水性免中涂技术在涂装工艺中的应用研究

王飞,宋国华,刘雷

(长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

水性免中涂技术在涂装工艺中的应用研究

王飞,宋国华,刘雷

(长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

通过与传统3C2B工艺进行比较，重点介绍水性免中涂工艺的流程，分析水性免中涂工艺的过程控制难点、水性免中涂工艺在经济性及环保等方面的优势，并介绍了水性免中涂工艺在国内外的典型应用情况。

水性免中涂技术；环保；乘用车；汽车工业

0 引言

汽车行业最大的污染、耗能工艺首先令人想到是涂装，国家对环境法规的执法力度趋于更加严格的现实情况，是每一个主机厂都不得不面对的。为规避法律法规风险，对涂装工艺加大整改力度，使用更加节能、清洁、环保、低成本的涂装工艺是主机厂不二的选择。免中涂工艺不仅可以满足国家构筑“节约型、环境友好型社会”的发展目标，并且在减少设备投入，降低耗能、VOC排放量的方面更具优势。文中就长城汽车在推广应用免中涂技术的过程中，所作的生产线工艺设计、材料选择、风险识别等方面的工作进行了研究，以期抛砖引玉，将免中涂工艺向更大的范围内加以推广。

1 免中涂技术概述

大气环境污染状况不断发生，空气受到北方雾霾的影响越来越大，国内环境意识不断增强，“环保、高效、低成本”的绿色涂装概念不断被涂装新技术实现。

众所周知，涂装是汽车四大工艺中耗能最大的工艺。为最大限度降低能耗、控制生产制造过程中的成本，涂料供应商联合主机厂一直致力于各种新材料新工艺的研发及应用。

免中涂工艺不仅降低涂装制造成本，同时对降低涂装VOC排放量有积极作用，符合日益严苛的国家、行业VOC排放要求，是涂装工艺实现“绿色涂装”的有力“助手”。

在节约资源、环保、节能减排、低成本、高产出、生态平衡可持续性等方面具备显著优势的免中涂工艺，以它独特的工艺路线、最小的设备改造代价逐渐在取代现有涂装线，是目前最具发展前景的涂装领先技术之一。

2 工艺对比

2.1 传统工艺与免中涂工艺对比

传统涂装工艺3C2B的工艺流程是经过前处理、电泳后，进行中涂喷涂，再经过烘干等工艺后，进行面漆和清漆的喷涂，工艺过程复杂，能源浪费的节点较多，不利于成本的管控，过程中VOC的排放量大。与传统涂装工艺相比，在取消原有中涂喷涂及烘烤工序的同时减少打磨工作量，提高单位时间内工时效率，实现3C2B转变为2C1B的工艺提升，湿碰湿烘烤，降低能耗，减少过程中VOC的排放量，关键是将第一道色漆涂料变更为功能涂料，在其中加入抗UV成分等，使得面漆涂层具备目前中涂的全部功能及色漆功能。传统涂装工艺(上)和免中涂工艺流程对比见图1。

免中涂工艺使用的面漆层(第一层功能层，第二层装饰层)在抗石击、抗UV(可见光)、填充性、预着色等方面丝毫不逊色于传统的油漆涂层，同样可以带给车身以色彩绚丽的艺术效果。

3 免中涂工艺的优势

免中涂工艺的优势主要集中体现在成本、环保两方面。

3.1 膜厚

涂料厂家虽然可以提供免中涂面漆，但在膜厚方面存在一定差异，作业完毕后的总膜厚对比传统工艺的总膜厚存在明显的下降，约可以降低10%～28%。

免中涂工艺膜厚与传统工艺膜厚对比见图2：传统工艺的清漆层在40～45 μm之间，加上色漆的10 μm、中涂的30～35 μm、电泳垂直面的20 μm，总膜厚为110～100 μm；而免中涂工艺中使用的面漆和清漆涂料的厂家虽然不同，但是膜厚通常都可以控制在80～90 μm之间，总计减少膜厚20～30 μm。膜厚的降低带来的是利润空间的提升。

3.2 工序减少

免中涂工艺流程中取消了中涂工序，并且省去了与车身中涂相关的一系列设备和人员，节约了人工成本和设备采购、维护等成本。例如，省去了中涂喷涂机器人、中涂漆的输送系统、中涂漆调漆系统、中涂漆烘干系统和烘干设备及运维成本，并且省去中涂打磨、擦净区等工序，减少涂装生产线体的长度和占地面积，中涂工序人工成本及其他辅助的生产成本全部可以一并取消。保守估计可以减少涂装车间能耗的30%。

3.3 污染物排放减少

油漆消耗、溶剂消耗、溶剂的排放、工艺能耗等方面，免中涂工艺均比其他现有工艺有优势。作为汽车行业重点工序的涂装工艺，也必须响应环境保护要求的发展趋势，环保高效低能耗的涂装新技术在不断提高涂装品质、降低涂装能耗方面发挥了越来越大的作用，免中涂工艺在这样的大背景下将会得到更广泛的应用。

从表1中的数据对比不难看出免中涂工艺的优势，特别是在溶剂消耗、能源消耗和喷房溶剂排放方面，免中涂工艺的优势更为明显。

表1 溶剂型传统工艺和免中涂工艺能耗、物料消耗对比

4 应用及需解决的问题

4.1 免中涂工艺的应用

杜邦、巴斯夫、PPG等各大涂料生产厂家均在开发和推广免中涂面漆，并且根据各自产品的特性，相继开发出一系列的喷涂施工工艺。例如，杜邦在开发出的免中涂面漆的工艺中提出Eco-Concept工艺、BASF(ProⅠ,ProⅡ)，目前已经在湖北神龙汽车厂实现实用化。类似的免中涂工艺方式像巴斯夫和PPG(B1B2工艺)都有开发和实际应用的例子，都已经在国产自主品牌江淮汽车、奇瑞汽车等工厂得到应用。

据报道：江淮汽车将免中涂工艺应用在年产24万辆车身的涂装车间，并且使用水性免中涂工艺的涂装线量产车身的外观良好，主要参数NVP、橘皮等均能达到乘用车外观的相关工艺要求。

免中涂工艺在国内外均有主机厂应用的实例，并且在新工厂在规划和建厂选择工艺方面都首选节能环保的新型技术。免中涂工艺将逐步作为主流涂装工艺方式运用于各主机厂涂装生产线。

4.2 免中涂工艺需解决的问题

尽管免中涂工艺技术的应用趋势逐渐明朗化，但由于其总膜厚降低，取消中间涂层，这样的工艺对于现场管控和实际操作来说存在一定的风险。

4.2.1 对车身表面的要求更高

电泳后的车身，车身表面平整度和打磨痕要求尽可能地平滑，且在电泳打磨工序中取消刮灰工序，否则刮灰的痕迹也就是腻子疤会直接透过面漆层反应在外观上，这对非专业人员来说都是非常容易发现的，所以需严格控制车身表面的质量，控制钣金件在运输、焊接等过程中的细节，相较于传统的涂装工艺来说就需要特别加以关注。

4.2.2 电泳膜粗糙度控制

电泳漆膜表面粗糙度也会直接透过面漆影响车身外观，电泳膜与前处理效果、车身钣金件质量、车身总铁粉含量、电泳后清洗、烘干等工序息息相关，无形中增加管理成本和难度。

4.2.3 车身外观面环境耐久性

所谓耐久性，也就是耐候性，特别是抗紫外线成分、耐老化成分等必须添加在面漆中，来保护电泳漆不被破坏，而面漆中添加过多的成分会造成烘干过程中的风险，造成缩孔、针孔、剥落等严重的外观质量问题。

5 结束语

免中涂工艺在简化标准工艺程序、节省设备投资、降低涂料耗量、低污染、低能耗、低成本、高产出和生态可持续性的方向具有良好的发展势头，随着免中涂工艺技术越来越多的应用，涂料供应商资源也在逐渐丰富，国外厂家的竞争力会随着免中涂涂料国产化而得到削弱，应用成本将会越来越平易近人。希望通过运用多种环保新技术使得涂装不再是冒着黑烟到处污染环境的高能耗低效率的代名词。

“中国汽车消费绿色指数”及2014年度汽车绿色度排名发布

近日，“多方参与和创新路径--法治中国的健康与环境议题”研讨会在中国传媒大学举行。会上，北京绿色金融协会联合湖南大学、清华大学以及北京理工大学正式发布“中国汽车消费绿色指数”及2014年度汽车绿色度排名。2014年度汽车绿色度排名旨在通过全面、客观地计算汽车产品全生命周期过程中所有资源消耗与环境影响，提出了量化的可供统一比较的绿色指数，以综合排序方式评估各车型的绿色度。中国汽车市场已成为世界公认发展潜力量最大的市场，中国汽车销售自2006年起连续五年居世界第一。但随着城市汽车销售量不断攀高，交通拥堵日趋严重，导致机动车长时间处于怠速状态，尾气污染物排放量剧增。推动汽车企业节能减排，促进中国汽车绿色消费，解决汽车发展与城市环境之间的矛盾已成为中国汽车产业的重大课题。针对国内汽车销量与保有量逐年递增的情况，要大力发展节能环保型汽车，减少温室气体排放，是未来汽车产业发展的必然选择。北京绿色金融协会相关负责人表示，希望该指数引领中国汽车产业自觉进行转型升级，大力研发新能源技术，推广绿色度高环保性能优良的车型，提高社会公众对可持续城市交通发展、健康出行重要性的认识，扩大公众对环境保护的参与度，改善空气质量和优化大气环境，实现社会与环境和谐发展。此次活动是由北京绿色金融协会主办，法国驻华大使顾山先生、亚洲清洁空气中心副执行总监格林达女士、佛吉亚集团首席执行官严德胜先生、国际清洁交通委员会创会主席麦克-沃尔什先生、国资委新闻中心副主任胡钰、北京理工大学兼职教授、低碳智慧研究院院长杜少中先生以及相关成员共同出席了此次活动。

来源：中国科技网

新技术驾乘体验带来全新感受

2014年12月9日至10日，由中国汽车技术研究中心和公安部道路交通安全研究中心联合主办的“2014(第五届)中国汽车安全技术发展国际论坛”在北京盛大召开。本届论坛以“车联网与智能驾驶”为年度主题，设置了汽车安全领域主题演讲、汽车安全技术驾乘体验和最新汽车安全技术发布三大板块，为了提升社会对于儿童乘车安全的关注程度，论坛还专门开辟了儿童安全乘车公益宣讲研讨会。包括政府管理部门、整车企业、零部件企业、汽车安全技术企业和主流媒体在内的300余位嘉宾齐聚一堂，全方位交流探讨我国汽车安全标准及管理政策发展方向、最新汽车安全技术发展动态，并亲身体验了先进汽车安全技术对行车安全的保障作用。

来源：中国科技网

StudyonApplicationofWaterborneFreeIntermidiate-coatTechnologyinCoatingProcess

WANG Fei,SONG Guohua,LIU Lei

(R & D Center of Great Wall Motor Company,Automotive Engineering Technical Center of Hebei, Baoding Hebei 071000,China)

Through the comparison with the traditional 3C2B process,the waterborne free intermidiate-coating process was introduced as a focal point.The process control difficult points,the economic and environmental protection advantages of the waterborne free intermidiate-coating were analyzed Finally,the typical application of the waterborne free intermidiate-coat technology in automotive industry was introduced.

Waterborne free intermidiate-coating process;Environmental protection;Passenger car;Automotive industry

2014-10-24

王飞(1979—)，男，学士，工程师，主要研究方向为涂装工艺设计、涂装新工艺应用和车身涂层性能试验验证。E-mail：ecgyyf@gwm.cn。