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摘要:随着科学技术的飞速发展,汽车用电泳漆的技术也在不断更新,笔者结合电泳漆的发展现状,对全球范围内电泳漆的专利申请情况,以及对重要企业的技术发展趋势进行了分析,并为我国电泳漆技术的发展提出了一些建议,希望为国内电泳漆的发展起到一定的参考意义。
引言
目前,汽车尤其是轿车一般采用阴极电泳底漆,阴极电泳底漆经过多年的发展,同时经过引进先进技术和工艺,现已能很好地满足底漆所要求的各项机械性能以及与其他涂层的配套性,现阶段,轿车用底漆几乎已全部使用阴极电泳底漆[1]。
1.电泳漆的原理及发展现状
对于电泳漆而言,当电泳槽内通有电压时,带电的聚合物离子包裹着固化剂分子就会向着所带电荷相反的电极(即工件)运动,这样就在工件上沉积一层聚合物涂层,然后将工件取出冲洗后加热烘烤,使固化剂分子与聚合物固化交联成膜即可得到我们所需要的成品。当带电的聚合物带有负电荷时,这种电泳漆称为阳极电泳漆或阴离子电泳漆,当带有正电荷时,就称为阴极电泳漆或阳离子电泳漆[2]。
目前,世界阴极电泳漆主要分为PPG和Hoehcst两大体系[3],前者是由美国匹兹堡平板玻璃公司开发的双组分、低粘度水乳型电泳漆;后者是由德国Hoechet集团及奥地利Stolnack公司开发的单组分、高粘度、水溶性电泳漆。其他涂料公司都是引进这两家公司的生产技术,或者是在引进技术的基础上自成体系。如日本的关西涂料公司就是引进美国PPG公司阴极电泳漆的技术,自行开发并形成了自己的产品体系。
2.电泳漆领域专利及技术趋势分析
2.1专利申请产出国申请量分布
专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国,一个国家拥有的原创技术越多,说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析得到全球的汽车电泳漆专利申请产出国分布图,如下图1所示。
从图1我们可以明显发现,日本和美国在汽车电泳漆领域专利申请量是遥遥领先于其它国家的,显示出极高的开发研究活跃度,这也在一定程度上说明了其在汽车电泳技术上的先进性;从图中可以看到中国的申请量只占6%,说明我国在电泳漆技术方面还需继续发展,同时要加强在国外进行相关的专利申请。
2.2重要专利申请人分布
通过统计,对电泳漆领域的专利申请人进行了排名和分析。具体分布图如图2所示。
从图2可以看出,汽车电泳漆技术领域里申请的主要申请人大部分分布在美国和日本,其中汽车涂料的三大巨头立邦、日本关西、PPG分别位列前三。这也说明这三家公司的技术研发确实走在了前列,其中,PPG公司建立了世界上第一条完整的电泳涂漆生产线,这被称为电泳涂装史上的第一里程碑。
2.3技术趋势分析
国外大多数汽车电泳涂装线均由阴极电泳涂装取代了阳极电泳涂装。阴极电泳漆发展十分迅速,差不多每隔3-5年,阴极电泳漆就要更新换代一次。目前,全球的阴极电泳漆生产以美国PPG公司、日本关西涂料公司为代表。PPG公司每年都会有5-10件的汽车电泳漆的专利申请量,可以反映出该公司一直都在持续对汽车电泳漆的技术进行研究;通过梳理该公司的技术发展路线,该公司的技术的发展趋势可以总结为:(1)涂膜厚度有薄变厚;(2)泳透率由低到高;(3)有机溶剂含量由高到低;(4)固化温度由高到低。该公司从建立起第一条阳极电泳漆的生产线开始,发展到之后的以环氧树脂和丙烯酸树脂为主要的成膜树脂进行阴极电泳漆的研发,之后为了进一步提高电泳漆的性能,该公司研制成功了耐盐雾性能可达720h以上的电泳漆,之后又开发了提高被涂物表面耐腐蚀性能以及简化涂装工艺的厚膜型和装饰性涂料;随着时代的发展,人们对环保要求逐渐提高,之后根据这一大趋势,PPG公司又开发了溶剂含量低、平滑性高,环保无毒、泳透率高、高使用率、加热减量低的阴极电泳。PPG公司的技术发展路线完全可以反映出整个汽车电泳漆大环境的技术发展趋势。
2.4电泳漆技术发展建议
通过对电泳漆領域的专利分布分析,可知晓我国相对美国、日本等国家而言,技术创新活力不够,对此,我国应积极鼓励汽车涂料企业进行技术创新,提升整体创新能力,改进落后的生产设备,提高产品科技含量和整体涂装工艺水平,完善科技研发与工程技术开发中心的建设,还可与科研院所、高等院校建立科研与人才培养的长期合作机制,同时注重专利的布局。
在技术创新的同时,也应密切关注技术发展中的环保因素,《中国汽车涂料行业准则》着重强调了环境效应、安全生产的重要性,开发低 VOC 含量汽车涂料、环境友好型水性汽车涂料,保证生产过程安全、平稳、有序进行,避免因环保不达标、安检不过关而挂牌督办,进而影响正常生产秩序的现象发生。
最后,还应加快改进汽车涂料产品结构,汽车涂料企业应积极改变品种结构单一,中、高档产品比重小,多数高端产品依赖进口的被动局面,逐步消除产品同质化,增强在决策、品牌、信息、知识产权、标准竞争中的战略意识,让民族品牌早日登上世界舞台,在与强手竞争中求得更大发展。
3.结语
当前,我国的阴极电泳技术相对较为落后,相关部门应对国内汽车领域的重要企业出台相应的鼓励措施,通过产学研相结合,加强对汽车电泳技术的研究力度,实时关注国外汽车龙头企业的技术发展状态,并针对科研成果进行合理的专利布局,为我国在电泳漆市场快速发展争取技术上的主动。
参考文献:
[1]张丙元.论阴极电泳涂装取代传统底漆涂装的必然趋势[J].汽车工业研究,2014(07):47-49.
[2]宋华,王锡春.阴极电泳漆与涂装的发展历程与趋势[J].中国涂料,2010,25(2):8-11.
[3]陈a国龙.阴极电泳涂装技术的应用与研究[J].广东科技,2015,24(14):74-75.
引言
目前,汽车尤其是轿车一般采用阴极电泳底漆,阴极电泳底漆经过多年的发展,同时经过引进先进技术和工艺,现已能很好地满足底漆所要求的各项机械性能以及与其他涂层的配套性,现阶段,轿车用底漆几乎已全部使用阴极电泳底漆[1]。
1.电泳漆的原理及发展现状
对于电泳漆而言,当电泳槽内通有电压时,带电的聚合物离子包裹着固化剂分子就会向着所带电荷相反的电极(即工件)运动,这样就在工件上沉积一层聚合物涂层,然后将工件取出冲洗后加热烘烤,使固化剂分子与聚合物固化交联成膜即可得到我们所需要的成品。当带电的聚合物带有负电荷时,这种电泳漆称为阳极电泳漆或阴离子电泳漆,当带有正电荷时,就称为阴极电泳漆或阳离子电泳漆[2]。
目前,世界阴极电泳漆主要分为PPG和Hoehcst两大体系[3],前者是由美国匹兹堡平板玻璃公司开发的双组分、低粘度水乳型电泳漆;后者是由德国Hoechet集团及奥地利Stolnack公司开发的单组分、高粘度、水溶性电泳漆。其他涂料公司都是引进这两家公司的生产技术,或者是在引进技术的基础上自成体系。如日本的关西涂料公司就是引进美国PPG公司阴极电泳漆的技术,自行开发并形成了自己的产品体系。
2.电泳漆领域专利及技术趋势分析
2.1专利申请产出国申请量分布
专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国,一个国家拥有的原创技术越多,说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析得到全球的汽车电泳漆专利申请产出国分布图,如下图1所示。
从图1我们可以明显发现,日本和美国在汽车电泳漆领域专利申请量是遥遥领先于其它国家的,显示出极高的开发研究活跃度,这也在一定程度上说明了其在汽车电泳技术上的先进性;从图中可以看到中国的申请量只占6%,说明我国在电泳漆技术方面还需继续发展,同时要加强在国外进行相关的专利申请。
2.2重要专利申请人分布
通过统计,对电泳漆领域的专利申请人进行了排名和分析。具体分布图如图2所示。
从图2可以看出,汽车电泳漆技术领域里申请的主要申请人大部分分布在美国和日本,其中汽车涂料的三大巨头立邦、日本关西、PPG分别位列前三。这也说明这三家公司的技术研发确实走在了前列,其中,PPG公司建立了世界上第一条完整的电泳涂漆生产线,这被称为电泳涂装史上的第一里程碑。
2.3技术趋势分析
国外大多数汽车电泳涂装线均由阴极电泳涂装取代了阳极电泳涂装。阴极电泳漆发展十分迅速,差不多每隔3-5年,阴极电泳漆就要更新换代一次。目前,全球的阴极电泳漆生产以美国PPG公司、日本关西涂料公司为代表。PPG公司每年都会有5-10件的汽车电泳漆的专利申请量,可以反映出该公司一直都在持续对汽车电泳漆的技术进行研究;通过梳理该公司的技术发展路线,该公司的技术的发展趋势可以总结为:(1)涂膜厚度有薄变厚;(2)泳透率由低到高;(3)有机溶剂含量由高到低;(4)固化温度由高到低。该公司从建立起第一条阳极电泳漆的生产线开始,发展到之后的以环氧树脂和丙烯酸树脂为主要的成膜树脂进行阴极电泳漆的研发,之后为了进一步提高电泳漆的性能,该公司研制成功了耐盐雾性能可达720h以上的电泳漆,之后又开发了提高被涂物表面耐腐蚀性能以及简化涂装工艺的厚膜型和装饰性涂料;随着时代的发展,人们对环保要求逐渐提高,之后根据这一大趋势,PPG公司又开发了溶剂含量低、平滑性高,环保无毒、泳透率高、高使用率、加热减量低的阴极电泳。PPG公司的技术发展路线完全可以反映出整个汽车电泳漆大环境的技术发展趋势。
2.4电泳漆技术发展建议
通过对电泳漆領域的专利分布分析,可知晓我国相对美国、日本等国家而言,技术创新活力不够,对此,我国应积极鼓励汽车涂料企业进行技术创新,提升整体创新能力,改进落后的生产设备,提高产品科技含量和整体涂装工艺水平,完善科技研发与工程技术开发中心的建设,还可与科研院所、高等院校建立科研与人才培养的长期合作机制,同时注重专利的布局。
在技术创新的同时,也应密切关注技术发展中的环保因素,《中国汽车涂料行业准则》着重强调了环境效应、安全生产的重要性,开发低 VOC 含量汽车涂料、环境友好型水性汽车涂料,保证生产过程安全、平稳、有序进行,避免因环保不达标、安检不过关而挂牌督办,进而影响正常生产秩序的现象发生。
最后,还应加快改进汽车涂料产品结构,汽车涂料企业应积极改变品种结构单一,中、高档产品比重小,多数高端产品依赖进口的被动局面,逐步消除产品同质化,增强在决策、品牌、信息、知识产权、标准竞争中的战略意识,让民族品牌早日登上世界舞台,在与强手竞争中求得更大发展。
3.结语
当前,我国的阴极电泳技术相对较为落后,相关部门应对国内汽车领域的重要企业出台相应的鼓励措施,通过产学研相结合,加强对汽车电泳技术的研究力度,实时关注国外汽车龙头企业的技术发展状态,并针对科研成果进行合理的专利布局,为我国在电泳漆市场快速发展争取技术上的主动。
参考文献:
[1]张丙元.论阴极电泳涂装取代传统底漆涂装的必然趋势[J].汽车工业研究,2014(07):47-49.
[2]宋华,王锡春.阴极电泳漆与涂装的发展历程与趋势[J].中国涂料,2010,25(2):8-11.
[3]陈a国龙.阴极电泳涂装技术的应用与研究[J].广东科技,2015,24(14):74-75.