李欣闻，刘弓长，王亮

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

浅谈2K清漆的性能研究与应用

李欣闻，刘弓长，王亮

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

2K清漆涂膜丰满、装饰性好、耐候性较好、耐擦伤性能优异，从而日渐受到汽车业界的重视，文章主要结合现场工艺，从材料、性能等方面对2K清漆进行了研究，以及2K清漆和传统水性工艺配套性研究。

2K清漆；耐擦伤性能；漆膜外观

CLC NO.: U465.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)07-52-03

前言

随着经济和生活水平的不断提高，人们对汽车的需求越来越大，同时对汽车涂装品质的要求也不断提高。汽车车身表面的罩光涂层在使用过程中极易受到沙石、 洗涤或人为刮擦而损伤，导致失光、划痕等缺陷，影响涂膜美观…

2K清漆指丙烯酸涂料或聚氨酯涂料，与传统的硝基或热塑性丙烯酸树脂等汽车涂料相比其施工固体分高、VOC排放低、涂膜丰满、装饰性好、 耐候性较好、耐酸雨性能卓越、耐擦伤性能优异，从而日渐受到汽车业界的重视。

自2010年开始，国内大众、奥迪、奔驰、宝马、标志、雪铁龙、沃尔沃、 长城都已经大范围应用2K清漆，国内2K清漆的需求日益增大。本文主要结合现场工艺，从材料、性能等方面对2K清漆进行了研究，以及2K清漆和传统水性工艺的配套性研究。

1、2k清漆介绍

是以聚合物多元醇与多异氰酸酯固化剂发生加成聚合得到成膜物的涂料，均以清漆和固化剂分别包装贮存的形式存在，在使用前按比例混合，涂装成膜。由于2k清漆的两种主要成膜物质分别包装贮存，通常情况下不存在贮存稳定性问题，但多异氰酸酯固化剂对湿气，含羟基和氨基的化合物敏感，所以在生产，贮存及使用时要使多异氰酸酯固化剂避免与这些物质接触，最好密闭贮存。双组分清漆反应机理如下反应式：

多异氰酸酯固化剂与聚合物多元醇的反应过程属于逐步加成聚合，反应过程中没有小分子生成，同时其施工固体分较高，所以2k清漆固化过程中体积收缩较1k清漆小，相同条件下，2k清漆外观一般优于1k清漆。也正因为2k清漆施工固体份要高于1k清漆的施工固体份，达到了降低VOC排放的目的，具有更好的环保性能。

2、2K清漆的性能研究

2.1 2K清漆与1k清漆成膜原理对比

1k清漆，也称单组分清漆，是多以氨基树脂与丙烯酸树脂为主要成膜物的涂料。

从以上两个反应式可知，氨基树脂与基体树脂交联固化过程中会有小分子产生，同时单组分清漆固体分较低，因而在反应过程中漆膜的体积收缩较大，这可能是造成单组分清漆外观难以达到高水平的原因。另外，单组分清漆交联密度较大，最终得到的漆膜硬度较高，但相应的柔韧性较差，这会导致漆膜耐冲击和杯突等性能较差。

2k清漆，也称双组分清漆，是以聚合物多元醇与多异氰酸酯固化剂发生加成聚合得到成膜物的涂料。

交联固化过程逐步加成聚合，反应过程中没有小分子生成，同时其施工固体分较高，所以双组分清漆固化过程中体积收缩较单组分清漆小，相同条件下，双组分清漆外观一般优于单组分清漆。

2k清漆固化后，高聚物分子链之间会形成环形及/或非环形的氢键。在外力作用下，氢键可分离而吸收外来能量。当外力移除后，又可重新形成氢键。如此可逆反复，赋予了双组分清漆优异的耐磨性能，韧性和综合机械性能。

应用2K清漆我们可以得到柔韧的弹性涂膜，漆膜在受到轻微划伤后，可以自行修复。而单组分清漆通常只能得到坚硬的涂膜，难以赋予涂膜高弹性。当漆膜受到划伤后不能修复，并且漆膜的柔韧性较差，这会导致漆膜耐冲击和杯突等性能较差。

2.2 2K清漆与1k清漆涂膜耐擦伤性能对比[1]

擦伤性是指涂膜在受到外力作用时，对外力的抵抗能力和形变吸收能力。当抵抗能力小或这种形变吸收不能恢复到原来状态时， 即破坏了涂膜表面，就形成了擦伤，因此解决涂膜擦伤性就是增加膜弹性形变的恢复能力。

2.2.1 试验方法

2.2.1.1 试样制作

分别用1K清漆和2K清漆按现场工艺进行制版，1K清漆膜厚为≥90μm（电泳15-18μm、中涂：30-40μm、色漆：15-20μm、清漆：30-40μm）；2K清漆膜厚为≥105μm（电泳15-18μm、中涂：30-40μm、色漆：15-20μm、清漆：45-60μm）；试样漆膜表面应非常平整、清洁、无指痕和灰尘，且不应当有颗粒和划痕，不符合要求的试样禁止使用。如有必要的清洗时，应用蒸馏水清洗和柔软无绒布擦拭。测试前将试样按GB/T9278-2008要求放置在温度23±2°，相对湿度50±5%，24小时，避免污染。

2.2.1.2 测试方法

1）试验设备：磨擦仪；

图1 摩擦仪

2）在垂直于试样的长度方向（刮擦方向）测量试样原始光泽G1（20°测量3次取平均值）；

3）每个试样使用一个新砂纸，把砂纸粘贴在毡垫上并对中；

4）将试样固定在磨擦仪上，使试样的测试区能够平整充分受到来回摩擦；

5）磨擦仪摩擦、使试样受到15个来回摩擦；

6）试验结束取出试样，试用无绒布擦拭表面的颗粒灰尘，测量试后的光泽G2（20°测量3次取平均值）；

7）试后光泽损失率ΔG1=(G1-G2)/G1。

2.2.2 试验结果

2.1.2.1 对比1K清漆和2K清漆的耐擦伤性能以及烘烤后的恢复性能

试验分别测试了1K清漆两个厂家漆膜的擦伤性能和2K清漆两个厂家漆膜的擦伤性能以及擦伤后的恢复性能。

（1）擦伤试验后立即对试板进行光泽测试，结果见表1，从表中可以明显看出2K清漆的失光率要低于1K清漆，2K清漆的耐划伤性明显好于1K清漆。而应用的1K清漆中B厂家的耐擦伤性能要好于A厂家。2K清漆的A厂家的耐擦伤性能要好于B厂家。

（2）做完擦伤试验的试板在60°烘箱里烘烤1小时后进行测试光泽，计算出失光率。从表中可以看出2K清漆的恢复能力明显高于1K清漆，1K清漆的A厂家的恢复性能要好于B厂家，而2K清漆的B厂家的恢复性能要高于A厂家。

从图2中可以直观的看出漆膜做完擦伤后经过60°烘箱里烘烤1小时后1K清漆的漆膜擦伤仍然很重，漆膜破坏比较严重，而2K清漆的恢复能力较强，大多数轻微的擦痕都能恢复。

图2 1K清漆和2K清漆擦伤试验恢复后的照片

表1 1K清漆和2K清漆的耐擦伤试验结果

从清漆成膜机理可知，双组分清漆漆膜的擦伤恢复能力比单组分清漆强，试验结果也证实了这一结论。但由于各厂家清漆配方的不同，耐擦伤性能也略有差异。双组分清漆在面对洗车、穿越恶劣路面时形成擦伤，以及车门把手周围指甲造成的划伤时，其耐擦伤性较单组分清漆具有明显优势。双组分清漆不仅具有明显的光泽保持功能，且在涂膜在60℃烘烤lh后光泽可恢复率较高，所以双组分清漆又具备车身涂膜表面的划痕随时间推移自行修复的功能 。

2.3 2K清漆和传统水性3C2B工艺配套性研究

以黑色金属漆为例，研究2K清漆配套传统3C2B工艺。1）考察不同中涂与2K清漆配套对外观的影响

采用传统3C2B工艺，考察不同厂家的中涂与2K清漆的配套性能，通过实车喷涂验证，从表2漆膜外观数据可以看出，不同厂家的中涂对外观无明显改变。

表2 不同中涂与2K清漆配套的漆膜外观数据

2）2K清漆与1K清漆的漆膜外观对比

以黑色金属漆为例，采用传统3C2B工艺，通过实车喷涂验证，分别考察2K清漆和1K清漆的漆膜外观。通过对橘皮、光泽、鲜映性数据对比分析，长波数据下降4个单位，短波数据下降12个单位，DOI提升3个单位，光泽下降明显，外观有明显提升，具体数据见图3。

图3 1K和2K清漆的漆膜外观数据对比

3、结束语

2K清漆优异的耐擦伤性能及其恢复能力受到了供应商及主机厂的关注，作为汽车消费者，对汽车涂装品质的要求也不断提高，更希望汽车能够拥有优异的目视效果、保色保光性及耐久性。基于消费者的要求，2K清漆相对于传统1K清漆更符合消费者的要求，所以2K清漆代替传统1K清漆的应用必将加快。

[1] 赵旭星.原厂汽车漆单/双组分清漆耐擦伤性对比研究.涂料技术与文摘.2015年1月.第36卷第1期.

Research on 2k and 1k Automotive clear coat

Li Xinwen, Liu Gongchang, Wang Liang
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

The high performance 2K clear coat have drawn more and more concern, the excellent properties including decorativeness,weatherability and scratch resistance etc.This article mainly focus on the research of 2K clear coat from material and performance and the match between 2K clear coat and traditional water-borne process.

2K clear coat; scratch resistance; film appearance

U465.9

：A

：：1671-7988 (2017)07-52-03

李欣闻，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.07.023