為滿足消費者日益多元化和個性化的要求，各汽車廠商紛紛加大了對汽車內外飾設計用涂裝材料及工藝的研究。本文通過對該領域研究現狀及趨勢的梳理和分析，把握了汽車內外飾涂裝材料及工藝的自身特點和內在規律，總結了當前存在的問題及原因，并結合近年來涌現出的涂裝新材料和新工藝，闡述了未來滿足汽車內外飾涂裝設計應用要求的發展方向。

 

　　汽車內外飾設計用涂裝材料由于汽車內外飾涂裝基材的不同，使得內外飾涂裝材料的類型和特征存在較大差異，因此以下從內飾和外飾兩方面展開涂裝材料的介紹。

　　汽車內飾設計用涂裝材料

　　現代汽車內飾用基材的材料類型豐富，包括塑料、金屬、皮革、木材等。各種基材的材料屬性和適用范圍都存在差異，對內飾設計用涂裝材料的選擇也大不相同，需要結合基材特點來靈活選擇。以適用范圍廣的塑料為例，該材料質輕且易加工，有較好的外觀裝飾效果和理化性能，受到廣大汽車設計人員的青睞。

　　其中ABS塑料常用于制造儀表板及其元件、轉向柱外套、扶手等，聚氯乙烯塑料多用于制造側板、頂篷、地毯和窗框等，聚丙烯塑料被用于制造門內板、空調出口、揚聲器等。但塑料本身存在一些固有缺陷，如耐候性差。

　　因此，要考慮通過噴涂恰當的涂裝材料來實現對塑料的保護，避免其直接受到外部腐蝕，并保證噴涂后的塑料具有良好的光澤度和觸感等視觸覺效果。所以，汽車內飾涂裝材料不但要有一般涂料的耐腐蝕能力，還要擁有漂亮的外觀和柔順的手感來提高汽車產品的使用體驗。下面介紹一些常見的內飾設計用涂料。

　　聚氨酯涂料

　　聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯，分為雙組分聚氨酯涂料和單組分聚氨酯涂料。其中單組分聚氨酯涂料的性能沒有雙組分聚氨酯涂料全面，難以適應汽車行業的高要求，而雙組分聚氨酯涂料具有機械性能優良、固體含量較高、涂膜美觀、裝飾性能好等特性，這些綜合因素使得雙組分聚氨酯涂料在汽車內飾涂料市場占據主要位置。

　　如今大部分使用的雙組分聚氨酯涂料都為溶劑型，但溶劑型聚酯氨對環境的污染過大，這使得更為環保的水性聚氨酯涂料日益受到青睞。雙組分水性聚氨酯涂料不但具有一般聚氨酯涂料的特性，還具有良好的柔韌性和耐擦洗性，其耐溶劑性能也已經達到溶劑型柔感涂料的水平，更能實現從橡膠到絲絨的豐富表面觸感。

　　因此，該涂料成為汽車內飾設計涂裝材料的選。朱林宗對原本水性聚氨酯涂料配方進行改進，制得具有良好光澤、豐滿度、觸感和鮮映性的水性聚氨酯涂料。該涂料用于ABS塑料內飾件上，可使汽車內飾具有更加優良的外觀和觸感。

　　丙烯酸涂料

　　丙烯酸涂料是在傳統的丙烯酸樹脂基礎上，加入氯磺化聚乙烯橡膠、耐候顏填料和耐候添加劑等，經先進工藝制備而成的單組分自干性耐候防腐涂料，具有耐候性能好、防腐性能優、裝飾性能強和便于施工等特點，非常適用于汽車內飾涂裝。

　　由于其基本性能優良，以丙烯酸為基體的各種改進水性涂料研究取得了較多進展。例如萬雪期等制作的水性含氟丙烯酸涂料涂膜，優化了丙烯酸的耐沾污性能。成綿江研制的石墨烯水性丙烯酸涂料，改善了水性丙烯酸的防腐蝕能力。陳鑫研發的納米氧化鋅改性水性丙烯酸涂料擁有優異的抗紫外線和抗菌能力，且該材料涂層的拉伸強度、耐候性、硬度和耐磨擦性都有所增強。胡夢改進的水性丙烯酸具有施工方便、價格低廉、光澤度和硬度高、防腐性能優異的特點。M. L. Nobel 等制備的水性納米復合材料具有良好的環保性能和固化膜剛度。

　　以上研究聚焦于水性丙烯酸涂料的改進，而旨在提高環保性和涂裝性的非水性丙烯酸涂料也受到了研究者的重視，如韓小可制作的高固含量羥基丙烯酸涂料，提高了非水性丙烯酸的環保性能和涂裝性能。

　　上述改進丙烯酸涂料的各項性能均可很好地適用于汽車內飾件的主要基材及其工藝要求，對增強汽車內飾設計的裝飾性和親和力頗有助益。

　　氟碳涂料

　　氟碳涂料是指以氟碳樹脂為主要成膜物質的涂料，由于氟碳樹脂中C—F鍵的鍵能大，使得其具有良好的耐候性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性和低摩擦性，因此在汽車內外飾涂裝領域具有非常廣泛的應用。

　　楊景花制備了納米二氧化鈦改性氟碳涂料，該材料的漆膜穩定性良好，具有很強的光催化和自清潔能力，其涂層附著、耐洗刷、抗老化和耐鹽霧等性能都明顯得到提升，并可自行分解從內飾件上揮發的有機物。潘云飛等制作的新型高固體份常溫固化FPVE氟碳涂料具有優異的防腐能力和鮮映性，適用于常接觸和需要較好外觀視覺效果且受光充足的內飾基材的表面噴涂。

　　改進氟碳涂料的水性氟碳漆的產品目前還不成熟，其保光性和硬度比溶劑型氟碳涂料差很多。但環保是大勢所趨，且水性氟碳涂料具有超強的耐候性和耐腐蝕性，可被用作長效免維護的外用涂料，上述特性使其成為當前水性涂料改進研究的熱點之一。

　　其中呂釗等[14]制作的水性氟碳面漆狀態穩定，耐候性能良好并可常溫固化，對合金材質的內飾件涂裝有顯著效果。高潔[15]制備的水性碳納米復合溶劑型氟碳涂料具有良好的耐腐蝕、穩定和耐沖擊性能，適用于合金和塑料內飾件的表面涂裝。

　　汽車外飾設計用涂裝材料

 

　　汽車外飾的涂裝直接影響消費者對整車外觀的視覺評價，是汽車外飾設計的重要考量因素。汽車外飾涂料不同于內飾涂料之處在于，它噴涂附著的基材形狀單一且面積較大，沒有內飾材料形狀的瑣細與繁雜性，一般會根據噴涂工藝的施工工序階段采用針對性的不同噴涂材料。因此，以下汽車外飾設計用涂裝材料按施工工序來予以介紹，包括汽車底漆、汽車中涂漆、汽車面漆三部分內容。

　　汽車外部底漆

　　汽車底漆作為汽車外部基材表面噴涂的道漆，可形成保護基材的層漆膜。在性能要求上，除了需要與底材間具備足夠的附著力，與中涂漆或面漆間具備良好的兼容性及粘合力，還需擁有優良的成膜性、防銹性、防腐性、耐鹽霧品性和環保性。研究者們已經在這些性能方面進行了卓有成效的探索，實 現了對底漆的材料改良。譚振等研制的環保型汽車用水性環氧樹脂底漆有良好的成膜性能和環保性能。

　　張紅素制備的新型丙烯酸汽車底漆自動沉積涂料具有良好的環保、耐鹽霧和防銹性能。周榮華等制成的一次性直接噴涂汽車用聚丙烯塑料底漆具有耐腐性和耐鹽霧性能。王慶軍等研發的高固體份環氧底漆具有環保和耐鹽霧性能。張理等制作的水性雙組分環氧底漆具有高防腐和防鹽霧性能。

　　汽車外部中涂漆

　　汽車中涂漆也稱二道漿，是用于汽車底漆和面漆之間的涂料。在性能要求上，中涂漆需與上下涂層有良好的附著力和結合力，同時機械性能要好，以實現在特殊情況下保護面漆，還應具有優良的填平性和打磨性，以便打磨后能得到平整光滑的表面。目前中涂漆多為溶劑型，由于存在不環保的固有劣勢，使得當前有關中涂漆的研究更多集中在水性中涂漆的研發上。如鄭齊等制備的水性飽和聚酯樹脂中涂漆具有優異的填平性和打磨性。

　　黃松用多元醇和多元酸，通過熔融縮聚合成的飽和聚酯樹脂中涂漆具有很好的綜合性能。沈球旺等以飽和聚酯樹脂A和苯代三聚氰胺甲醛樹脂為主要成膜物制備的中涂漆與底、面漆涂層的兼容性及綜合機械性能良好。這些新研制的水性中涂漆不但更環保，且性能更優化，還能提高整體外飾涂裝的視覺效果，可為增強汽車外觀效果提供保證。汽車外部面漆汽車外部面漆是汽車外觀成形的后一步，著重需要具有良好的光滑性、光澤度、透明度、鮮映度和耐候性等性能。

　　為此，眾多研究者們對這些性能展開了積極研究。其中呂釗等制備的氟碳面漆具有高耐候性和優異的光澤度。周樹軍制備的高固含低黏度聚氨酯面漆是使用E-10（叔碳酸縮水甘油脂）合成的聚酯預聚體改性丙烯酸樹脂，在保持了原有特性的基礎上，改善了丙烯酸樹脂的脆性，提高了汽車面漆的鮮映性和涂膜的力學性能。翟英雷等用丙烯酸樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂制備的面漆性能優良且價格低廉，是追求性價比的理想面漆涂料。

　　由于高裝飾性汽車面漆對汽車外部設計效果具有極其重要的影響，高裝飾性研究成為當前汽車面漆涂裝的主要研究方向。

　　王長庚研究發現，高固體份低黏度技術對提高汽車外觀裝飾性具有顯著作用，用E-10改性和合理的工藝條件制得的高固體份汽車面漆具有非凡的鮮映性和光澤度，能很好地滿足高檔汽車涂裝。

 

　　汽車內外飾涂裝工藝現狀

 

　　汽車內外飾的涂裝效果不僅受涂裝材料的影響，還與其涂裝工藝密切相關。涂裝工藝主要由基底材料表面性質和涂料本身決定，由于汽車內外飾的基底及涂裝材料存在較大差異，因此以下從內飾和外飾兩方面進行涂裝工藝分析。

　　汽車內飾涂裝工藝

　　涂料附著在基料表面的能力與基料的本身性質有著較大聯系。如今大部分的汽車內飾件以塑料為基料，而塑料存在不易附著、濕潤性低和易受熱變形等缺陷，因此，其涂裝工藝步是塑料表面的前處理，然后才是底漆和面漆涂裝。

　　塑料件表面前處理

　　塑料表面前處理的方法有溶劑處理法、化學處理法、等離子表面處理法和電暈處理法等。其中溶劑處理法適用于形狀復雜的聚烯烴塑料材料，經溶劑處理的聚烯烴表面粗糙度和潤濕性有所改善，有助于形成具有獨特表面紋理的內飾件以優化外觀視覺效果。化學處理法適用于聚乙烯、聚苯乙烯和ABS樹脂，趙秋容等通過在ABS塑料上進行化學處理，使ABS塑料的粗糙度和潤濕性都有較大改善。

　　等離子表面處理法適用于聚乙烯復合塑料，劉楊等利用低溫等離子技術對聚乙烯復合塑料進行表面處理，使塑料表面粘合質量得到改善，涂料更易于粘附。電暈處理法適用于塑料薄膜的表面處理，黃亞男使用電暈處理聚丙烯塑料，改善了塑料薄膜的潤濕性，并提高了表面粗糙度，除了讓涂料更易于粘附在塑料表面，還有助于設計出具有粗糙手感的內飾件。

　　內飾塑料件的表面前處理工藝與汽車內飾設計有著密切的聯系，經該工藝處理后，消費者在接觸內飾件時的手部觸感體驗和操作舒適度將更好，汽車內飾也會形成良好的外觀效果。

　　底、面漆涂裝

　　內飾件基材經前處理后，一般需在待噴涂部位噴上合適厚度的底漆，以保護表面不受污染，并增強面漆在內飾件表面的粘合力。面漆噴涂工藝則要求在底漆表面噴涂1—3層面漆，以使汽車內飾件具有理想的色彩、質感和平整光滑的表面外觀。需要注意的是，某些特殊塑料基底材料不需要進行底漆噴涂，例如以ABS塑料為基材的汽車內飾件在用溶劑將表面進行清洗后，可直接噴涂面漆。

　　目前，汽車內飾件底漆的涂裝方法包括電泳涂裝、噴涂、刷涂、浸涂等，由于電泳涂裝更具有環保性，當前汽車內飾件的底漆噴涂使用較多的為電泳涂裝，其具有涂裝效率高、涂膜質量好的特點。面漆涂裝主要有手工空氣噴涂和自動靜電噴涂。

　　手工空氣噴涂具有涂層均勻和涂膜平滑美觀的特點，但是其涂料消耗大、生產效率低且施工環境差，而自動靜電噴涂的涂料利用率高、生產效率高和施工環境好，因此研究者對于自動靜電噴涂的研究更深入。如趙培巧妙地利用了自動靜電噴涂的涂飾質量好、涂料利用率和效率高的特點，將噴霧粒子更好地沉積到塑料表面。韓鴻志結合自動靜電噴涂涂料霧化機理、噴涂參數優化和軌跡規劃開發出的汽車涂裝工藝，實現了商用車車身噴涂的高品質化。

　　汽車外飾涂裝工藝

 

　　汽車外飾涂裝工藝集中體現在車身涂裝。由于汽車車身大部分以鋼材為主，在鋼材制造過程中會粘上油污、灰塵并銹蝕，因此汽車外飾涂裝工藝步是涂裝前金屬表面的處理。完成前處理后，先通過電沉積工藝在外飾件基材表面鍍上防腐和防銹層，緊接著噴涂密封劑，后，噴涂包含底涂層和透明涂層的面漆。此時，通過該工藝流程的完成，概念設計時的色彩、質感、光澤度、光滑度和鮮映性等汽車外飾效果將得以完整展現。

　　前處理

　　汽車外飾涂裝的前處理工藝是先進行基材的表面清潔，再通過脫脂、表面調節和磷化處理三個液體浸漬工藝去除焊接殘留物。脫脂工藝是將基材浸漬在有機溶液中去除沖壓過程中遺留的表面油污。表面調節工藝是先在基材表面產生晶體生長的成核點位磷酸鹽，以增加金屬表面上結晶核的數量，再通過增強后續磷酸序列的鍵合機制，使得游離酸蝕刻表面并釋放氫，終以金屬磷酸鹽離子結晶形式沉淀在表面上，去除自然氧化膜。磷化處理采用惰性金屬磷酸鹽層工藝，加強了基底表面的耐腐蝕性，在清潔和制備的金屬表面上沉積薄而致密的均勻轉換層，實現重新附著一層適合粘結的氧化膜，以提高基材的粘結性。

　　電沉積工藝

　　經過前處理后，電沉積工藝用于在基材表面鍍一層保護基材不被磨損和腐蝕的沉積層。近年來，眾多學者聚焦于該工藝的改進研究。如李智等研發了一種CeO2納米粒子金屬陶瓷復合電沉積工藝，該工藝可提高沉積層的耐磨和耐腐蝕性能。王云強研究出的超臨界石墨烯脈沖復合電沉積工藝可在金屬基材表面形成耐磨性能優良的石墨烯沉積層。范暉等通過對射流電沉積工藝進行優化，使得金屬基材表面沉積層的微觀結構逐漸致密，從而增強基材的耐磨性。

　　防銹工藝

　　防銹工藝是一種在電沉積工藝基礎上采取的非基材表面噴涂工藝，具體為使用聚氯乙烯和聚酯氨等密封劑進行接縫密封，以防止金屬基材銹蝕。當前，密封劑主要應用在門、行李箱、擋板、金屬部件及輪胎等結構的接縫處，以避免空氣和水進入內部，腐蝕基材。

　　除了防銹，在新有關密封劑的研究中，聚氯乙烯和聚酯氨作為阻尼涂層的密封劑被嘗試用于車身底部區域，用于防噪和減震。王丙龍等以丙二醇和甘油為混合起始劑，合成一種新型汽車密封劑用聚醚多元醇，這種聚醚多元醇反應活性更穩定，并可與二苯基甲烷二異氰酸酯反應合成聚氨酯預聚體密封劑。該密封劑具有優良的防噪和減震性能，能為消費者提供更為舒適的乘車環境。

　　面漆工藝

　　面漆工藝是汽車外飾涂裝工藝的后一步，該工藝一般采用濕碰濕法，在短暫閃蒸后將透明涂料噴涂到底涂層，然后在烘箱中將涂料固化。該工藝過程往往會由于設備故障、金屬表面性質和工藝流程的問題造成面漆出現表面縮孔、桔皮和起泡等外觀缺陷。濕碰濕法需要專用的空氣處理系統，其過濾和涂層設備特性決定了涂層操作的整體效率和涂層質量。

　　因此，有研究者從設備優化角度展開了面漆工藝優化的研究。如張殿平等通過一系列實驗，驗證在輕卡涂裝線上出現面漆縮孔是由于壓縮空氣氣管老化和打磨設備潤滑不夠造成的，并從改進工藝和管理流程角度提出了解決類似問題的思路。結合金屬表面性質來改進面漆工藝具有顯著效果。劉士海通過分析面漆橘皮的產生機理，發現鋼板粗糙度和車身面漆橘皮的產生存在重要關聯，并進一步提出可以從金屬色漆的膜厚、黏度以及慢干流平劑的補加量等方面防止出現橘皮。

　　工藝流程的優化對面漆工藝的優化也具有重要意義，其中劉漢功通過分析閃干時間、漆膜厚度、溶劑揮發量等因素，查找并歸納了水性雙組分聚氨酯面漆起泡的原因。這些研究表明，通過上述面漆工藝的改良，可有效預防面漆噴涂時易形成的缺陷，提高汽車面漆涂膜的外觀裝飾性能，為汽車外飾設計涂裝工藝的持續優化提供方向。

 

　　汽車內外部設計用涂料和工藝的發展趨勢

 

　　汽車內外飾設計用涂料的發展趨勢

　　溶劑型涂料在涂裝時不可避免地會產生大量的VOC污染，而目前政府環保政策日趨嚴格，消費者環保意識不斷增強，在此背景下，更具環保性的水性涂料受到眾多研究者的青睞。研究者力求在現有水性涂料優異性能的基礎上，進一步改善水性涂料的力學、硬度、耐候和穩定等性能。其中王海峰等制備的環氧樹脂改性水性聚氨酯涂料具有良好的力學性能。

　　樊小麗制備的雙組分水性聚氨酯汽車面漆選用含羥基丙烯酸酯乳液與水性異氰酸酯固化劑進行交聯固化和改性，可增強漆面的環保和綜合機械性能?？祱@等制備的有機硅改性水性聚酯氨乳液擁有耐候性優良、穩定性持久和無污染的優點。

　　由于汽車內外飾設計對涂層本身有如高彩度、高光澤度以及優良質感的外觀裝飾性要求，因此針對涂料的外觀裝飾效果的研究也正在興起。如黃梅菊制備的水性丙烯酸酯清漆具有良好的外觀裝飾性，給汽車外觀帶來全新的視覺效果。

　　汽車內外飾設計用涂料工藝的發展趨勢

　　當前，汽車涂料工藝還處在不斷發展與完善的進程中，不可避免地存在一些問題。其中一個重要問題在于噴涂過程中只有50%~60%的霧化涂料能覆蓋到汽車表面，其他霧化涂料會擴散到空氣中，并帶來嚴重的環境污染。

　　除此之外，絕大部分汽車涂裝仍然采用傳統的手工操作工藝流程，存在效率低、消耗高等問題。為此，楚紹華開發設計的涂裝工藝參數智能調控系統已經成功投入某汽車制造公司的涂裝生產線，智能化的系統實現了噴涂參數和工藝過程的優化，顯著提升了噴涂效率并降低了能耗，所采用的綠色環保的水性3B1C工藝（中途、色漆、清漆三道油漆一起噴涂，一次烘干）也較大程度地降低了VOC的產生，具有良好的環保效果。由此可見，汽車涂裝工藝研究正朝著智能化和綠色化的方向邁進。

　　另外，提高汽車內外飾外觀設計效果開展的涂料工藝研究也正在不斷深化。其中汽車等離子表面技術不僅可以讓汽車設計者設計迷人的外觀，還具有提高駕駛樂趣、低排放、高可靠性等優勢。

　　其中司先鋒等采用等離子噴涂技術制備涂層，研究了不同參數下涂層的性能，結果表明隨著等離子噴涂功率的增加，涂層的光學性能有了明顯改善，這對于汽車內外飾的外觀性能有較大提高。因此等離子噴涂技術具有一定的研究價值。
 

　　總結和展望

　　在綠色和個性化消費觀念深入人心的背景下，汽車內外飾涂裝材料和工藝面臨新的發展機遇與挑戰。其中，汽車內飾涂料中溶劑型涂料的污染高，不如水性涂料環保，于是，眾多學者的研究主要聚焦在向水性涂料中加入特殊物質實現改性。

　　汽車外飾涂料的發展則表現為底漆向環保、防腐蝕和耐鹽霧發展；中涂漆向耐磨性和高機械性能發展；面漆向高裝飾性和耐候性發展，且系統探索三者關聯性以提升外飾涂料綜合性能的研究趨勢正在涌現。

　　從整體上看，研究綠色環保、高裝飾性、高實用性的涂料是目前主要的研究方向，其中對水性聚氨酯、水性丙烯酸、水性氟碳涂料的研究還需進一步深化，而圍繞底漆、中涂漆和面漆的綜合性研究也顯得愈發重要和迫切。

　　為解決不同基材的表面處理問題，正在加強對特殊基材表面前處理工藝的探索，底、面漆涂裝工藝表現為從手工噴涂向電泳和靜電等自動噴涂發展。汽車外飾涂裝的前處理工藝朝著更好實現金屬表面清潔的液體浸漬工藝方向發展，電沉積工藝不斷向增強基材的耐磨和耐腐蝕性目標邁進，防銹工藝正深入研究具有更優良防音和減震性能的密封劑，面漆工藝則從設備、金屬表面性質和工藝流程方面實現自我改良。

　　隨著技術的進步，內外飾涂裝的各工藝流程都涌現出各種新型的工藝技術和方法，并且逐漸向高品質、高效率的智能化和低污染、低消耗的綠色化方向發展。