节能减排新工艺技术应用于汽车涂装的研究

杜华荣（沈阳华晨金杯汽车有限公司,沈阳110044）

节能减排新工艺技术应用于汽车涂装的研究

杜华荣
（沈阳华晨金杯汽车有限公司,沈阳110044）

为了迎合我国近来的工业发展需求，汽车工业无疑成为前景良好的产业之一。然而，汽车制造过程又应承受相关条例严格的环保标准考验。本文重点从汽车涂装环节展开，论述近来新的节能环保工艺在涂装中的应用，其中包括原材料、工艺、设备方面的改善。

节能减排；新工艺；汽车涂装

在我国汽车业高速发展的背景下，注重企业效益与环境影响统筹发展成为多数企业的发展瓶颈。工业污染对自然环境造成的不容忽视的影响，使得国内外都对节能减排这一课题高度重视。在汽车生产装配过程中，涂装是其中一个关键性环节，因为这一过程中产生的三废物质最多且能耗居高不下，因此涂装技术亟待改进。目前国际上提出了一些可行的节能、环保的新工艺技术，如若可以将之应用于汽车涂装，那么将大大改善汽车制造过程中的环境破坏问题。本文将首先说明国内汽车涂装的现状及与国外工艺的差距，进而从汽车涂装过程中使用的涂装材料、涂装技术与工艺、涂装设备几方面展开论述，探讨几项节能环保新工艺在汽车涂装过程中的可行性及其带来的优点与革新。

1　国内汽车涂装工艺现状

对于汽车生产装配整个程序而言，涂装是至关重要的步骤。无论是汽车防锈还是防蚀，都需要涂装保证其质量。目前，我国涂装生产线一般遵循的是市场化模式发展，每个企业在市场竞争中独立自主进行经营，由政府相关部门从旁进行宏观调控，行业内再作自律性规范。近几年，随着国内表面处理技术的迅速发展，涂装行业作为这一技术的代表性行业，它的下游产业如汽车制造工业也向着自主性、环保型、高技术方向转型。

整个汽车制造过程主要包括铸造、锻造、冲压、焊接、电镀、涂装等过程，而其中涂装这一环节的能耗在整体生产中所占比例高达60%。同时，涂装过程也是高污染过程，随着我国开始响应国际号召，对三废的处理要求日益严格，涂装新工艺的研究刻不容缓。自最近前瞻产业研究院发布的我国《涂装行业市场需求预测与战略投资规划分析报告》中可以看到，新规划中对汽车涂装技术的要求可以用“五E”原则归纳，即性能优良、节约资源、节省能源、施工便利以及环保卫。

在这样的要求下，国内涂装技术从涂装材料、涂装设备及涂装技术上均加快了研发速度，在一般性产业中能够基本满足要求。不过在汽车涂装时，因为对涂装技术要求较高，国内现下这一水平与国际上该技术的先进水平差距还很大，致使不得不采用一些国外技术与装备，这也要求我们加快研究汽车涂装新工艺。

在整个涂装过程中，对环境影响最显著的一个衡量指标是二氧化碳排出量。根据对我国上海临港的涂装线和一汽大众、广州本田等公司的调查，我国汽车涂装期间二氧化碳的排出量大致是日本的2～5 倍[1]。日本方面的新近研究称：其涂装工艺在节能方面又获得新突破，新工艺将能够使得其二氧化碳排出量降至目前的三分之一。对于我国汽车涂装工艺而言，相对日本、美国等国家更具发展潜力，因此在节能减排方面的提升空间也更巨大，这就促使我们要将更多目光投放在新工艺研发及应用上。

2　汽车涂装中的节能新技术

如上文所述，对汽车涂装技术的改进主要可从三方面考虑：涂装材料、涂装工艺及涂装设备。

2.1新涂装材料的应用

VOC是近年来国际上制定的一个新标准，即汽车挥发性有机物排放标准。目前我国虽然没有明确具体地制定该标准，但一直有对二甲苯这些有机溶剂的排放控制标准。上世纪90年代，德国率先研制水性技术，这一技术对VOC的排放有很好的控制效果，许多国家纷纷开始使用水性底色漆。我国虽也将这一技术投入了汽车涂装使用，但自主研发程度远远不够，如果能够研制出更多水性涂料用于中涂、电泳等，将对VOC排放实现强有力的控制。

除此之外，高固体分涂装材料也一直在研发之中。不同于水性涂料高投资的不足，它在能耗和投入上更占优势。据研究，每千克高固体分涂料的溶剂挥发总量可比普通涂料减少1/3或更多，我国东风公司目前就已将该涂料投入使用并取得良好效果。另外，目前新的关注点还包括硅烷前处理材料、粉末涂料、磷化替代技术、自干涂料技术等。

2.2新涂装工艺的应用

就最新的涂装工艺而言，类似PVC湿碰湿这样的工艺已经在许多车间得以成功应用，且材料以及技术上都渐趋成熟。对比而言，一些由国外提出的新技术却还可被进一步完善。

国内现如今在汽车涂装中主要采用的是传统的“3C2B”（三涂二烘）工艺，该工艺已被沿用几十年，经其改良出的“3C1B”工艺虽较“3C2B”节省了占地空间及烘干设备投资，但“3C1B”对中涂、板材、洁净度等条件的要求更高，使得一般汽车制造商因条件限制无法采用。随后，美国某涂料公司研发出“B1B2”工艺，将中涂这一工序丢弃，而把一道色漆改分为Base1与Base2两个涂层再作清漆和烘干处理。该工艺的涂装效果完全可以达到传统工艺标准，同时又能够较传统工艺节省成本材料，每年所能降低的能耗也可以达到25%左右。但是，要将这项工艺全面投入国内汽车涂装中，还需结合国内实际状况作验证及改进。

2.3新涂装设备的应用

涂装车间内包括涂装设备在内的许多设备都可以进行改进以达到更好的节能效果。已经采用的措施包括：将传统日光灯以LED日光灯代替以便节约成本及减少CO2排出量、采用机器人进行喷涂以便达到更高的涂着率及更细的雾化效果、采用RTO设备进行废气处理以便VOC氧化分解后再利用余热回收装置回收热量等等。此外还可循环使用喷涂室空调风，这样可以减少喷涂室约28%的新风送风量及能耗值。而空调热泵技术、干式喷涂室设备等新设备都可以达到降低成本和能耗的目的。鉴于一些更加先进有效的设备成本也较高，还无法广泛投入使用，这也是对目前涂装设备研发的挑战。

总之，尽管近年来汽车涂装工艺较传统工艺有了极大改进和提高，但一些新工艺技术在成本、质量、维护等方面还存在一些不足，并且国外的新工艺并不一定适用于国内汽车涂装实际情况，而更多的节能涂装新工艺还有待研发。汽车涂装新工艺的应用，将不仅实现减排与环保，同时也为厂家降低制造成本，打开企业与社会的“双赢”局面。

[1]王锡春.汽车涂装节能减排的新工艺技术[J].现代涂装,Modern Finishing,2012(04).