新材料覆膜技術(shù)在汽車防腐蝕性能中的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U462.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-8639（2025）06-0161-02

TheApplicationofNew MaterialFilm CoatingTechnologyinthe Anti-corrosion PerformanceofAutomobiles

YuDejun，HuangYeyong，Huang Caijuan，Xu Jianfeng，HeXue （Shenzhen Huashuo New MaterialsApplication Technology Co.，Ltd.，Shenzhen ，China）

【Abstract】Aiming at the problemssuch as coating defects and heavy polution existing in traditional automotive anti-corrosion technologies，thisarticlemainlystudiestheapplicationofnewmaterialfilmcoating technologyinthefield ofautomotiveanti-corosion.This technologyformsaprotectivefilmwithbothphysicalbarrerandfunctionalresponse through the processof \"adsorption-film formation-barier\"，which is divided into three types：chemical，physical and compositefilmcoating.Itissignificantlysuperiortotraditional technologiesintermsofmaterialperformance，proess adaptabilityandenvironmentalfriendliness.Inappication，itachievesficientprotectionofautomotiveparts through intelligent coatings，customized materials and composite processes.

【Keywords】 new materials film coating；lamination technology；automobile anti-corrosion

0 引言

腐蝕是汽車制造領(lǐng)域亟待攻克的關(guān)鍵難題，尤其在沿海及高濕度地區(qū)，金屬零部件的銹蝕問(wèn)題更為嚴(yán)峻。傳統(tǒng)防銹技術(shù)多依賴厚重油漆或多層電鍍工藝，雖能提供短期防護(hù)，但存在顯著局限性。復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)（如螺絲孔、焊接縫）易出現(xiàn)涂層覆蓋盲區(qū)。生產(chǎn)過(guò)程涉及大量有害化學(xué)物質(zhì)，環(huán)保壓力突出。為此，本文從技術(shù)創(chuàng)新與工藝適配角度出發(fā)，深入探討新材料覆膜技術(shù)在汽車防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用潛力與發(fā)展路徑，為行業(yè)提供可落地的解決方案。

1新材料覆膜技術(shù)概述

1.1新材料覆膜技術(shù)的基本原理

新材料覆膜技術(shù)通過(guò)“吸附一成膜一阻隔”物理化學(xué)過(guò)程，在汽車零部件表面構(gòu)建功能化保護(hù)膜。覆膜材料以液體或氣體形態(tài)經(jīng)噴涂、浸漬等方式附著于基材表面，通過(guò)分子間作用力或化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)初步吸附。隨后在熱能、紫外線等能量激發(fā)下，材料分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成致密固態(tài)薄膜。最終憑借對(duì)水、氧氣等腐蝕介質(zhì)的高效阻隔，或膜層自修復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬基體的長(zhǎng)效防護(hù)。相較于傳統(tǒng)涂層，該技術(shù)更注重界面結(jié)合強(qiáng)度與膜層韌性的平衡，可有效抑制均勻腐蝕、點(diǎn)蝕等復(fù)雜腐蝕行為。

1.2 新材料覆膜技術(shù)的分類

新材料主要分為化學(xué)覆膜、物理覆膜及復(fù)合覆膜3類（表1）。化學(xué)覆膜通過(guò)基材與活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)形成保護(hù)層，結(jié)合力強(qiáng)，但耐極端環(huán)境能力較弱。物理覆膜基于物理吸附或機(jī)械堆積成膜，適合復(fù)雜形狀表面且抗沖擊性優(yōu)異。復(fù)合覆膜整合化學(xué)與物理工藝優(yōu)勢(shì)，兼具強(qiáng)附著力與高環(huán)境耐受性，適用于高負(fù)荷部件。實(shí)際應(yīng)用中，三類技術(shù)常根據(jù)部件需求互補(bǔ)使用。

1.3新材料覆膜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

新材料覆膜技術(shù)在材料效能、工藝適配與環(huán)保性能方面顯著優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。材料層面，微米級(jí)膜層即可實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)厚涂層相當(dāng)?shù)姆雷o(hù)壽命，耐磨耐候性更佳2。工藝層面，通過(guò)參數(shù)調(diào)控可適配多種基材，能耗更低。環(huán)保層面，水性溶劑與無(wú)揮發(fā)性有機(jī)化合物（VolatileOrganicCompounds，VOC）配方的應(yīng)用，大幅減少污染排放，部分技術(shù)支持舊膜剝離后的基材循環(huán)利用，契合汽車輕量化與綠色制造趨勢(shì)。

2新材料覆膜技術(shù)在汽車防腐蝕中的應(yīng)用

2.1防腐蝕涂層的技術(shù)特性

現(xiàn)代防腐蝕涂層通過(guò)智能響應(yīng)機(jī)制與復(fù)合膜層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。離子交換型涂層搭載苯并三氮唑BTA等緩蝕劑，可在金屬表面受損時(shí)主動(dòng)抑制氧化。車身典型涂層采用電泳層、中涂層、底色層與罩光層的多層結(jié)構(gòu)，底層通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑增強(qiáng)結(jié)合力，中間層利用納米粒子提升阻隔性，表層經(jīng)氟化改性實(shí)現(xiàn)超疏水。紫外光固化與雙極性樹(shù)脂電泳等技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了傳統(tǒng)工藝的變形與覆蓋死角問(wèn)題[3。汽車車身涂層結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 覆膜材料的選擇與性能優(yōu)化

覆膜材料需依據(jù)基材特性與應(yīng)用場(chǎng)景定制。鋁合金部件常采用三價(jià)鉻化預(yù)處理后涂覆聚氨酯-聚脲涂料，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑強(qiáng)化界面。鋼質(zhì)部件則以無(wú)鉻鋅鋁涂層結(jié)合微弧氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)底盤防護(hù)。性能優(yōu)化方向包括納米填料增強(qiáng)（如氮化硼延長(zhǎng)腐蝕路徑）、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（氧化石墨烯延緩電化學(xué)腐蝕）及水性涂料核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（控制粒徑與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度實(shí)現(xiàn)低溫成膜）。

2.3覆膜工藝與施工技術(shù)

高端涂裝融合復(fù)合工藝與智能傳感技術(shù)。奧迪全自動(dòng)涂裝線采用靜電旋杯噴涂ESTA實(shí)現(xiàn) ±2μm 膜厚精度控制。等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PlasmaEnhanced ChemicalVaporDeposition，PECVD）技術(shù)可在低溫下為復(fù)雜部件制備類金剛石碳膜。在線檢測(cè)體系結(jié)合超聲波與激光光譜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)膜厚與成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。寶馬工廠通過(guò)沸石轉(zhuǎn)輪 + 蓄熱式氧化爐（RegenerativeThermalOxidizer，RTO）燒技術(shù)將VOC排放控制在 10mg/m³ 以下。數(shù)字化模型的應(yīng)用顯著縮短了涂層研發(fā)周期[4]。

3新材料覆膜技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1新材料覆膜技術(shù)的研發(fā)趨勢(shì)

新材料覆膜技術(shù)的技術(shù)研發(fā)正從單一防護(hù)向多功能復(fù)合體系演進(jìn)。環(huán)境響應(yīng)型涂層可根據(jù)溫度、濕度等條件動(dòng)態(tài)調(diào)整性能，如低溫增韌、鹽霧緩釋。環(huán)保材料領(lǐng)域，生物基高分子與可降解樹(shù)脂逐步替代含重金屬涂層，實(shí)現(xiàn)碳足跡優(yōu)化5。新材料覆膜技術(shù)研發(fā)趨勢(shì)如圖2所示。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新與突破

技術(shù)創(chuàng)新正從材料創(chuàng)新向工藝-結(jié)構(gòu)-功能協(xié)同優(yōu)化轉(zhuǎn)變。在材料層面，納米技術(shù)與高分子化學(xué)的深度結(jié)合催生了超薄高強(qiáng)涂層，其厚度可控制在微米級(jí)以下卻仍具備卓越抗?jié)B透性，關(guān)鍵在于構(gòu)建定向排布的片狀納米填料與聚合物基體的界面互鎖結(jié)構(gòu)。此類涂層既能降低整體質(zhì)量，又能避免對(duì)車身設(shè)計(jì)空間的侵占。在工藝領(lǐng)域，增材制造技術(shù)開(kāi)始顛覆傳統(tǒng)涂裝模式，通過(guò)數(shù)字化控制噴頭路徑與涂料堆疊順序，直接在復(fù)雜曲面或內(nèi)部腔體生成梯度化膜層，解決了傳統(tǒng)噴涂難以覆蓋死角的難題。同時(shí)，通過(guò)嵌入式傳感器與涂層的融合，覆膜本身可兼具狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，在膜層中集成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)或光學(xué)纖維，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腐蝕電位變化或應(yīng)力分布。當(dāng)涂層受損時(shí)，系統(tǒng)不僅能定位損傷區(qū)域，還可結(jié)合預(yù)設(shè)算法預(yù)測(cè)剩余壽命并觸發(fā)自修復(fù)機(jī)制。這類技術(shù)需要解決傳感器微型化與涂層的相容性問(wèn)題，通過(guò)氣相沉積技術(shù)將納米級(jí)傳感器無(wú)縫嵌人涂層而不影響表面平整度。

4結(jié)論

本文系統(tǒng)論證了新材料覆膜技術(shù)在汽車防腐蝕領(lǐng)域的革新價(jià)值。從被動(dòng)防護(hù)到動(dòng)態(tài)響應(yīng)，從單一功能到復(fù)合智能的技術(shù)升級(jí)，有效突破了傳統(tǒng)涂層的性能瓶頸。未來(lái)行業(yè)需構(gòu)建材料-工藝-診斷協(xié)同創(chuàng)新體系，深化微觀機(jī)理研究，推動(dòng)新技術(shù)與現(xiàn)有產(chǎn)線的融合，為汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供核心支撐。

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（編輯林子衿）