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改革开放40年,中国汽车涂料工业的精彩篇章

闫福成

汽车涂料包括汽车车身原厂漆、汽车修补涂料、汽车零部件涂料及PVC抗石击涂料。汽车原厂漆(OEM原厂漆)是汽车出厂前统一涂装所用的涂料,一般的定义是指能够进入汽车喷涂线并能够在涂装车间快速高温烘烤的车身涂料,也被称为高温汽车涂料。轿车、微型面包车、中型面包车和微型货车的车身涂料大部分是汽车原厂漆,我国的卡车生产线绝大部分使用高温汽车原厂漆。汽车修补涂料是指用于汽车表面损伤修补护理的涂料。汽车零部件涂料分为金属件涂料和塑料件涂料。金属件涂料包括发动机涂料、座椅涂料、底盘涂料等。汽车金属零部件涂料的品种很多,如电泳涂料、粉末涂料等,一般被划为工业涂料。汽车塑料件涂料是指汽车内外装配饰件等所用的涂料,如前后保险杠、挡泥板、车轮罩、车门把手、装饰条、仪表板、牌照保护板、水箱面罩等。其中,保险杠涂料在塑料零部件涂料中占的比例很高。PVC抗石击涂层主要用于汽车底盘及挡泥板的防护,主要基料为PVC树脂。由于篇幅有限,本文将阐述的重点放在最能代表汽车涂料工业技术发展水平的汽车车身原厂漆上,并简要介绍汽车修补涂料和保险杠涂料的发展形势。

1 中国汽车和汽车涂料工业的40年波澜壮阔发展历程

1.1 改革开放40年中国汽车工业的跨越式发展

40年来,中国汽车产量从1978年的14.5万辆,到2017年的2901.5万辆,增长了200倍,这是世界汽车工业发展的传奇。

中国的汽车工业是新中国建立以后,在所有传统产业中真正从无到有发展起来的。1950年全国汽车保有量仅为5.43万辆,一汽1953年奠基兴建,1956年建成并投产,当年一汽投放到全国的汽车产量为1654辆,1958年产量为1.6万辆;1961年由于国家经济困难,当年全国汽车产量3500辆;到了1967年,产量是2万辆;1978年,全国的汽车产量为14.5万辆。中国汽车产业是自从改革开放以来最具有代表性的产业。汽车工业在计划经济形势下执行指定性计划时间更长、计划最严密,主要表现在生产材料的供应及销售和分配。直到1989年,汽车还是作为国家指定性计划产品,那时候全部汽车特别是轿车的分配完全是按国家指定计划供应。1994年,我国颁布《汽车工业产业政策》后,汽车工业的开放进入了一个非常有序的阶段,开放的主要目的是为了应对即将参加的世贸组织谈判。1994年《汽车工业产业政策》发布的时候,全国汽车产量为135万辆,10年之后,即2004年发布第二个《汽车发展产业政策》时,汽车产量已经达到了500万辆。图1展示了中国汽车产量60年的变化。

图1 中国汽车历年产量(1958~2017年)

由图1可以看出,中国汽车工业在60年里经历了4个阶段:1956~1978年的20年漫长创业阶段,1979~1998年的20年初步成长阶段,1999~2009年的10年快速增长阶段和2010~2018年的跨越式增长阶段。

表1展示了1978~2017年40年间中国汽车工业的井喷式增长和产品结构的变化。可以看出这40年间,中国汽车总量增长了200倍,其中轿车增长了6200倍。

表1 1978~2017年中国汽车产量的变化

表1汽车产量变化数据体现了40年来中国经济的重大变化,汽车由运输工具(货车和客车)转变为人们的生活必需品(乘用车)。2017年我国乘用车产销分别达到2480.7万辆和2471.8万辆,分别占汽车产销比重的85.5%和85.6%。具体到车型方面(见表2),我国轿车产销分别为1193.8万辆和1184.8万辆;SUV产销分别为1028.7万辆和1025.3万辆;MPV产销量分别为205.2万辆和207.1万辆;交叉型乘用车产销分别为53.0万辆和54.7万辆。

表2 2017年中国汽车工业细分市场产销一览表

2017年商用车增长强劲,特别是卡车中的重卡表现十分抢眼。全年商用车产销量分别为420.87万辆和416.06万辆。2017年大型客车产销量分别为9.33万辆和9.41万辆;中型客车产销量分别为8.51万辆和8.49万辆;轻型客车产销量分别为34.77万辆和34.83万辆。

2017年,汽车销量排名前10位的企业见表3。2017年,上述10家企业共销售汽车约2420.9万辆,占汽车销售总量的88.52%。共有8家企业年销量超过100万辆。值得欣喜的是,自主品牌汽车市场占有率进一步提高。其中吉利汽车以62.0%的抢眼增幅成为2017年度一匹黑马。以1248004辆刷出年度销量新高度,成功晋级百万级车企,超越东风日产蹿升到前5位。

表3 2017年中国前10名乘用车市场份额变化

自主车企作为中国车市增长的重要生力军,其表现值得关注。2017年自主车企实现乘用车销售1084.7万辆,占乘用车销售总量的43.9%。吉利2017年实现销售1248004辆,继长安之后成功晋级百万级别销量阵营,同比激增62.02%,紧追合资车企的步伐。上汽乘用车2017年销量达到522039辆;广汽传祺销量508586万辆。更重要的是,过去对自主品牌“天花板”现象的担忧,在广汽传祺GS8、上汽乘用车荣威RX5系列、长城魏系列、吉利领克等的良好表现下被打破。2017年自主车企依托在SUV上积累的实力,凭借较高的性价比,抓住时机,在合资品牌的空档市场,实现了中国汽车品牌向上突破,具体情况见表4。

表4 2017年中国乘用车自主品牌销量前10名的变化

微增长下的市场进入了残酷的淘汰赛,而自主车企增速最猛。2017年自主品牌车企发力显著,除了2016年位列前10榜单的吉利汽车、长安汽车和长城汽车之外,又新增上汽乘用车、奇瑞汽车、广汽传祺3家,共6家自主品牌车企超越合资品牌进入前15排名榜单。

新能源汽车的快速增长成为新亮点。2017年,新能源汽车产销分别达到79.4万辆和77.7万辆。2017年新能源汽车市场占比2.7%。公安部统计数据显示,截至2017年年底,全国新能源汽车保有量达153万辆,占汽车总量的0.7%。其中,2017年新能源汽车新注册登记65万辆,与2016年相比,增加15.6万辆,增长24.02%。

2017年全年新能源专用车共计生产15.6万辆。2017年是新能源物流车运营元年,各大运营商与快递、物流、电商等企业密切合作,且车辆落地运营较快;京东、菜鸟等电商企业大量应用新能源物流车;国家补贴政策比2016年更加明朗,另外各地方政府纷纷出台了地方补贴政策,激励新能源物流车快速切入到当地终端配送市场中;新的物流车运营模式层出不穷,盈利点也越来越清晰;深圳、西安、成都、上海等相继出台路权,开放新能源物流车进城。

2017年,我国纯电动客车市场的总体表现比年初时的预期要乐观很多,全年累计生产各类纯电动车8.86万辆。

根据中国汽车工业协会发布的数据,2018年汽车产量为2780.9万辆。汽车工业已经成为我国国民经济的重要支柱产业,汽车工业的发展,加速了我国的经济总量增长并带动了汽车工业产业链相关行业的快速增长。

1.2 中国汽车涂料工业发展简述

中国汽车涂料工业正是跟随汽车工业发展的步伐同步成长的。中国的汽车涂料工业也和汽车工业一样,经历了从无到有,从弱到强的艰难发展历程。在1957年第一辆“解放”牌汽车下线之前,我国没有原厂汽车涂料工业,只有少量汽车修配业,所用的涂料是以汽车喷漆为主的修补涂料。在一汽建设的同时,当时的化学工业部从苏联引进了成套汽车原厂涂料的制造技术,由天津永明漆厂按引进技术为一汽配套生产了醇酸树脂底漆和面漆、硝基涂料和沥青涂料3个体系的卡车用涂料。20世纪60年代,化工部又组织了技术攻关项目,开发出口卡车用高氨基磁漆,开发了“红旗”轿车用全套涂料。我国于1964年开发出阳极电泳涂料,并将其应用于汽车涂装,实现了我国汽车涂装的一次大飞跃。这一阶段一直持续到80年代中期,维持了仅仅满足汽车工业基本需要的简单涂料品种,底漆为酚醛阳极电泳涂料,面漆是中油度高氨基含量的醇酸氨基高温涂料,用于货车驾驶室和车厢涂装。

改革开放带来的汽车工业合资企业建立和技术引进,开启了中国汽车涂料工业的新时代,20世纪80年代中期开始至1995年,由于北京吉普、长安铃木引进技术协议;中国与德国合营的上海大众汽车有限公司正式成立;南京依维柯公司、广州标致汽车公司、天津夏利轿车等一系列新汽车生产线的引进和建立,使涂料行业面临着汽车涂装新的要求和机遇,引发了一轮技术引进热潮。沈阳油漆厂从日本关西涂料公司引进汽车涂料技术,长春油漆厂从奥地利思图拉克和贺柏兹两次引进汽车涂料技术,北京红狮涂料引进阿克苏诺贝尔涂料技术,上海造漆厂和武汉双虎涂料引进巴斯夫涂料技术,南京天龙造漆厂引进贺柏兹汽车涂料技术等。这些技术的引进,迅速缩短了我国汽车涂料与发达国家的差距,基本满足了当时引进和合资汽车新工厂的要求。中国的汽车涂料工业,从产品的配置、技术水平、质量管理、售后服务和行业的标准化有了质的飞跃。这一时期的单纯技术引进,为后期行业的进一步国际化奠定了基础。一些具有80年代中期发达国家汽车涂料技术水平的产品,如阴极电泳涂料、抗石击中涂层涂料、金属闪光色漆、珠光色漆、高光泽清漆、单涂层面漆等产品,均达到了引进车型原厂的技术标准和质量指标。

90年代初,通过技术引进建设了一批先进的生产装置,由于市场需求变化快,对引进的消化并未形成创新能力,加之汽车涂装的技术更新加快,靠技术引进无法得到及时更新,上述的几家工厂出现了产品投产后已不适应市场需求而需要依赖进口产品的尴尬局面。在90年代初至2000年前后掀起了中国新一轮汽车合资潮,全球的大汽车厂纷纷进入中国,而为其配套的国际汽车涂料制造商也开始进军中国,成为汽车涂料全球化的重要步骤。北京红狮涂料、沈阳油漆厂、湖南油漆厂、重庆三峡和上海造漆厂等在原先引进技术的基础上,分别同阿克苏诺贝尔、关西涂料和巴斯夫进行了深层次合作,建立了合资企业。外方根据市场和用户需要持续不断地提供新产品和技术,协助进行本地化生产,参与生产和售后服务管理,使许多新技术和新产品实现了国产化。这一时期推出的新产品有无铅无锡阴极电泳涂料、适用于静电悬杯机器人的色漆、抗流挂清漆和中低固体分3喷1烘涂装等。

随着更多采用新技术、新工艺的汽车涂装线的建设,中国汽车涂料工业进入了快速发展时期。以水性涂料为代表的低VOC排放的环保涂装已在中国普及,中国已经成为全球领先的汽车涂装、材料制造和应用国家。

2 中国汽车涂料工业40年的跨越式发展,连续8年成为世界第一的汽车涂料和涂装大国

2.1 汽车涂料总量名列世界第一

2017年中国汽车的总产量达到2900万辆,由于没有准确的官方数据披露汽车涂料的销售量和销售额,笔者按照行业平均的车系和车型对各涂层涂料的消耗估算汽车涂料的年度使用量。2017年配套的汽车涂料原厂漆估计达到75万吨左右,见图2。

图2 各种车辆涂料的细分用量

在细分市场的汽车涂料用量中,乘用车轿车是原厂汽车涂料最大的份额,占总量的37.6%。多功能运动车则由2016年的35%上升到36%。货车涂料比例为9.9%,大客车用涂料由2016占比4.6%略有上升到4.8%。

2.2 中国汽车涂料的主要产品品种和最新发展动态

传统的汽车标准涂装的涂层结构如图3所示,钢板经前处理磷化后,分别涂装电泳涂料、中涂层漆、色漆和清漆4道涂层。与此对应,汽车涂料的原厂漆主要有4大类产品:阴极电泳涂料、中涂层漆、色漆和清漆。每个涂层根据特性发展出有特色的品种,如电泳涂料开发出厚膜电泳涂料、超平滑电泳涂料、高泳透力电泳涂料等品种;中涂又可分为水性中涂、溶剂型中涂和粉末中涂;色漆分为水性色漆和溶剂型色漆;清漆分为1K(单组分)和2K(双组分)清漆和粉末清漆。

图3 汽车车身涂层结构示意图

但是,采用了新涂装工艺和技术的汽车涂层结构有些不同,最常见的是取消了磷化工艺,以薄膜前处理替代,中上涂则取消或减少了中涂层漆的材料和涂装,而是在其他涂层上弥补了中涂层的性能和作用。

在统计近年来原厂汽车涂料的品种的使用量(见图4)变化中发现,中涂层涂料的使用量没有随着车辆数按比例上升,电泳涂料的比例也在下降。这主要是由于大部分高产量的新车厂采用了紧凑型涂装工艺,省略了中涂层或者降低了中涂层膜厚,新的涂装线使用杯加杯的自动涂装机器人涂装,显著提高了涂料的转化率,节省了15%的涂料使用量。高泳透力电泳的使用带来电泳涂料的单车耗量的降低,客车涂装越来越多从传统溶剂型防腐底漆转为采用防腐蚀性能更好的电泳涂料涂装工艺。

图4 原厂汽车涂料各涂层品种的估算使用量

汽车保险杠涂料占汽车面漆涂料的20%~30%。由于汽车保险杠采用复合塑料材质注塑成型,而塑料在经受高温后会发生形变,无法和车身契合。在中国,汽车保险杠使用80℃低温烘烤交联的涂料,也称为低温体系的汽车涂料。日系车保险杠的涂装在原厂自己建设的OEM保险杠涂装线上完成,采用和车身相同的面漆配套低温双组分清漆。其他车系委托一级配套保险杠供应商完成保险杠注塑成型和涂装。国内保险杠涂装主要使用中低固体分溶剂型涂料。在国内已经建成了新的保险杠涂装线并开始使用水性涂料。在越来越严格的环保法规和环保税的双重压力下,保险杠涂装工厂需使用水性涂料或高固体分体系的涂料。为和OEM原厂车身配色并提高涂料利用率,越来越多的保险杠涂装线采用静电旋杯机器人,对底漆的导电性和色漆的电阻值有严格要求。

2.3 汽车涂料的技术进步迅速,已经处于世界领先地位

中国汽车工业生产稳定在接近3000万辆的水平上,新建的汽车涂装线采用了最先进的涂装工艺技术和环境友好型涂料,都是高水平、高产能的全自动涂装线。汽车涂料的水性化深入推广,水性涂装涂料的采用继续提升占比,成为新乘用车面漆涂装线的绝对主流工艺。在商用车的涂装中,采用面漆水性涂装的比例也在缓慢上升。图5、图6展示了2017年乘用车用涂料体系和卡车用涂料体系。

图5 乘用车涂装涂料体系

图6 卡车涂装涂料体系

目前中国乘用车涂料的水性化已经达到了72%。卡车用涂料的水性化达到了31.5%,这是由于采用传统溶剂型涂装工艺的卡车工厂的产销在保持高位增长,而采用水性涂料的卡车制造商表现稳定。

水性面漆产品中的各种先进涂装工艺在中国快速推广,主流汽车涂装工厂的生产线上,水性3涂1烘工艺,免中涂的B1/B2工艺等紧凑工艺和传统的3涂2烘工艺各领风骚。这些技术的使用,带来汽车涂装VOC排放的大幅度降低,涂层质量有了质的提升,成为中国的汽车涂装技术和质量在全球汽车工业处于领先地位的标志,见图7。

图7 乘用车水性涂装工艺的应用

先进环保工艺不仅仅体现在水性涂料涂装,溶剂型3Wet工艺在乘用车行业的涂装中也占到了3%~4%,这个被行业内称作综合节能环保的最佳工艺也在中国的汽车涂装线上开始推广。卡车的溶剂型涂装的改造正在加速以符合更加严苛的环保法规要求,除了转向水性涂装,也正在转换采用高固体分溶剂型体系,可以在短时间内在低投入的条件下取得大幅度降低VOC排放的效果。

紧凑型涂装工艺已经作为新的首选标准工艺广泛应用,包括水性和溶剂型的紧凑型工艺。紧凑车身涂装工艺是与传统工艺比较而言,各涂料公司及汽车公司都有自己的紧凑型工艺名称,比如大众公司的2010工艺和2010V工艺,奔驰公司的B1/B2工艺,福特汽车的3Wet工艺,这些涂装工艺实质上大同小异。传统的标准汽车中上涂涂装工艺是中涂喷涂后烘烤,色漆喷涂后闪干,再湿碰湿喷涂清漆,烘烤完成,被称为3涂2烘工艺,英文简称为3C(coat)2B(bake)。图8为水性涂装体系的3种中上涂涂装工艺对比。

图8 常见的中上涂涂装工艺示意图

采用了新涂装工艺和技术的汽车漆涂层结构与传统的涂料体系不同,最常见的是在中涂层涂料的材料和涂装上发生了变化。通过涂料组成和成膜物结构性能的提升,以及相应涂层膜厚的调整,将中涂烘干工艺部分取消(即所谓的3Wet、3C1B工艺等)或完全取消中涂涂装生产线(即免中涂、Eco-concept、B1B2、IPⅡ、2010工艺等)。各大汽车公司采用的免中涂工艺绝非简单地取消中涂,它是在不降低复合涂层全项性能前提下,将中涂工艺段省略,进而实现了资源(涂料和辅助生产材料)消耗的减量化,以及涂装能耗的削减。使用聚氨酯清漆和在基色漆中添加吸能材料,来吸收石击的能量,在清漆中添加紫外线吸收剂,在基色漆中增加颜料浓度及采用两层底色,可阻止紫外线透过面漆层,改进包括电泳涂料在内的所有涂料的填充性和涂膜平滑性能,满足装饰性要求,通过对基色漆和罩光清漆改良,将中涂的抗石击和吸收紫外线功能集成到底色漆和清漆涂层。

环境友好型材料的普及应用加速。薄膜前处理工艺可以节省大量的水资源和降低能耗,大幅度缩短工艺,部分涂装线开始应用硅烷/锆盐前处理材料。无重金属、高泳透力、高外观质量、抗污染阴极电泳涂料正在加速推广,电泳涂料的单车消耗明显下降。水性/高固体分中涂、水性/高固体分底色、高固体分清漆、水性修补涂料等一系材料,配套高效的废气后处理工艺和装置,可在满足越来越高的质量要求的前提下,显著降低有机挥发物的排放。涂装车间各类节能高效新技术的配套应用,加快了汽车涂装绿色环保的发展进程。

2.4 中国汽车涂料企业发展情况

中国汽车涂料工业为全球最大的汽车制造国做出了应有的贡献,同时也得到了充分的发展,成了国际汽车涂料的风向标。近年来各主要汽车涂料制造商都在继续加大投入,进行了新工厂建设,扩充产能,特别是增加新一代电泳涂料、水性汽车涂料和高固体分溶剂型面漆的产能。主要汽车涂料制造商在中国的工厂产量已经成为其在全球最高产量的工厂。目前主要的产品品种全部由中国本土工厂生产供应。由于环保法规的要求,一些汽车涂料的制造工厂不能达到环保的要求,被要求停产整顿。中国主要的汽车涂料原厂漆制造商见表5。

表5 中国主要的汽车涂料原厂漆制造商

中国汽车工业的投资特别是新能源汽车的发展带动了汽车涂料的需求,主要汽车涂料制造商在中国加大了投资力度、增加产能、提升技术研发能力和服务能力。

2017年6月15日,艾仕得涂料系统在上海宣布其亚太技术研发中心正式启用;2016年11月,艾仕得涂料系统宣布在南京新建一座高性能汽车涂料生产和物流基地。2017年年底,湖南湘江涂料集团有限公司旗下全资子公司湖南湘江关西涂料(长沙)有限公司一期项目正式投产。2017年12月13日,巴斯夫涂料部门在中国上海漕泾上海化学工业园(SCIP)的全球新型汽车涂料工厂竣工投产,进行了模拟和测试的应用中心于2018年年底在巴斯夫亚太创新园区(上海)建成,为汽车制造商提供先进的研发设施,其中包括一个用于涂装的3D机器人。2017年2月,PPG涂料(张家港)有限公司投资7500万美元(约合人民币5.16亿元)扩建年产14.5万吨高性能涂料和5000吨PVC密封胶项目;2006年年初,PPG投资4000万美元进行了年产树脂4万吨扩建项目,并于2011年7月底投产;2012年,投资4500万美元(折合人民币29250万元)扩建了年产5万吨水性底漆及3万吨高性能涂料项目;2016年1月8日,PPG涂料(张家港)电泳涂料混合中心项目正式投产,由此PPG成为在中国公司唯一同时具有树脂和涂料生产能力的工厂,拥有从树脂到涂料的完整产业链。2017年7月5日,嘉宝莉入股西班牙欧洲化学涂料有限公司,双方强强联手,共同出资成立欧达亚公司;成立合资公司后,欧达亚将搭建汽车涂料实验室,并初步确定了未来3年的发展规划,希望在传统汽车零部件、电动汽车等多个产品领域取得突破;2017年11月,身披嘉宝莉汽车原厂漆的500台新能源汽车在多氟多集团(上市公司)旗下的红星汽车公司顺利下线。

国际和本地涂料制造商加速在中国扩大先进汽车涂料的生产产能、建立技术中心和研发中心,汽车涂料进入深度国产化的阶段。中国汽车涂料工业正在全球汽车涂料工业中发挥举足轻重的作用。

3 中国汽车涂料的技术进步

3.1 汽车涂料和汽车涂装的最新技术进步

新的环保法规和标准的要求,迫使各汽车厂加速建设新涂装厂,关停旧的溶剂型涂装厂,或者规划将现有溶剂型涂装线进行技术升级改造。

3.1.1 水性汽车涂料体系被广泛采用

(1)传统水性3C2B涂装工艺主要用于高端乘用车,其完整的涂层体系可以提供高质量外观和丰富多彩的装饰效果、圆润丰满的漆面外观,使其更符合高端车的质量定位。对于单车型产量不高、车型多、车型变化大、产量变化大、色彩数量多的车厂,传统水性3C2B涂装工艺以它的质量稳定和工艺变化灵活适应性成为首选。新建的奔驰、奥迪、沃尔沃和捷豹路虎的高端车型生产线,以及新建的新能源汽车公司大多选用这一工艺。

(2)而对于经济型、大批量的车型的生产,水性3C1B和水性免中涂的B1/B2工艺是非常实用的工艺。大众汽车在中国每年约有300万辆汽车是采用环保的水性免中涂工艺进行涂装的,通用汽车在中国的两个合资公司(上汽通用汽车和上汽通用五菱汽车)在沈阳、武汉采用了水性的3C1B工艺。重庆和柳州生产了超过200万辆汽车。北京奔驰和华晨宝马的主流中小型车的新工厂都采用水性的B1/B2工艺。

3.1.2 高固体分体系也是国家政策鼓励的节能减排的优选工艺

高固体分体系特别适用于现有的溶剂型老涂装线的改造,具有投资低、改造时间短、工艺施工窗口宽、能耗低等优点。福特汽车有5个工厂,超过60万辆车都采用了低能耗低VOC排放的高固体分溶剂型3C1B涂料系统。国内有多条乘用车和卡车的旧线已经完成或正在计划进行高固体分涂料改造。

这些新涂装技术和工艺的实施,有赖于汽车涂料最新技术的成功国产化,可以按照国内的涂装条件进行涂料的研制开发。新一代的电泳涂料新产品,显著提高了电泳涂膜的装饰性和平整度,使紧凑型涂装工艺(免中涂等)可以获得与传统有中涂工艺(3C2B)相同的外观质量。

超高泳透力高保护性电泳涂料、水性3C1B技术、高性能水性涂料技术、高固体分溶剂型3C1B涂料技术、高固体分清漆和高性能双组分高固体分清漆等绿色环境友好型汽车涂料,在2017年得到了全面推广使用。国际领先新的涂料技术也开始在中国进行研发,如超薄粉末车身涂料、低温固化车身涂料、降温红外线反射涂料、红外线识别涂料、静电悬杯一道施工色漆、喷墨打印汽车涂料和聚脲超高固分汽车涂料等。

3.2 新能源汽车的涂料和涂装技术

中国汽车工业新政策出台,发展新能源汽车成为国家战略。党中央、国务院高度重视新能源汽车产业的发展:强调指出“发展新能源汽车,是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路”;2016年10月8日召开的国务院常务会议,要求各地不得以任何方式新增传统汽车制造产能,原则上不再核准新建传统燃油汽车生产企业。

3.2.1 新能源汽车主体企业采用传统车身材料的涂装工艺和涂料

目前,国内大规模商品化的新能源轿车的制造商上汽、比亚迪、JMC等都是在现有的基本车型上改装为新能源车。这类新能源车的车身材料与传统的燃油汽车完全相同。所采用的涂装工艺和材料也保持不变。即使有新建的涂装线,也是采用完全成熟的汽车涂装工艺技术和涂料。最常见的是传统的水性体系和水性3Wet体系。这些涂装体系对于传统的冷轧钢板、高强度钢板、镀锌钢板和铝合金板材有着良好的适用性和丰富的经验,是采用了薄膜前处理新工艺、高泳透力薄膜电泳新材料,在过去几年里也获得了规模化的生产经验。我们看到的全铝车身的特斯拉两个车型的涂装都是采用传统水性涂料+2K清漆体系。上汽荣威E50的涂装采用传统水性涂料+1K清漆体系。比亚迪的秦、唐等车型的涂装也是采用传统水性涂料+1K清漆体系。江淮新能源汽车和北汽新能源汽车的新涂装线采用了水性3Wet+2K清漆体系。

采用了水性汽车涂料体系既满足了环保的要求,也在色彩和涂料外观上达到了较高的质量水平。特别是采用2K清漆,带来了更好的力学性能和耐酸雨性能,提高了耐划擦伤性能。

3.2.2 新能源汽车企业采用的新型车身材料的涂装和涂料

国内新能源乘用车企业的新车型采用了一些新的车身材料,如北汽新能源采用碳纤维复合材料上车体全塑外覆盖件;长安汽车开发碳纤维车身;吉利新能源汽车的前舱主体主要采用钢铝混合+塑料件车身,前盖为铝冲压,后盖采用SMC尾门,翼子板为PP塑料;长城华冠采用全铝合金车身框架,以及全碳纤维车身覆盖。这些新的轻型材料如SMC、TPO、PP和碳纤维增强复合材料,具有传统车身材料完全不同的特性。作为车身材料使用的轻型材料在各种涂料系统的烘烤温度下的热膨胀系数和变形温度至关重要。金属类基材在5种常用涂料体系的交联温度下热膨胀和变形都在可接受的稳定范围。ABS基材在82℃的时候就已经开始变形,而两个型号的碳纤维环氧树脂复合材料在120℃就已经超过了玻璃化温度。只有SMC能够耐受177℃的温度。常用的塑料涂料的交联温度80℃下,除了ABS基材之外,其他的复合材料基材的热膨胀和变形都在可接受的稳定范围。SMC材料可以耐受电泳漆的烘烤温度,仅考虑热膨胀和变形情况下,可以作为车身板材在原厂的生产线上使用。

对于新能源汽车的车身材料和涂料的现状以及未来的发展,可以概括为以下几个方面。

(1)中国新能源汽车主流车型的车身采用汽车钢板仍然是主体。为满足汽车轻量化的发展,汽车板在向高强度、高成型性和涂镀耐腐涂层方向发展。铝合金等有色金属材料、工程塑料和碳纤维等非金属材料的使用正在逐步提升,用于新开发的运动型新能源车和低速新能源车。

(2)新能源汽车主流车型的涂装采用了传统3C2B水性涂料体系和紧凑型短工艺的水性3Wet涂料体系,后者外观和性能都达到传统的水性3C2B体系的指标。而对于工程塑料和碳纤维等非金属材料,需要使用低温体系的涂料和涂装工艺。

(3)随着中国新能源汽车的快速发展,对于汽车的轻量化要求现实而迫切。许多新材料开始应用在新能源汽车上,研发为这些新材料配套使用的涂料,开发满足新材料的特性所要求的新的施工工艺,研究节能、环境友好型的低温固化涂料以及一体化车身低温涂装体系等,将是汽车涂料新的发展方向。

4 中国汽车涂料工业展望

4.1 2020年的需求量预计

回顾改革开放40年来中国汽车产量的增长历程,从1978年的16.5万辆到1992年的100万辆用了14年时间,从1992年的100万辆增长到200万辆用了8年时间,从200万辆到300万辆用了2年时间,以后以每年100万辆的增长速度。2008年为800万辆,2009年达到1200万辆,2017年达到2900万辆。

世界汽车制造中心向亚洲转移已经成为事实,中国工业的产业升级正在加速,使中国由汽车制造大国发展成为汽车制造强国是我们的共同使命。

中国汽车工业进入新的稳定低增长时代,汽车涂料的需求趋稳。可以预计到2020年中国汽车产量保持在3000万辆左右,需要汽车原厂涂料约为80万吨。

4.2 中国汽车涂料工业的发展展望

汽车工业对汽车涂料的需求如下。

(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。

(2)个性化的色彩设计——根据不同的车型、地域文化和流行趋势推荐颜色。

(3)更低的单车成本。

(4)更加环保。

(5)更易于施工。

由此引发汽车涂料的新一轮技术创新,重点在于环保和节能降耗。同世界涂料工业发展趋势相同,汽车涂料开发在提高性能的同时将更注重环保性。水性涂料、粉末涂料以及高固体分涂料,正在快速替代传统的溶剂型中涂、面漆涂料,成为环境友好型汽车涂料的绝对主流。

更加严格的环保政策将促进汽车制造商采用先进的涂装技术,促进对环境友好型汽车涂料的需求,加速普及应用。随着新能源汽车的快速发展,对于汽车的轻量化要求现实而迫切。许多新材料出现在新能源汽车上,研发与这些新材料配套使用的涂料,满足新材料的特性所要求的新的施工条件,将是汽车涂料新的发展方向。

中国经济的新常态稳健发展和汽车工业的稳定中低速增长,新的涂装技术减少了电泳和中涂的膜厚,提升了色漆和清漆的使用效率,带来的是对汽车涂料单车使用量约20%的下降,汽车涂料的需求总量已经开始出现拐点,呈现下降趋势。随着环保搬迁转移重建,许多涂料公司新工厂将陆续投产、新的技术研发中心投入使用,中国汽车涂料将迎来制造水平的新升级。

回首改革开放40年来中国汽车涂料工业走过的不平凡历程,中国汽车涂料工业经历了从无到有、从小到大的发展过程。由20世纪80年代的引进热和90年代的进口工业,实现了汽车涂料全系列产品的国产化制造。汽车涂料的国内研发和设计,已成为世界汽车涂料的研发来源之一,并正在向中国创造的方向发展。40年风雨历程,中国汽车涂料行业初心不改,向绿色环境友好型产品转型升级,采用智能制造,提升创新能力,开创中国汽车涂料工业发展的新时代。 LeIQScFRgik6tTalAx9e1qSa3iqPtBRWmWTuxQ78FBYGTW1SUTZoi6AeVjUFxu3X

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