耗時(shí)數(shù)十天的干燥過程

大家從遠(yuǎn)處看一輛車，第一印象就是它的車身顏色。漂亮有光澤的車漆是當(dāng)今汽車制造的基本標(biāo)準(zhǔn)之一，但在一百多年前，給車身噴漆并不是一件容易的事，美觀程度遠(yuǎn)不如今天。車漆是如何發(fā)展到今天的水平的？本期好色，我給大家講講車漆涂裝技術(shù)的發(fā)展歷史。

十秒鐘學(xué)習(xí)全文:

1.涂料起源于中國，工業(yè)革命后領(lǐng)先于西方；

2.天然底漆干燥速度慢，影響造車效率。杜邦發(fā)明了快干硝基漆。

3.噴槍代替刷子，漆膜更均勻；

4.從醇酸到丙烯酸，追求耐久性和多樣性；

5.用漆浴“浸涂”，用磷化、電泳追求漆面質(zhì)量；

6.為了追求環(huán)保，更換水性涂料；

7.現(xiàn)在和未來，涂層技術(shù)越來越科幻，甚至不需要油漆。

油漆的主要功能是抗老化。

涂料的作用，大部分人的認(rèn)知是賦予物體燦爛的色彩，但從工業(yè)制造的角度來看，色彩其實(shí)是次要需求，而防銹抗老化才是主要目的。從早期的鐵木結(jié)合到今天的純金屬白車身，車身都需要油漆作為保護(hù)層。

油漆層面臨的挑戰(zhàn)包括自然磨損，如日曬、風(fēng)沙和雨水，物理損壞，如刮擦、摩擦和碰撞，以及侵蝕，如鹽和動(dòng)物糞便。在涂裝技術(shù)的演進(jìn)中，我們將逐步為車身開發(fā)出越來越高效、耐用、美觀的蒙皮，以更好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

來自中國的涂料

漆器有著非常悠久的歷史?？蓯u的是，漆技術(shù)的領(lǐng)先地位在工業(yè)革命之前屬于中國。漆器的使用可以追溯到新石器時(shí)代。進(jìn)入戰(zhàn)國后，工匠們從桐子中提取桐油，然后加入天然生漆制成調(diào)和漆。然而，漆器在當(dāng)時(shí)是貴族的奢侈品。明朝建立后，朱元璋開始興辦官辦油漆業(yè)，油漆技術(shù)發(fā)展迅速。中國第一部繪畫技術(shù)書籍錄是由明代畫家黃誠編撰的。得益于技術(shù)的發(fā)展和國內(nèi)外貿(mào)易，漆器在明代已經(jīng)發(fā)展出成熟的手工業(yè)體系。

桐油漆是明代最精良的油漆，是造船業(yè)的關(guān)鍵。16世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策），西班牙學(xué)者門多薩在《大中華帝國史》中提到，中國船涂桐油的壽命是歐洲船的兩倍。

18世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）中期，歐洲終于破解并掌握了桐油涂裝技術(shù)，歐洲涂料工業(yè)逐漸成型。桐油不僅用于油漆，也是其他行業(yè)的重要原料。至今仍被中國壟斷，成為兩次工業(yè)革命的重要工業(yè)原料。直到20世紀(jì)初，北美、南美移植的油桐樹形成規(guī)模，打破了中國原材料的壟斷地位。

解決緩慢干燥不再需要長(zhǎng)達(dá)50天。

輪船、火車、馬車等交通工具總是在室外使用，在天氣惡劣的情況下，油漆自然是必須的。當(dāng)汽車誕生時(shí)，油漆作為一種交通工具也是不可或缺的。20世紀(jì)初，亞麻籽油等天然底漆仍用于汽車制造。

就連剛開始生產(chǎn)線造車的福特，為了追求制造速度，也幾乎把日系黑漆用到了極致，因?yàn)楦傻米羁?，但畢竟還是屬于天然底漆，漆層還需要一個(gè)多星期才能干。

20世紀(jì)20年代，杜邦公司開發(fā)了一種快干硝基漆，讓汽車制造商喜笑顏開，不再需要這么長(zhǎng)時(shí)間的油漆施工。

戰(zhàn)后，杜邦公司開始轉(zhuǎn)向以硝化纖維為基礎(chǔ)的非爆炸產(chǎn)品，以吸收戰(zhàn)爭(zhēng)期間建造的巨大產(chǎn)能設(shè)施。1921年，杜邦公司已經(jīng)是硝酸鹽薄膜制造的領(lǐng)導(dǎo)者。1921年7月一個(gè)炎熱的星期五下午，杜邦薄膜廠的一名工人下班前在碼頭上留下了一桶硝酸棉纖維。周一早上，當(dāng)我再次打開它時(shí)，我發(fā)現(xiàn)桶已經(jīng)變成了一種清澈粘稠的液體，這是后來硝基漆的基礎(chǔ)。

1924年，杜邦公司開發(fā)了DUCO硝化纖維素漆，它是以硝化纖維素為主要原料，與合成樹脂、增塑劑、溶劑和稀釋劑混合而成。硝基漆最大的優(yōu)點(diǎn)是干燥快。相比天然底漆需要一周甚至幾周時(shí)間才能干透，硝基漆只需要兩個(gè)小時(shí)就能干透，大大提高了涂裝速度。1924年，通用汽車幾乎所有的生產(chǎn)線都使用了杜科硝基漆。

硝基漆自然有缺點(diǎn)。如果在潮濕的環(huán)境中噴涂，涂層很容易變白，失去光澤。模塑涂料對(duì)石油基溶劑的耐腐蝕性很差。比如汽油會(huì)損壞漆面，加油時(shí)泄露的油氣會(huì)加速周圍漆面的老化。

用噴槍消除刷子，解決漆層不均勻。

涂料的強(qiáng)度和耐久性，除了涂料本身的特性外，通過涂裝方法也非常重要。噴槍的使用是繪畫技術(shù)史上的一個(gè)重要里程碑。1923年噴槍開始全面進(jìn)入工業(yè)涂裝領(lǐng)域，1924年進(jìn)入汽車工業(yè)。

因此，Devibis家族創(chuàng)立了專注于霧化技術(shù)的世界知名品牌devibiss。后來，艾倫·德維比斯博士的兒子湯姆·德維比斯使他父親的發(fā)明不再局限于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。他把原來的霧化器改造成噴槍進(jìn)行噴漆。

在工業(yè)涂裝領(lǐng)域，刷子很快被噴槍淘汰。DeVilbiss致力于霧化領(lǐng)域已有100多年的歷史，現(xiàn)在是工業(yè)噴槍和醫(yī)用霧化器領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

開始追求品質(zhì) 走向環(huán)保

從醇酸到丙烯酸，更耐用更堅(jiān)固。

20世紀(jì)30年代，醇酸樹脂磁漆出現(xiàn)，簡(jiǎn)稱醇酸磁漆，并被引入汽車涂裝工藝。將這種涂料噴涂在車身的金屬部件上后，在烘干箱中烘干，可以形成耐久性非常高的漆膜。與硝基漆相比，醇酸磁漆速度更快，只需要2-3步，而硝基漆需要3-4步。搪瓷涂料不僅干燥快，而且耐汽油等溶劑。

但是醇酸磁漆的缺點(diǎn)是怕日曬。在陽光下，漆膜會(huì)加速氧化，顏色很快就會(huì)褪色暗淡。有時(shí)，這個(gè)過程甚至可以在短短幾個(gè)月內(nèi)完成。醇酸樹脂雖然有缺點(diǎn)，但還沒有完全消除，至今仍是涂料技術(shù)的重要組成部分。

熱塑性丙烯酸涂料出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代，大大提高了涂料表面的裝飾性和耐久性。1955年，通用汽車開始用新的丙烯酸樹脂油漆汽車。這種涂料的流變性能獨(dú)特，需要低固含量噴涂，因此需要多層噴涂。這個(gè)似乎是缺點(diǎn)的特性在當(dāng)時(shí)是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗试S金屬薄片添加到涂層中。丙烯酸清漆噴涂后的初始粘度很低，可以使金屬箔變平形成反射層，然后粘度迅速增加，固定金屬箔。于是，金屬漆誕生了。

值得一提的是，在這一時(shí)期，歐洲在丙烯酸涂料技術(shù)方面取得了快速進(jìn)步。這源于二戰(zhàn)后對(duì)歐洲軸心國的限制，限制了一些化學(xué)材料在工業(yè)制造中的使用，比如硝化纖維素涂料所需的硝化纖維素，可以用來制造炸藥。

在這種限制下，這些國家的企業(yè)開始專注于搪瓷涂層技術(shù)，并開發(fā)了丙烯酸聚氨酯涂層系統(tǒng)。1980年歐洲涂料進(jìn)入美國時(shí)，美國汽車涂料體系與歐洲對(duì)手相差甚遠(yuǎn)。

磷化和電泳促進(jìn)自動(dòng)化，開始追求油漆質(zhì)量。

二戰(zhàn)后的20年是車身涂裝質(zhì)量提升的時(shí)期。這個(gè)時(shí)候，在美國，除了交通之外，汽車還具有提高社會(huì)地位的屬性，所以車主都希望自己的汽車看起來更高檔，這就要求車漆看起來更加閃亮多彩。

1947年，汽車公司開始在噴涂前對(duì)金屬表面進(jìn)行磷化處理，以提高油漆層的附著力和耐腐蝕性。底漆也由噴涂改為浸涂，即將身體部位浸入漆池中，更加均勻全面，保證空空腔等難以觸及的地方也能涂裝。

20世紀(jì)50年代，車企發(fā)現(xiàn)雖然采用了浸涂法，但在隨后的工藝中，部分油漆被溶劑沖走，降低了防銹效果。為了解決這個(gè)問題，1957年，福特和PPG在喬治·布魯爾博士的領(lǐng)導(dǎo)下，開發(fā)了常用的電泳涂裝方法。

隨后，1961年，福特建立了世界上第一個(gè)陽極電泳涂裝車間。然而，最初的技術(shù)有缺陷。1973年，PPG公司引進(jìn)了更好的陰極電泳涂裝系統(tǒng)和相應(yīng)的涂料。

油漆要耐用美觀，減少污染，更換水性油漆。

20世紀(jì)70年代中后期，石油危機(jī)帶來的節(jié)能環(huán)保意識(shí)也對(duì)涂料行業(yè)產(chǎn)生了很大影響。20世紀(jì)80年代，各國頒布了新的揮發(fā)性有機(jī)化合物法規(guī)，使得VOC含量高、耐久性弱的丙烯酸涂料無法被市場(chǎng)接受。此外，消費(fèi)者還希望車身的漆面效果至少能保持五年，這就需要解決漆面的耐久性問題。

有了透明漆層作為保護(hù)層，內(nèi)色漆就不需要像以前那么厚了，只能用極薄的一層來裝飾。漆層中還加入了UV吸收劑，保護(hù)透明層和底漆中的顏料，大大提高了底漆和色漆的使用壽命。

這種涂裝技術(shù)的初期成本比較高，一般只在高檔車上使用。同時(shí)，透明漆層的耐久性相對(duì)較差，很快就會(huì)剝落，需要重新上漆。然而，在接下來的十年里，汽車行業(yè)和涂料行業(yè)不僅通過努力改進(jìn)涂層技術(shù)降低了成本，還開發(fā)了更新的表面處理劑，大大提高了透明層的使用壽命。

越來越神奇的繪畫技術(shù)

今天，繪畫技術(shù)變得越來越科幻。我們經(jīng)常可以看到一些精彩的人體彩繪，比如華麗的漸變體，這是人工噴涂完全達(dá)不到的技術(shù)水平。比如2021年廣州車展亮相的寶馬X6（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）特別版，就有一種特殊的Vantablack VBx2涂層，被譽(yù)為世界上最黑的黑色，能吸收99%以上的可見光。

未來，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為無涂層技術(shù)是主流發(fā)展趨勢(shì)。事實(shí)上，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)滲透到我們的生活中。事實(shí)上，免噴涂技術(shù)已經(jīng)用于日常家電外殼。在注塑過程中，在外殼中加入相應(yīng)顏色的納米級(jí)金屬粉末，直接形成顏色艷麗、具有金屬質(zhì)感的外殼，完全不需要噴漆，大大減少了噴涂帶來的污染。自然，汽車也被廣泛使用，如裝飾條、格柵、后視鏡外殼等。

同樣的原理也適用于金屬領(lǐng)域，也就是說未來不用噴涂的金屬材料，出廠時(shí)已經(jīng)有了保護(hù)層甚至是彩色層。目前這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于航空航天和軍事領(lǐng)域，但離民用還很遠(yuǎn)，無法提供多變的顏色。

總結(jié):

從刷子到噴槍再到機(jī)器人，從天然植物漆到高科技復(fù)合漆，從追求效率到追求品質(zhì)到追求環(huán)保健康，汽車行業(yè)對(duì)涂裝技術(shù)的追求從未停止，科技化程度越來越高。曾經(jīng)在惡劣環(huán)境下用刷子工作的油漆工，絕對(duì)想不到今天的車漆如此先進(jìn)，還在發(fā)展。未來將是一個(gè)更加環(huán)保、智能、高效的時(shí)代。