汽车密封件水基涂层国产化报告.doc

汽车密封件水基涂层国产化报告蓝欧化工科技(上海)有限公司 高珍燕一、汽车整车销量与材料国产化情况我国汽车产业从1953年第一汽车制造厂(现第一汽车集团)成立至今，已经走过了六十个春秋。经过六十年时间的发展，汽车产业已经发展成为我国国民经济中的主要产业之一。1970-1980年，汽车产量增长1.5倍；1980-1990年，汽车产量增长1.3倍；1990-2000年，汽车产量增长3倍；2000-2013年，汽车产量增长了10倍。2013年我国汽车总产量达到了2211.7万辆。在全球经济复苏举步维艰的情况下，中国再次蝉联全球汽车制造和销量第一。在这份满意数据的背后，究竟有多少汽车核心材料是国产化了的呢？在此笔者无从统计。只是，借助本次汽车密封件峰会召开的机会，结合蓝欧近10年来完整地把汽车密封件水基涂层材料国产化的经历，如实地把“汽车密封件水基涂层国产化”这一个实操案例总结并报告如下。但愿能够起到抛砖引玉的作用，让更多的力量来关心和推动汽车材料国产化。二、汽车密封件水基涂层研发前的市场调研1、 涂层材料调研汽车密封件系统从业人员都清楚，基于对汽车密封部件EPDM橡胶材料耐磨性能，耐候性能，隔音降噪性能，及表面滑动性能的需求，一般都要在其表面涂覆一定的特殊材料来帮助实现。以玻璃昵槽为例，最早采用的是植绒覆盖法，然而这种方法价格昂贵，而且过程繁琐，近10 年来逐步被涂层涂覆所取代。涂层覆盖简言之即通过喷涂方式，将一种特殊的高分子涂层材料喷涂到密封件表面，在密封件表面形成涂膜，该层涂膜的主要作用是汽车昵槽在玻璃上下滑动的时候，借助于涂层的耐磨性，滑爽性和低摩擦性，达到汽车窗户玻璃能够顺利地、耐久地上下滑动。最早使用的涂层是含聚二甲基硅氧烷聚合物基体的油性涂层，这种涂层在产生良好的抗冻性、一般性低滑动性和优良光洁度和手感的同时，通常一般机械性过于不牢靠。而且在极端恶劣的气候条件下，例如冷、热、风和雨的条件下，其中的弹性体部分会暴露，在涂膜中不是靠化学键合的硅酮或氟碳聚合物的涂层组分会逐渐损失，导致弹性体部分表面滑动性减少，这是人们所不希望的。硅酮类还会渗透到涂层表面并从那里转移到附近的表面，从而影响到随后的涂布或工序。另外，氟碳聚合物成本很高，也成为其缺点之一。更重要的是，溶剂型涂层已越来越不满足工业上对低挥发有机含量(VOC) 涂层和对环境友好的需求。虽然之后也有人改进研发出了硅酮涂层，采用固体的球状硅氧烷添加方式达到耐磨一般需求，但也无法避免硅酮本身所带来的较差磨损强度和易渗出的缺点，同时，也是油性涂层，同样无法克服油性涂相同的各类问题。2、 工艺及VOC调研2005年前，国内密封件厂家几乎均采用手工喷涂方式。施工工艺流程基本上是：表处-预热-打底涂-烘干-配料-稀释-喷面涂-固化。简单的一个喷涂环节，工序就达到了8道之多，工序多了则不易控制工序质量。并且，除了繁杂工序之外，每道工序都污染严重。因为除了喷涂直接材料是溶剂型涂层外，当时使用的配套溶剂，几乎都是甲苯，二甲苯，甲酯，丁酯，环己酮等。可以不夸张地说，当时的工人身体污染伤害，几乎是100%的，没有任何的健康保障。在研发前市场调研的时候，看到的状况简直让我们触目惊心。繁琐的工艺流程表处（环己酮等溶剂擦拭）预热（烘箱烘烤）喷涂（喷枪手工喷涂）稀释（甲苯二甲苯溶剂稀释）配料（油性固化剂）打底涂（氯化油性材料）固化（烘箱烘烤）烘干（烘箱烘烤）3、 品牌价格调研2005年前，密封件涂层由于100%依赖进口，且100%为国外品牌，故造成了很高的购买价格且无谈判空间。当时的品牌有：日本板井，日本生光合成，美国艾奇逊（翻译为国民淀粉，现在的汉高），日本TGR600，迈图有机硅等。国内密封件厂家使用的涂层材料，采购成本每公斤价格基本上都是在470元人民币以上。另外，当时的喷涂材料普遍都是3K-5K体系（3 -5个组分配料使用），除了采购主料外，还必须采购大量的底涂，稀释剂，固化剂等材料。4、 国产化研发启动 2005年初，蓝欧对汽车密封件涂层市场的调研结束，得出了汽车密封件涂层材料以上三方面存在的严重问题。经过慎重决策，并结合获知的美国艾奇逊公司正在研发密封件3K水基涂层的信息，蓝欧当即决定放弃油性涂层研发，立即投入资金，研发国产化密封件专用PUD水基涂层材料。计划直接从2K入手，争取走在国外公司前头，高起点，高投入，目标是一步到位研发出属于中国人自己的水基涂层,供应汽车密封件厂家使用。记得当时还提了一组企业文化的文字放在蓝欧网站上：企业愿景，成为全球领先的汽车精细化工材料专家。蓝欧是，民族工业的骄傲，汽车环保的先锋。蓝欧企业信条是，守正出新，脚踏实地。如今，这一组文字已经成为了蓝欧团队稳如磐石的企业文化的核心精髓，指导着蓝欧人一步步前进，一天天奋斗在前进的道路上。三、研发汽车密封件涂层的历程1、 水基涂层体系的建立2005年元月伊始，蓝欧在上海嘉定区南翔镇组建了国内第一个EPDM橡胶非金属PUD水基涂层实验室，正式开始研发汽车密封件专用的2K双组份PUD水基涂层。开始的时候，由于没有任何经验可循，道听途说就聘用了不少之前做民用涂层的工程师研发，按照民用研发思维的路线进行，导致花了大量的研发资金和浪费了不少时间，最终产品却无法达到设计要求，该插曲最终差点导致研发项目终止，这是很深刻的一个教训。回首过程是相当艰辛的，当时研发团队基本没有双休日星期天，吃饭大多在实验室完成，每天睡觉总是盼望天早点亮好投入研发工作。实验是枯燥重复的，经历了千百次的试验和憧憬，换来的仍旧是千百次的失败与失望。正在山穷水尽疑无路的时候，偶然契机，与复旦大学高分子系达成了技术合作，终于换来了柳暗花明又一村的局面，使研发思路走上了正轨。后来又陆续根据研发需要，增加了与国内PUD技术前沿研究的安徽大学、中国科技大学、上海同济大学的技术合作，陆续研发出了LP-1000系列和LP-2000系列水基涂层。产品出来后，得到了申雅和贵红的大力支持，在两家企业应用和测试工程师的配合下，产品得到了大量的第一手测试数据，并在这些数据的基础上，进行了不断的改进。终于在2007年年底，历经3年的投入和研发，蓝欧终于掌握了PUDRAFT技术，搭建了国内乃至国际第一个汽车密封件水基涂层2K系统完整的产品技术架构体系。2、 发展的历程付出总有回报，上天自有公道。在经历了炼狱般的3年投入却是零销售之后，蓝欧取得了突飞猛进的技术突破和企业发展：2005年：上海蓝欧化工科技有限公司投资研发。2007年：蓝欧掌握水基聚氨酯PUDRAFT技术，并申请专利。2008年：蓝欧在汽车EPDM密封件行业首家推出无底涂2K水基涂层材料并进行销售，打破了国外品牌一直垄断该材料领域的局面，并一举技术领先于国外3K产品。2009年：经上海市企业标准化委员会审核，蓝欧发布了国内第一份汽车用水基聚 氨酯涂层标准Q/VAUE 1-2009。2009年：蓝欧化工和同济大学联合成立“同济蓝欧汽车低碳环保涂层研发中心”。2010年：蓝欧在行业内独家推出单组份1K水基涂层系统，再次领先全球同行业，引发汽车密封件行业喷涂的一次重大变革。2010年：蓝欧化工获得国家科技部、上海市科委、金山区科委三级科技创新奖励。2011年：蓝欧汽车密封件水基涂层产品的国内市场占有率首次超越进口材料，蓝欧多支产品获得国家专利受理和授权。2012年：蓝欧全资收购国内PUD材料领先企业“中大化学”科技有限公司，建立占 地50亩的蓝欧安庆生产基地，使蓝欧成为了国内唯一的具有PUD底层分子结构设计能力的水基涂层企业，拥有最全的产品链：DA-IPNCO-PU-PUD-涂层-胶黏剂。2013年：3月份，蓝欧成为上汽集团投资平台入股投资目标，该项目目前处于进行中。2013年：9月份，在上海市金山区数百家化工企业的竞争中，蓝欧荣获上海市金山区发 明技术专利科技进步二等奖。四、涂层国产化取得的成果1、VOC环保取得的成果60%45%12%2%0%10%20%30%40%50%60%70%第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段涂层使用阶段排放百分比减排VOC方面：蓝欧率先全水性工业化2K涂层系统，VOC减排从第一阶段60%降到现在的2%。保守估计，一年减排VOC有害物质170吨，6年来在中国上空至少减少了1000吨有害VOC的排放。VOC减排1000吨蓝欧1K涂层前端喷涂模式为密封件企业减少涂层固化烘道，节约了大量能源水槽冷却结始挤出成型微波硫化高温硫一高温硫二高温硫三裁断装箱蓝欧1K涂层自动喷涂系统2、价格和工艺取得的成果蓝欧产品上市后，结束了国内汽车密封件企业伸着脖子任由外商宰割的局面，EPDM涂层材料价格从 47万一吨降低到现在25万一吨以内（人民币）。保守估计，蓝欧的涂层国产化6年来为中国汽车密封件企业至少节约了10亿元人民币。另外，涂层关键指标耐磨性能获得了巨大提升。如图示。3、 技术体系创新取得的成果蓝欧凭借于自主知识产权的发明专利技术，与同济大学和安徽大学合作，已经将产品研发拓展到了整车水基高分子涂层和胶黏剂材料领域。 LP-1000系列 玻璃昵槽涂层LP-2000系列 海绵门框涂层LP-3000系列 接角瞬干涂层LP-4000系列 植绒胶水/胶带LP-5000系列 金山橡胶涂层LP-6000系列 汽车桌椅涂层LP-7000系列 汽车内饰胶水LP-8000系列 汽车金属涂层 4、技术体系各产品介绍LP-1000玻璃耐磨涂层系列：1006S工业化使用，载荷1kg5万次耐磨。1008S 工业化使用，载荷3kg耐磨1万次，已获得上汽和申雅联合认证，上汽车型全部使用。 LP-2000海绵隔音降噪涂层系列：2002S 隔音降噪耐磨耐候优异。2008S 主要特点是消除动态异响，广汽GA3车型路试结果降噪优于国外品牌，已经批量使用 。F=N LP-3000接角瞬干涂层系列：3003S 国际首创的免烘烤瞬干涂层，冷喷热喷均可，不再污染钣金，颠覆了现有汽车密封件接角补喷技术。不需要预热，不需要固化，不需要配料，不需要辅助材料，不需要烘箱，不需要搬运，避免烘烤变型，减少了若干传统工序，少了出错隐患。给密封件企业带来巨大综合效益提升。LP-4000植绒胶水/胶带系列： 4002S植绒胶水 满足大众PV3366要求，植绒手感好，耐磨耐候优异，打破国外XX品牌垄断，给企业降低成本，可定制研发。植绒带热贴合技术，给密封件企业带来环保，工艺简单，具有综合成本优势。 LP-5000减震热硫化胶水系列：5001，5002 打破美国公司垄断全球60年的技术优势，对国防，军事工业等带来综合突破，密封件企业钢带涂胶不再依赖进口开姆诺克205,220胶水。 LP-6000皮革桌椅涂层系列：6000系列无色或有色，可以有效遮盖汽车皮革表面缺陷，触感舒适，耐磨性耐候性优异。目前与长城汽车研究院在合作研发。 LP-7000汽车水基胶黏剂系列：7000 环保水基PUD汽车结构胶，顶棚，边门，地毯等可用，目前已经处于产品验证阶段。以水做溶剂，VOC、重金属等均符合各种环保要求。目前正与大众、上汽、长城等合作，争取在近期内研发出中国第一辆整车室内无味汽车。 LP-8000汽车金属水基涂层系列：8000 环保水基PUD汽车金属外观水基涂层系列，实验室已经技术储备，各种性能优异，争取在不久的未来，打破PPG等国际巨头垄断局面。 5、汽车密封件表面材料未来的研发方向1、密封件熔融态材料机头出口刷涂技术（EPDM/TPV）；2、密封件PU固态COATING材料共挤出技术（EPDM和TPV）；3、密封件液态WPU涂层UV光固化材料技术（EPDM和TPV）；4、密封件PU耐磨带材料贴合技术（EPDM和TPV）；5、密封件植绒PU胶水光固化UV技术（EPDM和TPV）；6、水基PUD静电植绒胶技术。五、国产化总结时光荏苒，日月如梭。转瞬间一晃10年过去，蓝欧这10年就干了“汽车密封件水基涂层国产化”这一件事。现将蓝欧获得的几点心得和一点担忧总结于下，供大家分享。1、必须紧跟用户最前端急需的需求解决，舍得投入，脚踏实地去研发新材料满足客户，不要去考虑和担忧国外品牌现今如何强势，要坚信最终的胜利必将属于国产化。因为，本土企业有时间空间优势，快速反应能力是许多国外企业所不具备的。而这个优势，长远赛跑来讲，外资品牌是无法跟本土企业竞争的。而决定最终竞争胜败成果的，快速反应恰恰是决定性因素。所以，我建议国内的企业家朋友大胆投入各领域新材料国产化，不要害怕外资企业暂时的优势。2、组织一支强有力的核心研发队伍，寻求外部真正的行业领域带头的专家支持，是保证国产化技术具备世界前沿优势的关键，也是国产化技术能否转化为企业产品生产力的决定性因素。蓝欧从研发开始走了弯路，很快就调整过来，先后与复旦大学，同济大学，中科大，安徽大学等高校前沿专家合作，才保证了蓝欧研发出来的材料始终保持了行业领先性。3、国产化成果转化为工业化产品后，必须把质量稳定放在最中心最重要位置。这也是国产化企业最易犯错的地方。很多案例告诫我们，本土企业与外资企业的差异，更多是工业化质量稳定不及外资企业。蓝欧产品上市6年来，保证了产品质量零事故，几点经验就是：蓝欧经过市场认证了的产品，无论成本多高，坚持原材料不动，制造工艺流程不动，检测标准就高不就低，团队员工尽最大力量稳定不动，蓝欧现在的团队平均年龄28岁，几乎本科以上，大多数是应届毕业生入职蓝欧，经蓝欧自己培养成为成熟的老员工，这有力保障了产品稳定性最关键的人的因