徐红璘，中国表面工程协会涂装分会，中国表面工程协会涂装分会（副理事长），副理事长/高级工程师，
1987.7毕业于合肥工业大学无机化工专业，1987.7—2014.03先后在（原）上海汽车厂，上汽大众汽车有限公司从事汽车涂装技术及管理工作，对汽车涂装工艺、油漆材料、工艺及应用设备以及质量控制、项目管理等均有着丰富的经验和判断组织能力。近些年，多次在国内大型与汽车涂装有关专业论坛上发表演讲。

中国涂装产业专家库高级专家；
《汽车智能制造》专委会专家；
中华环保联合会VOCs污染防治专业委员会第一届专委会专家；
中国表面工程协会专家库涂装专家。

原版（第二版）引自德国，由数十位国内涂装专业人士合力翻译，描述用于汽车涂装工艺的先进技术和涂料。代表了涂装技术和涂料配方的前沿水平。涵盖轿车、卡车和“轻卡”的涂装工艺，着重介绍汽车涂料制作质量、生产成本控制及涂装环境保护，是先进工艺方面的集成，适用于复杂的车身结构和快速大规模工业生产。
可供汽车涂料生产、应用的工程技术人员及技术工人阅读参考。

12.4.7参考资料、标准
书目
Brock, T., Groteklaes, M., Mischke, P. (2000)
European Coatings Handbook,
Vincentz, Hannover.

Goldschmidt, A., Streitberger, H.-J. (2007)
BASF Handbook on Basics of Coating Technology, (2. ed.),
Vincentz, Hannover.

Kittel, H. (2006)
Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, Band 10,
Hirzel, Stuttgart.

Lu¨ ckert, O. (1992)
Pru¨ ftechnik bei Lackherstellung und Lackverarbeitung,
Vincentz,Hannover.

Sadowski, F. (2000)
Basiswissen Autoreparaturlackierung,
Vogel, Wu¨ rzburg.

标准

ISO 1518: 1992 Scratch test
ISO 2409: 1992 Cross-cut test
ISO 1513: 1994 Examination and preparation of samples for testing
ISO 15184: 1998 Determination of ?lm hardness by pencil test
DIN 55945: 1999 Fachausdru¨ cke und De?nitionen fu¨ r
Beschichtungsstoffe und Beschichtungen
ASTM D 2794: 1999 Test method for resistance of organic coatings to the effects of rapid deformation (impact)
ISO 15528: 2000 Sampling
ASTM D 3170: 2001 Test method for chipping resistance of coatings
SAE J 400: 2002 Test for chip resistance of surface coatings
ASTM D 4060: 2002 Test method for abrasion resistance of organic coatings by taber abraser
ISO 14577: 2002 Instrumented indentation test for hardness and materials
ISO 4624: 2002 Pull off test for adhesion
ISO 1519: 2002 Bend test (cylindrical mandrel)
ISO 6272: 2002 Rapid-deformation tests, falling-weight test
ISO 2815: 2003 Buchholz indentation test
ISO 1514: 2004 Standard panels for testing
DIN 55996-3: 2004 Determination of stone-chip resistance of coatings, single-impact test with free ?ying impact body (draft paint)!
ISO 20567-1: 2005 Determination of stone-chip resistance of coatings, multi-impact testing
ISO 20567-2: 2005 Determination of stone-chip resistance of coatings, single-impact test with a guided impact body
ISO 20566: 2005 Determination of the scratch resistance of a coating system using a laboratory car wash
ASTM D 968: 2005 Test methods for abrasion resistance of organic coatings by falling abrasive
ASTM D 2486: 2006 Test methods for scrub resistance of wall paints
ISO 1522: 2006 Pendulum damping test parameters
ISO 6860: 2006 Bend test (conical mandrel)
ISO 1520: 2006 Cupping test
ISO/WD 20567-4: 2007 Determination of stone-chip resistance of coatings,
multi-impact test (Gravel Method) (draft)

1引言1
1.1历史沿革1
1.2法规7
1.3汽车和汽车涂料市场8
参考文献10

2车身结构材料和概念11
2.1简介11
2.2车身结构设计形式13
2.2.1单体结构设计13
2.2.2空间框架15
2.2.3混合型结构16
2.2.4模块化结构16
2.3设计准则17
2.3.1传统设计17
2.3.2轻量化背景下的设计原则18
2.3.3仿生学设计19
2.4车身材料21
2.4.1钢材21
2.4.1.1综述21
2.4.1.2低碳深拉伸钢23
2.4.1.3较高强度钢24
2.4.1.4高强钢25
2.4.1.5高等级（不锈）钢26
2.4.1.6锰-硼钢26
2.4.1.7诱发塑性轻结构钢（TWIP钢）26
2.4.2铝28
2.4.2.1综述28
2.4.2.2后续处理29
2.4.2.3铝合金31
2.4.2.4用作车身轻量化结构材料的铝32
2.4.3镁33
2.4.4钛34
2.4.5非金属零件——纤维复合材料35
2.5制造方法38
2.5.1定制产品38
2.5.1.1综述38
2.5.1.2定制板38
2.5.1.3定制管39
2.5.1.4定制条39
2.5.1.5拼接板39
2.5.1.6未来39
2.5.2液压成型40
2.5.3模压淬火40
2.5.4泡沫金属41
2.5.5夹心构件41
2.5.6辊轧成型42
2.6连接方法42
2.6.1粘接43
2.6.2激光焊44
2.6.3其他45
2.6.3.1压铆45
2.6.3.2钉铆45
2.6.3.3辊压卷边45
2.7展望46
2.8表面保护47
2.8.1钢板预涂47
2.8.2设计阶段的防腐考量48
参考文献48

3多种金属车身的前处理49
3.1简介49
3.2轿车车身结构材料49
3.2.1板材49
3.2.2表面状况/污染物51
3.3前处理工艺52
3.3.1工序52
3.3.2脱脂52
3.3.3表调56
3.3.4锌系磷化57
3.3.5钝化60
3.3.6铝-钢结构的前处理61
3.3.7镁的前处理62
3.3.8塑料部件的前处理62
3.4轿车车身前处理线63
3.4.1喷淋线65
3.4.2连续式水平面喷淋/浸渍线65
3.4.3RoDip-3翻转线65
3.4.4Vario Shuttle多功能穿梭机线66
3.4.5其他类型的线66
3.4.6槽体结构材料67
3.4.7工序明细67
3.4.7.1预清洗工序67
3.4.7.2喷淋脱脂67
3.4.7.3浸脱脂68
3.4.7.4水洗68
3.4.7.5表调68
3.4.7.6磷化68
3.4.7.7水洗69
3.4.7.8钝化69
3.4.7.9去离子水清洗69
3.4.7.10进入电泳线69
3.5磷化层的性能和规格69
3.6环境法规70
3.7展望70
参考文献71

4电泳72
4.1历史及简介72
4.2电泳工艺的物理化学基础73
4.3质量控制参数77
4.3.1电压、电流密度、槽液温度和槽液电导率78
4.3.2湿膜电导率78
4.3.3固含量、溶剂含量和pH值78
4.4树脂和配方原则79
4.4.1综述79
4.4.2阳极电泳涂料80
4.4.3阴极电泳涂料80
4.5阴极电泳漆膜性能82
4.5.1漆膜物理参数82
4.5.2腐蚀保护83
4.5.3耐石击性85
4.5.4表面平整度和外观85
4.6阴极电泳生产线设计86
4.6.1轿车和卡车的涂装工艺集成86
4.6.2前处理87
4.6.3电泳线的主要功能和设备87
4.6.4槽体、过滤器、换热器、直流电源87
4.6.5补充及阳极盒91
4.6.6超滤和水洗区93
4.6.7烘房96
4.7生产中的缺陷及预防97
4.7.1灰粒97
4.7.2缩孔98
4.7.3表面粗糙度99
4.7.4膜厚/泳透力100
4.7.5其他缺陷100
4.8应用于汽车供应商产业的电泳涂装及类似工艺101
4.9展望102
参考文献103

5中涂105
5.1简介105
5.2中涂的基本要求108
5.2.1法规要求108
5.2.2技术要求108
5.2.2.1漆膜性能108
5.2.2.2产品标准111
5.2.2.3施工111
5.3原材料112
5.3.1树脂成分113
5.3.2颜料和填料115
5.3.2.1二氧化钛116
5.3.2.2硫酸钡117
5.3.2.3滑石粉117
5.3.2.4二氧化硅118
5.3.2.5长石粉118
5.3.2.6炭黑119
5.3.3添加剂119
5.3.3.1颜料润湿和分散添加剂119
5.3.3.2消泡剂和脱气剂120
5.3.3.3表面活性剂和底材润湿添加剂120
5.3.3.4流变添加剂121
5.3.4溶剂121
5.3.4.1芳香烃：填充剂/稀释剂122
5.3.4.2醇类、溶纤剂和酯类溶剂123
5.3.4.3四氢化萘或松节油：高沸点添加稀释剂123
5.4液体中涂123
5.4.1配方原则123
5.4.1.1施工123
5.4.1.2流变性124
5.4.2生产工艺126
5.4.3喷涂127
5.5粉末中涂129
5.5.1配方原则129
5.5.2生产工艺131
5.5.3施工134
5.6工序138
5.7总结和展望139
参考文献140

6面漆142
6.1简介142
6.2颜料和颜色143
6.3单涂层面漆（单色漆）147
6.4色漆148
6.4.1色漆流变学150
6.4.2低、中等固含量色漆152
6.4.3高固含量色漆152
6.4.4水性色漆152
6.4.5水性色漆技术的全球转化153
6.4.6色漆的干燥154
6.5清漆155
6.5.1市场155
6.5.2液体清漆155
6.5.2.1单组分丙烯酸氨基树脂清漆156
6.5.2.2丙烯酸氨基硅烷157
6.5.2.3氨基甲酸酯-氨基树脂单组分清漆157
6.5.2.4单组分聚氨酯（PUR）清漆157
6.5.2.5单（双）组分酸环氧清漆158
6.5.2.6双组分（2K）聚氨酯清漆158
6.5.2.7水性清漆159
6.5.3粉末清漆159
6.5.4面漆性能162
6.5.4.1环境腐蚀162
6.5.4.2清漆的紫外耐候性163
6.5.4.3耐刮擦清漆165
6.5.4.4施工性能167
6.5.5未来发展趋势：紫外光固化169
6.6紧凑型面漆工艺（IPP）171
6.6.1中涂-色漆-清漆湿-碰-湿-碰-湿施工工艺（3涂1烘）171
6.6.2免中涂工艺171
参考文献172

7汽车涂料应用中的聚合工程174
7.1概述174
7.2汽车工业涂料用聚丙烯酸树脂177
7.2.1丙烯酸树脂性能控制设计177
7.2.2聚丙烯酸树脂的制备180
7.2.2.1溶液聚合法制备聚丙烯酸树脂180
7.2.2.2水相中聚合183
7.2.2.3整体聚合185
7.3汽车工业涂料用聚酯185
7.3.1聚酯树脂性质的控制185
7.3.2聚酯的生产188
7.4汽车工业涂料用聚氨酯分散体190
7.4.1聚氨酯树脂和聚氨酯树脂分散体的性能特征控制191
7.4.2制备聚氨酯树脂分散体192
7.5用于汽车涂料的聚氨酯聚丙烯酸树脂196
7.5.1简介196
7.5.2聚氨酯聚丙烯酸树脂性能控制196
7.5.3聚氨酯聚丙烯酸树脂的制备197
7.6环氧树脂198
7.6.1性能描述198
7.6.2环氧树脂的制备199
7.7交联剂和网状结构树脂201
7.7.1简介201
7.7.2液体涂料用交联剂201
7.7.2.1三聚氰胺和苯胍胺树脂201
7.7.2.2三（烷氧基羰基氨基）-1，3，5-三嗪203
7.7.2.3聚异氰酸酯和封端的聚异氰酸酯203
7.7.2.4液体涂料材料中的其他交联剂206
7.7.3汽车工业中用粉末涂料的交联剂206
参考文献208

8涂装车间设计和质量理念212
8.1概要212
8.2涂装工艺步骤213
8.2.1前处理214
8.2.2电泳（EC）214
8.2.3密封和车身底部保护215
8.2.4涂料喷涂215
8.2.4.1功能涂层和免中涂工艺216
8.2.4.2粉末喷涂216
8.2.5空腔保护217
8.3总平面布置217
8.4涂装设备219
8.4.1工艺技术219
8.4.2自动喷涂219
8.4.2.1喷漆机器人221
8.4.3喷涂技术222
8.4.3.1雾化器222
8.4.3.2涂料换色器224
8.4.3.3液体涂料的计量技术226
8.4.3.4粉末涂料的计量技术227
8.4.4涂料材料供应228
8.4.4.1工业漆供应系统228
8.4.4.2调漆间228
8.4.4.3涂料罐组229
8.4.4.4循环管路系统230
8.4.4.5循环管路设计的基本原则230
8.4.4.6低消耗量和频繁换色的涂料供应系统231
8.4.4.7循环小系统231
8.4.4.8特殊颜色供应系统231
8.4.4.9高压隔离系统233
8.4.4.10可换色高电压隔离系统233
8.4.4.11高黏度材料供应设备234
8.4.5车身输送设备234
8.5涂料烘干235
8.6质量考量237
8.6.1控制技术237
8.6.1.1工艺监测和调控238
8.6.2自动喷涂的质量保证240
8.6.2.1自动喷涂设备的工艺优化242
8.7经济性考量243
8.7.1整体平面布局243
8.7.2全自动车身喷涂244
8.7.3外表面金属色漆100%静电高速旋杯喷涂技术244
8.7.4内表面机器人高速旋杯喷涂技术246
参考文献247

9塑料件涂装248
9.1外部塑料件248
9.1.1概要248
9.1.1.1生态考量249
9.1.1.2技术和设计方面249
9.1.1.3经济考量250
9.1.2工艺定义250
9.1.2.1离线、半随车（Inline）和随车（Online）喷涂250
9.1.2.2工艺相关问题的优点和缺点251
9.1.3外部塑料件底材和部件253
9.1.3.1简介253
9.1.3.2基本物理特性253
9.1.3.3零件工艺及对涂装性能的影响256
9.1.4前处理257
9.1.5塑料涂装材料259
9.1.5.1原材料选择的基本技术原则259
9.1.5.2车身颜色261
9.1.5.3塑料体系上的对比色和清漆264
9.1.6技术要求和测试264
9.1.6.1基本考量264
9.1.6.2关键特性和测试方法265
9.1.7趋势、挑战和局限性268
9.1.7.1底材和部件268
9.1.7.2涂料材料269
9.1.7.3工艺270
9.2内部塑料件272
9.2.1所谓“内部”概念272
9.2.2表面及影响因素273
9.2.3激光漆275
9.2.3.1底材的要求276
9.2.3.2涂料和涂装应满足的要求277
9.2.3.3激光雕刻技术要求277
9.2.4内部件涂料的性能278
9.2.4.1机械和技术要求278
9.2.4.2底材和机械附着性279
9.2.4.3生态和经济要求280
9.2.4.4内部件涂装的施工设备281
9.2.5内部件涂料的原材料基础282
9.2.6总结和展望283
参考文献283

10粘接——一种通用的连接技术285
10.1概要285
10.2基本知识285
10.2.1粘接的基本原理和材料性能285
10.2.1.1黏结剂的类型286
10.2.1.2黏结剂是工艺材料289
10.2.1.3粘接的优势289
10.2.1.4施工292
10.2.2表面准备292
10.2.2.1底材293
10.2.2.2附着力293
10.2.2.3粘接系统的耐久性和老化294
10.3汽车生产中的粘接298
10.3.1车身车间的粘接298
10.3.1.1隔振胶299
10.3.1.2折边的粘接300
10.3.1.3点焊的粘接300
10.3.1.4耐冲击黏结剂和粘接300
10.3.2涂装车间的粘接301
10.3.3总装车间的粘接302
10.3.3.1总装车间结构性粘接的特殊性302
10.3.3.2玻璃的直接粘接302
10.3.3.3模块化设计303
10.3.3.4其他装配零件的粘接303
10.4总结305

11厂内修补306
11.1前处理和电涂后的修补306
11.2中涂后修补307
11.3面漆修补307
11.4线后修补308
参考文献308

12标准及检测309
12.1颜色与表面外观309
12.1.1外观的视觉评价310
12.1.1.1光泽的测量311
12.1.1.2鲜映性（DOI）视觉评价313
12.1.1.3鲜映性的测量313
12.1.1.4“橘皮”的视觉评价314
12.1.1.5仪器测量波纹（橘皮）316
12.1.1.6光谱结构和目视印象318
12.1.1.7外观测量技术展望320
12.1.2颜色的视觉评估320
12.1.2.1单色漆颜色320
12.1.2.2金属漆颜色和干涉色323
12.1.2.3单色漆的颜色测量324
12.1.2.4金属漆和干涉颜料的颜色测量326
12.1.2.5汽车工业颜色控制的典型应用327
12.1.2.6颜色测量展望328
12.2汽车涂层的耐候性330
12.2.1简介330
12.2.2环境因素对涂层的影响331
12.2.2.1自然老化333
12.2.2.2人工老化337
12.2.2.3新进展343
12.2.3老化测试和评价标准346
12.2.4人工老化和自然老化之间的对应关系348
12.3腐蚀防护348
12.3.1简述348
12.3.2表面防护的综合测试349
12.3.3边缘保护、接触腐蚀和内部零件保护的特殊测试352
12.3.4在试车场的整车测试352
12.4机械性能353
12.4.1简述353
12.4.2硬度试验354
12.4.2.1摆杆阻尼硬度354
12.4.2.2压痕硬度355
12.4.2.3划痕硬度357
12.4.3附着力和柔韧性358
12.4.3.1拉拔试验358
12.4.3.2划格试验359
12.4.3.3蒸汽喷射试验360
12.4.3.4弯曲试验361
12.4.3.5杯突试验362
12.4.3.6落锤冲击试验362
12.4.4抗石击试验364
12.4.4.1标准化多次冲击试验364
12.4.4.2单次冲击试验365
12.4.5磨损试验367
12.4.5.1泰伯耐磨性试验367
12.4.5.2落砂磨损试验368
12.4.6耐划伤试验368
12.4.6.1耐摩擦色牢度试验369
12.4.6.2耐湿擦洗性试验369
12.4.6.3模拟洗车试验370
12.4.6.4纳米划痕试验371
12.4.7适用的资料、标准373
参考文献374

13供应商体系377
13.1质量保证377
13.2供应链378
13.2.1基本概念和认知378
13.2.2系统供应概念的要求及限制382
参考文献382

14展望383
14.1汽车涂装工艺的现状和公众意识383
14.2监管趋势384
14.3客户期望385
14.4设备和工艺的创新387
14.5新的经营理念388
参考文献388

索引390

主要参考文献400