应用的越来越广泛;随着生活水平和消费能力的不断提高,人们对于自己在驾驶和乘坐的体验方面的需求也越来越高,因此一些具有特殊功能的新型涂料也有很好的发展前景。
本文首先从汽车涂料的功能入手,汽车涂料主要具有保护、标识、装饰和特殊功能,了解到汽车涂料对于汽车的重要性;然后综述了中国汽车涂料的发展现状,发现中国传统汽车涂料发展很成熟,但是涂料市场的份额很大一部分都掌握在外资企业手中,国内企业只占很少的一部分;其次,介绍了水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料这一类汽车车漆环保涂料在汽车中的应用状况以及我国相关发展现状;此外,随着消费者对自身的体验需求越来越高,一批具有特殊功能的涂料的应用也很多,介绍了其中几种:隔热涂料、防雾涂料和阻尼减振涂料在汽车方面的研究和应用状况;最后通过调查研究分析了各种新型涂料在汽车车身、底盘、内饰以及其它方面的应用,结合在中国的发展状况,提出了中国涂料产业的发展方向的建议。
研究结果表明:由于传统涂料中含有很多挥发性有机物,这是造成大气污染的主要来源,因此,随着汽车行业以及汽车涂料行业的发展,必须大力发展低VOC或者不含VOC的新型涂料;环保型的新型涂料主要包括水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料,然而,受限于成本、技术等方面的影响,我国的汽车涂料企业并没有大量应用这些涂料,产业从旧向新转变还有很长的路要走;此外,功能性的新型涂料种类繁多功能多样,虽然相比于环保型的新型涂料来说,应用的都不是很多,但还是具有很好的发展前景;我国汽车涂料行业需要在新型涂料方面加大投入,积极研究和应用新型涂料,使我国汽车涂料在市场上更加具有竞争力。
关键词:新型涂料;汽车涂料;应用;展望
Abstract
In recent years, with the stricter requirements of China's national environmental protection regulations, the content of volatile organic compounds (VOC) in traditional automotive coatings is too high to meet the requirements of the regulations. Therefore, on the basis of traditional automotive coatings, a number of new coatings with low volatile organic compounds are increasingly used in automobiles; With the continuous improvement of living standards and spending power, people are increasingly demanding their own driving and riding experience.Therefore, these new coatings with special functions, such as thermal insulation coatings and anti-fog coatings, also have good development prospects.
This paper starts with the function of automotive coatings. Automotive coatings mainly have protection, marking, decoration and special functions. They understand the importance of automotive coatings for automobiles. Then they summarize the development status of automotive coatings in China and find that the development of traditional Chinese automotive coatings is very mature. However, a large part of the coatings market is in the hands of foreign-funded enterprises, and domestic enterprises only account for a small part. Secondly, water-based coatings, powder coatings and high-solids coatings are introduced. The application status and the current development status of China; in addition, as consumers' demand for their own experience is getting higher and higher, a number of coatings with special functions are also used, and several of them are introduced: thermal insulation coatings and anti-fog coatings. And the research and application status of damping damping coatings in the automotive industry; Finally,through investigation and research, the application of various new coatings in automobile body, chassis, interior and other aspects was analyzed. Based on the development of China, the suggestions for the development direction of China's coating industry were put forward.
The results show that: because traditional coatings contain a lot of volatile organic compounds, which is the main source of air pollution, with the development of the automotive industry and automotive coatings industry, it is necessary to vigorously develop new coatings with low VOC or no VOC; The new types of coatings mainly include water-based coatings, powder coatings and high-solids coatings. However, due to the impact of cost and technology, China's automotive coatings companies have not applied these coatings in large quantities, and the industry has changed from old to new. There is a long way to go; in addition, the functional new types of coatings are versatile and diverse, although they are not used much compared to environmentally friendly new coatings, but they still have good development prospects; China's automotive coatings industry It is necessary to increase investment in new coatings and actively research and apply new coatings to make China's automotive coatings more competitive in the market.
Key Words:New coatings; automotive coatings; applications; outlook
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2汽车涂料的功能 2
1.3课题研究的目的和意义 3
1.4课题研究的主要内容 3
第2章 我国汽车涂料现状 5
2.1中国汽车涂料技术的现状 5
2.2中国汽车涂料市场的现状 6
2.3新型涂料的迫切发展需求 6
第3章 环保型汽车车漆涂料 8
3.1水性涂料 8
3.1.1水性涂料的特性 8
3.1.2水性涂料的主要应用类型 8
3.1.3水性涂料应用现状 9
3.2粉末涂料 10
3.2.1粉末涂料在汽车车身的应用 11
3.2.2粉末涂料在发动机上的应用 11
3.2.3粉末涂料在汽车零部件上的应用 11
3.2.4粉末涂料在汽车轮毂上的应用 12
3.2.5粉末涂料在汽车底部的应用 12
3.3高固体分涂料 12
3.3.1高固体分涂料的应用 13
第4章 汽车其它部件用功能性涂料 14
4.1隔热涂料 14
4.1.1隔热涂料在汽车玻璃上的应用 14
4.1.2隔热涂料在汽车内饰上的应用 16
4.2玻璃防雾涂料 16
4.2.1疏水性防雾涂料的应用 17
4.2.2亲水性防雾涂料的应用 18
4.3阻尼减振涂料 18
4.3.1阻尼减振涂料的应用 19
第5章 分析与展望 21
参考文献 23
致谢 24
第1章 绪论
1.1课题研究的背景
涂料是指将有机聚合物胶体混合在一起所形成的溶液或粉末材料,它可以采用很多种不同施工方法来加工到物体的表面上。于是这样就可以形成具有很强的粘附性、一定强度的薄膜,也可以叫做涂层或者漆膜。而应用于汽车方面的涂料,则指的是应用于各种类型的汽车车身及零部件上的涂料。通常有汽车原厂漆涂料,同时还有辅助涂料和修补用涂料。
经过过去20多年的快速发展,中国现在已经是全球最大的涂料生产国和使用国。据有关资料的统计,在2018年,我国的涂料行业的生产量达到了1759.79万吨,位于世界首位,其中与汽车行业相关的汽车涂料的产量也再创新高,达到了220万吨。随着汽车工业的飞快高速发展,各种类型的汽车的生产量以及保有量也越来越大,随之而来,关于汽车涂料的生产量和需求量也同样逐渐增加。因此必然会导致相关汽车涂料产业的发展以及涂料产品的升级,也因此,涂料市场的格局也会发生变化。
在各种工业涂料之中,汽车涂料由于具有技术含量大、附加值高等特点,因此,在某种意义上讲,一个国家涂料工业的发展如何,最主要就是看汽车涂料的技术水平的发展。
随着工业化的不断发展,不可避免的会导致生态环境的恶化,保护自然环境己成为全人类的共同关心的问题。当人们在努力试图去解决汽车尾气引起的污染问题的同时,在汽车涂装过程中,由于涂料中含有的挥发性有机物而导致的一部分大气污染,也引起了人们的极大关注。在传统的涂料中存在着很多挥发性的有机物,这些挥发性有机物也会引起大气污染,对环境不友好。同时随着进一步发展汽车工业,汽车产量也会越来越大,随之而来的汽车涂料的产量也不可避免要增加。据估计,据说每年有高达30万吨的挥发性有机物的产生是与汽车行业有关的。最近几年来,国家和地方都出台了很多与涂料行业相关的环保政策,同时在另一方面也抓紧完善了涂料等产品挥发性有机物的一些限制和相关标准,鼓励和推广挥发性有机物含量少甚至不含的涂料的使用,以此来控制挥发性有机物对生态环境造成的污染。
此外随着生活水品的提高,消费者们也不仅仅满足于汽车的运载和交通功能,他们开始也越来越重视自身的驾驶体验、乘车体验,与之相关的能使驾驶乘坐变得舒适便利的功能性涂料也有一定的发展前景。
随着环保、能源等方面的要求以及消费者自身的需求,发展新型涂料来代替传统涂料必然是今后涂料产业发展的主要方向。除了有利于改善环境污染、节约资源、实施清洁生产等方面之外,同时在此基础上,发展新型涂料也能够收获很好的的社会效益和经济效益。
1.2汽车涂料的功能
汽车涂料在汽车的各个方面现在应用的都很广泛,不同部位所使用的涂料具有不同的要求和不同的功能。涂料有以下几种功能:
(1)保护功能。保护功能是涂料最为主要的一个功能。当物件暴露在外界环境之中时,十分容易被空气中的氧气和水分等成分侵蚀,这会导致物体表面甚至内部产生被腐蚀破坏的现象。为了防止物体被腐蚀,可以通过采用各种施工不同的方法,将涂料在物体表面进行涂抹,同时保证涂层可以紧密牢固地附着在物件的表面上,这样就能形成保护膜,这样可以有效地防止或着延缓这一系列腐蚀现象的产生生和继续进行,从某种意义上,变相的延长了各种材料的使用时间。以这样形成的漆膜,能够具有一定的耐热性、耐水性、耐候性以及耐化学品性等出色的性能。涂料就是这样通过在物体表面形成涂层,将腐蚀性的物质与物体表面进行隔开,能够很好地起到保护物体表面的作用,同时还能起到防止腐蚀、减轻摩擦冲击的作用,从而能够实现保护物体的目的。然而汽车在使用过程中,不可避免会受到自然环境的侵蚀,同时也会受到环境污染的影响,此外机械撞击、交通事故等突发状况也会导致涂膜的损伤。这些都会导致涂层发生失去光泽、表面起泡、变色粉化以及龟裂脱落等现象,都会导致涂层产生损伤。如果涂层发生损坏,那么将不能对物体起到我们所期待的保护性作用。使用优质的涂料和良好的涂装工艺,来对汽车车身进行涂装,能使其在各种自然环境持续使用长达十年之久,同时还能保持车身完好。与之相反,涂装处理不好的车身,可能在自然环境下使用仅两年就会发生车身被腐蚀的现象。
(2) 标识功能。据科学研究,人们在心理和生理上会根据颜色的不同,从而会产生的各种不同的反应。因此可以根据人们的这种反应,来通过不同的标记采用不同颜色的涂料来涂抹,可以达到人们想要的区分和警示作用。在汽车行业之中,对于涂料的标志作用也应用的十分普遍。比如红绿灯的不同信号常用不同颜色的涂料进行表示,此外在驾驶汽车时也需要时刻注意路面上不同颜色的标识牌。同样的,在汽车自身上面,各种类型不同的汽车常常会在车身涂抹不同颜色的涂料来用作标记,能够方便人们进行快速识别区分这些汽车的类别和用途,比如,人们根据汽车表面的标识颜色,可以很好的区分警车、救护车和校车。这些都是涂料起标志作用的例子。
(3) 装饰功能。使用涂料在物体表面进行涂装,可以是物体更加具有色彩和光泽,让人感觉更加光滑平顺,具有立体感等。用涂料对汽车进行装饰,能使汽车色彩鲜艳、外表美观。随着经济的快速发展,现在人们的生活消费水平在不断地提高,现在的汽车已经不仅仅知只是表现为日常使用一种交通工具,同时更加重要的一点是汽车也能够作为身份地位的一种象征。现在,车主们已经不仅仅满足于汽车具有出色的性能,同时他们也十分在意汽车具有漂亮的外观,要求能够将汽车装饰的靓丽美观。。汽车的装饰性,不仅仅会受到汽车外形的影响,同时,也会受到汽车表面的诸如色彩、光泽等一些因素的影响。汽车的美容工作,可以根据车主的需求不同,通过在汽车表面使用不同的涂料来进行涂装,实现表面光滑,色彩鲜艳,保持美观。
(4)特殊功能。涂料的特殊作用是在特定环境条件下应用涂料的特定功能以产生特定效果。因此,这种涂料也称为专用涂料。对于现代涂料,这种特殊功能已经变得越来越重要。一些现代的具有多种特殊功能,包括耐热特性,光学特性的反射特性,具有防滑、抗破碎等机械性能; 还具有抗噪,减振,防雾和防水等多种功能。现在广泛使用了特殊功能涂层。例如,机电产品涂有绝缘涂层以充当绝缘体; 汽车的一些特殊部件涂有防振,防声和其他涂层,使性能更好; 在汽车车窗上起到隔热、防水防雾的作用。随着国民经济的发展同时涂料加工技术的进步,涂料越来越需要在更多方面发挥各种各样特殊的功能。
1.3课题研究的目的和意义
如今,环保,轻量化,新能源,智能等新兴产业发展趋势引发了汽车行业新一轮的技术变革。因此对于涂料行业来说也有了新的要求和挑战。汽车涂料产业正处于产业转型的过渡阶段,如何顺利实现过渡,迎来产业发展的高峰,是当前研究的热点问题。本文通过研究分析,分析汽车新型涂料的优点以及应用现状,提出促进汽车新型涂料发展的建议。
在人们的日常生活中,涂料已经占据了十分重要的一个部分。中国现在已经是世界上最大的涂料市场,中国的本土涂料工业不可避免的会直接面临着与国外诸多大公司激烈竞争的局面。有关新型涂料方面的研究对于中国涂料在市场上的竞争力很具有意义,这不仅影响中国国民经济的稳定增长,而且对中国涂料工业的未来发展也可以起到关键性的作用。
涂料行业在过去几十年间经历了快速发展,汽车涂料企业现在都改变了过去的粗放式发展,整个行业已经逐渐向成熟有序的方向发展。在早期,各个企业更多地关注于价格和销量,而现今环保法规越来越严格,同时行业内各企业的竞争更加激烈,还有很重要的就是客户的需求也愈加多样,这些就导致涂料行业整体科技含量必须不断地提高。因此,本文通过对新型汽车涂料进行分析研究,了解新型汽车涂料的特点及优势,对汽车涂料产业快速发展以及安全环保具有现实意义。
1.4课题研究的主要内容
本文首先从汽车涂料的功能入手,通过调查了解到汽车涂料的功能包括保护功能、装饰功能、标识功能和特殊功能,了解到汽车涂料对于汽车的重要作用。
其次,通过对中国汽车涂料的现状分析,了解涂料技术和涂料市场的发展现状,明白新型涂料发展的需求,主要在于环保政策的要求以及消费者对于自身体验的要求。汽车工业对汽车涂料的需求是:
(1)更高的质量,更加艳丽的色彩,更好的耐候性能、耐化学品性能和耐划伤性能;