汽车涂装节能减排工艺

汽车涂装节能减排工艺探讨

【摘要】作为户外用品，汽车需要适应寒冷、湿热等气候环境，涂装对于汽车起到了很好的保护作用，在很大程度上能够具有较好的防腐、抗老特性，且延长了汽车的使用寿命。而且涂装后汽车会较为美观，让汽车拥有较好的光泽。对于热、电等能量的传导，涂装发挥了很大的作用。但是涂装在很大程度上会带来一系列的环境问题，对人类的健康以及自然环境产生了很大的威胁，因此我们需要改进汽车涂装材料，合理科学的解决涂装带来的环境问题。本文对汽车涂装工艺的现状、涂装原材料在节能减排技术上的应用、涂装技术方案的选择以及涂装设备技术的应用进行了探讨分析。

由于国内对环境质量的要求不断提高，随着时代的发展，汽车的涂装技术为了适应新潮流的发展以及满足市场竞争的需要，需要在对涂层的外观装饰上下一定的功夫，在最大限度上将生产工艺进行改革，并提高生产效率，做到清洁生产以及降低成本。尽量开发使用无污染和低污染原、辅材料，减少对环境的污染，使得涂装对环境的污染降到最小。

1.汽车涂装工艺的现状

汽车涂装主要由前处理、电泳、烘烤、电泳修磨、涂胶（焊缝密封胶、防石击涂料）、预烘、喷中涂、中涂烘烤、中涂修磨、涂色漆、涂清漆、面漆烘烤、精修等工序组成。涂装各工序v0C排量所占比例如下：电泳漆1%，中涂16%，涂装用胶1%，底色漆52%，罩光清漆13%，清洗溶剂4%，防腐蜡12%。

2.涂装原材料在节能减排技术上的应用

2.1水性漆材料的使用

溶剂型涂料主要是以以芳香族化合物组成的溶剂作为载体（溶剂含量可达60%以上），其主要特点是易挥发、易燃、易爆。对环境会带来一定的污染，如果人们长期吸入，会在很大程度上影响身体建康。而水溶型涂料以纯水为载体，而水无污染，无毒害，安全健康、不易着火。水溶性涂料在很多方面都体现出其环保特性，能够在最大限度上降低对人类健康的影响。水性漆涂料采用了与传统溶剂型涂料不同的介质作为溶剂，在施工的工艺方面，体现出较大的差异。其主要原因是水和溶剂特性的不同，所对应的喷涂设备也不同。在进行清漆喷涂之前，要先对进行水性色漆喷涂的车身做好预烘干工作。因为水性涂料有一定的导电性，静电涂装时，容易发生漏电现象，因此要采取由外部加电压的方式，改变以往的内部加电压方式。而且水性涂料在很大程度上会受到周围环境的影响，比如温度、湿度。因此要适当控制喷漆室内的温湿度。

2.2节能型粉末涂料固化技术

涂装生产现在正以节能环保的路线发展。为了实现节能环保，选择涂装材料是尤为重要的。粉末涂装与传统的溶剂型涂料相比，具有较大的优点。粉末涂装能够在很大程度上降低VOC的排放量，及时有效的降低污染程度，为保护环境提供了良好的解决途径。但是粉末涂料的固化温度较高，因此在生产应用中，粉末涂装容易产生一定的热能消耗，使得生产成本有一定的提高。为了很好的解决粉末涂料的烘

烤温度，可以从优化节能组件上进行综合分析。大多数涂料中有机结合键的吸收波长在3～25μm左右，选择节能型的远红外电热辐射器作为粉末涂料固化的加热器，它把电能中大部份的能量转换成远红线，并能吸收和转换可见光和近红外为远红外线，其远红外波的发射区间为（3～50）μm，从而发射波形与涂料的吸收波形呈最佳匹配，在粉末涂料烘干固化中充分发挥了其节能作用。

2.3涂装技术方案的选择

不同技术方案在技术难度、投资、涂装质量、VOC排放、能耗、成本方面有着明显的差距。免中涂工艺（包括溶剂型和水性涂料）由于其外观质量的限制，目前只适用于A级车或对涂装外观要求较低的产品。3C1B工艺（包括溶剂型和水性涂料）外观质量稍好，但用于B 级车仍然不能与传统工艺的涂装外观相比，且管理难度加大。采用高固体分清漆能够确保涂装质量，且成本的上升相对较小，是比较理想的选择。但其VOC降低相对较少，实际中往往和其他方案组合使用。高固体分溶剂型色漆对现场管理的要求很高，VOC降低效果不突出，但由于无需设备改造，能够在短期内实现VOC的降低，适合于改造前的临时过渡。

各种技术方案自身都有着比较明显的局限性，显然免中涂的前景最为诱人。无论从能耗和污染物排放的降低，还是节省初始投资和运营费用，都有着无可比拟的优势。为了扩大其使用范围，BASF及杜邦公司在不遗余力地进行进一步改进。通过实验得知，免中涂工艺的最终外观质量与底材（此处指电泳）的外观质量（一般用粗糙度来表

示）相关。当底材的粗糙度达到0.3Ra（量程为0.8mm）及以下时，免中涂工艺（需使用专用的涂装材料）与传统的3C2B工艺漆膜外观几乎相当。可见免中涂工艺对底材的要求远比传统3C2B工艺苛刻。如果能够提高底材的质量，那么免中涂工艺的应用范围就可大大拓宽。以BASF的ColorPro为例，试验证明，除了外观与采用标准3C2B 工艺略有差异外，其余性能均能满足要求。

4.涂装设备技术的应用分析

4.1节能型烘干炉及UV固化技术

双固化清漆在工艺、涂膜性能、经济、环保等方面体现出的优点如下：一是施工工艺方面，同时使用UV和热固化工艺，可以在很大程度上提高内表面及阴影区域的涂装性能。二是表现出良好的涂膜性能，对于外观装饰方面，发挥了一定的作用，而且涂抹在抗划伤以及耐腐蚀方面，都表现出了其良好的性能。三是经济性能良好，因为使用了该材料后，可以减少烘干室的长度，堂设备的投资费用大大降低。四是环保方面，双固化清漆在VOC的排放量方面能够进行很好的控制。

4.2新型干式漆雾捕集装置

作为除净喷漆室排风中漆雾的干式分离技术起到了很大的作用，这种技术不会产生特殊的垃圾，能够自很大程度上节省水资源以及能源。并且这种技术能够很巧妙的与机器人及喷涂参数进行匹配，能够做到循环利用风，无需进行追加过滤，并且不要考虑不时的向喷漆室提供新鲜的空气。分离技术采用全自动的工作方式，在分离过程中，

无需用到水和化学用品，能够节省30%的能源，并且经过一定的排风，可重复利用。这在很大程度上为降低厂房及相关设备的投资提供了很大的可能性。并且降低了材料及其维护费用。一旦使用这种新的喷雾捕集方法后，涂装过程中产生的单车成本（CPU）能够降低10%。这在捕集喷雾的工艺方法中，表现出最好的环保性能。

4.3车间空调系统的使用

汽车涂装车间的送风系统主要是使用控制温湿度的中央空调系统。中央空调系统一般由进风段、初中效过滤段、加热段、表冷段、自控加湿段、风机段、均流段、消声段、终中效过滤段、出风段（含多叶调节阀）等组成；温湿度自动控制。排风系统一般采用大功率的防爆风机，送排风系统一般均采用软启动变频控制。涂装车间的中央空调系统可以选择高效率的电动机、风外机，在部分排风量及排水量的回收利用上要进行重点考虑。采用回收的80摄氏度的冷凝水可以对空气进行喷淋、加温以及加湿，这使得蒸汽以及水的用量大大的降低。

五、结束语

目前我国的汽车涂装生产仍然会带来高耗能、废水、废气和废渣的环境问题，这在某种程度上阻碍了汽车工业的发展，因此我们要及时采取新型有效的涂装工艺及材料，保证节能及环保。

参考文献

[1].GB18075-2000汽车制造厂卫生防护距离标准

[2]曾辉，郑磊，王传军，等.节能型轿车涂装车间的规划和管理