环保汽车涂装技术的发展前景

　　【摘 要】当今社会汽车工业高速发展，汽车涂装作为汽车生产工艺中重要的一个环节，也在各方面快速发展。但在重视可持续发展的今天，节能环保成为涂装工艺中一项重要指标。本文介绍了当前汽车涂装的一些新技术，并对其发展趋势进行了分析。
　　【关键词】汽车涂装 清洁生产 涂料 VOC排放
　　
　　一、表面处理
　　
　　当前，国内厂家普遍采用的前处理工艺：预清洗→预脱脂→脱脂→一次水洗→二次水洗→表调→磷化→三次水洗→四次水洗→一次纯水洗→二次纯水洗。
　　这种工艺主要存在以下缺点：
　　（一）能源消耗大：脱脂、磷化的工作温度一般为40~50℃，在给槽液加热中，同时也有大部分热由于管路及槽体保温不佳而损失。
　　（二）有大量的含磷、氮、铬等元素的废水排放。
　　（三）生成锌盐磷化膜时产生的磷化渣，需作为废弃物处理。所以，耗能小、无污染的材料，是当今前处理发展的主要趋势。
　　虽然近年来为贯彻清洁生产标准开发了许多新的处理药剂和技术，如无磷无氮生物分解型脱脂剂、长效表调剂、低温低渣磷化处理剂、无亚硝酸的有机促进剂、无铬钝化和无钝化技术等，但传统的磷化处理受锌盐磷化处理剂的本质所限，以上缺点仍不能解决。为适应更高的环保节能的要求和简化工艺降低成本的需求，国外开发成功不用磷酸盐的涂装前表面处理技术。
　　以Chemetall公司开发成功的最新的预处理术——硅烷技术为例。这是采用OXSILAN超薄的似磷化晶体的三维网状结构的有机涂层，同时界面形成的Si-O-Me（Me为金属阳离子）共键分子间力很强，与金属表面和随后的涂膜形良好的附着力。它与锌盐磷化处理相比，具有保、节能、操作简便及成本低等优点。硅烷预处工艺无需表面调整和钝化工序，可缩短工艺时和设备长度，现有前处理设备不用改造，仅需要换槽液即可投产应用，适用多种金属底材（冷板、镀锌板、铝板）的混线处理。处理膜重20~40 mg/m²有机组份，40~80 mg/m²无机组份硅烷OXSAM9812预处理工艺参数：时间2 min25~45℃，处理方式为喷淋或浸渍，pH值3.5~4.5。这种硅烷技术已应用于汽车轮毂的生产。
　　
　　
　　论文检测天使-免费论文相似性查重http://www.jiancetianshi.com
二、电泳
　　
　　现今全世界90%以上的汽车车身采用CED涂料，为适应环保节能的要求，已实现了低温化、低VOC化、无铅化及低加热减量化，开发了高泳透力、锐边耐蚀型等CED涂料。为进一步简化工艺、降低涂装成本，正在开发研究超高泳透力CED涂料和耐候性（耐UV）优良的CED涂料。
　　（一）超高泳透力CED涂料
　　为使汽车车身内表面的阴极电泳涂膜厚度达到10μm（耐蚀性要求的膜厚），习惯做法是延长电泳时间（由3 min增到4~5 min），提高电泳电压和车身外表面的膜厚。目前，PPG公司与丰田公司合作，正在开发超高泳透力涂料。丰田公司要求车身内腔膜厚10μm，外表面达到15μm，即内腔达到基本保护的要求下，外表面没必要用太厚的电泳膜。这样既可以减少涂料的使用量，也可减少VOC的排放量。现在涂装成本可降低10%，目标是降低20%。
　　（二）耐侯性（耐UV）CED涂料
　　为确保CED涂料的耐蚀性，多使用环氧树脂，它易受光老化，耐侯性不佳。为适应简化工艺，无中涂的两涂层涂装体系的需要，开发采用表面平滑性好的耐侯性（耐UV）CED涂料。耐侯性CED涂料有2种类型：一种是丙烯树脂CED涂料，另一种是层分离型高耐侯性CED涂料。后者是利用溶解性参数的差异，2种相溶性低的树脂配合电泳涂装后，在烘干过程中在膜厚方向产生层分离，在一道工序中使耐侯性和防蚀性并存，使其上层不仅具有耐侯性，还具有耐崩裂性，才具有用于无中涂的涂装体系的可能性。
　　2005年，欧洲已全部使用无铅电泳漆，到2015年，将全部转向耐侯性（耐UV）电泳漆。
　　
　　三、PVC涂料
　　
　　PVC涂料是以聚氯乙烯树脂为主的塑料溶胶涂料，属无溶剂涂料，固化条件为温度110~ 140℃，加热10~15 min或随中涂、面漆一道烘干。在轿车车身涂装工艺中，PVC涂料作为填密缝隙用密封胶和车底涂料，以提高车身的密封舒适性和车身底板的耐蚀性和抗石击性。PVC涂料的主要发展方向是低密度化，其密度由1.4 g/cm²可降到0.8 g/cm²；其次是提高其与中涂、面漆的相溶性。
　　近年来国外公司在开发自干型（空气干燥）无PVC的车底涂料、焊缝密封胶替代现用的PVC系列的车底涂料、焊缝密封胶。日本丰田公司正在开发湿气固化（Moisture cure）聚氨酯系列车底涂料，是一种橡胶型弹性变形材料，不含PVC、重金属和溶剂，是自干型，不需烘干。在车身涂装合格后涂布。它具有耐崩裂性和防声阻尼功能。
　　
　　[8]电大学习网.免费论文网[EB/OL]. /d/file/p/2024/0425/fontbr />　　四、中涂面漆（罩光）
　　
　　汽车涂装中排出的VOC主要来源于涂料和喷具的清洗，在汽车涂装线上VOC的排出比例中，中涂和面漆分别占到了19%和36%，两者在VOC排放量中占全部排放量的55%，所以控制VOC的排放，主要在于控制中涂和面漆的VOC排放，减少VOC排出量必须更新采用环保型涂料。属于环保型涂料的有水性涂料、粉末涂料和超高固体份涂料。
　　在欧洲，水性涂料的应用较普遍，一代中涂（水性、粉末）已经开始被低成本转换概念（LCCC）二代中涂（低膜厚水性中涂和低膜厚粉末）所替代，烘干规范和溶剂型完全相同（20℃晾干6~8 min、升温6~8 min、160℃保温12~15 min），外观质量优于 论文检测天使-免费论文检测软件http://www.jiancetianshi.com
第一代；宽施工窗口（50%~80%RH、20~32℃）的金属和塑料通用的水性底色漆开始应用，底色漆喷涂与罩光漆之间不需要红外烘干和冷却，可以降低设备和生产运行成本；双组份高固体份溶剂型或水性清漆应用比较普及，在适应VOC排放要求的同时，抗擦伤性能进一步提高；粉末罩光漆的应用不断改进已经成熟，将进一步推广。为了适应不断提高的环保节能的要求，目前，中涂和面漆开始向简化工艺方向发展。
　　
　　五、结论
　　
　　
论文检测天使-学术行为不端检测免费软件http://www.jiancetianshi.com
综上所述，未来的汽车涂装在不断地提高涂膜耐蚀性、抗石击性及装饰性同时，也一定朝着环保、节能的方向发展。主机厂要与世界上知名的化学品供应商、设备供应商合作，建立巩固的战略伙伴关系，开发出更简化的、更节能、更环保的工艺产品。
　　
　　参考文献：
　　[1]陈慕祖，周杰.硅烷技术—磷化技术的革命性变革[C].中国汽车工程学会装涂分会，2007.
　　[2]王树孝，张东，马金胜.汽车涂料的研究方向[J].汽车工艺与材料，2006，(10)：27-28.
　　[3]吴涛.汽车涂装的国内外发展动态[J].汽车工艺与材料，2006，(9)：29-34.
　　[8]电大学习网.免费论文网[EB/OL]. /d/file/p/2024/0425/fontbr />