汽车涂装生产线VOC减排改造工艺选择

张大军 （上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007）

涂装技术

汽车涂装生产线VOC减排改造工艺选择

张大军 （上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007）

综合比较汽车涂装老生产线VOC减排的各种改造工艺优缺点，确定了最终的改造工艺方案。

汽车涂装；生产线；VOC减排；改造工艺

0 引言

挥发性有机化合物（VOC）是主要的大气污染物，目前我国已制定了一些法规限制VOC的排放，部分地区已经参考国际上比较严格的标准制定了地方标准。

汽车涂装中的VOC主要来自涂装中涂和面涂区域，在各种中涂漆和面漆涂装工艺中，低固体分色漆工艺无疑是VOC排放最高的。上汽通用五菱公司2008年以前投产的涂装车间均采用低固体分色漆工艺。随着人们环保意识的增强以及环保法规日趋严格，降低VOC的工艺改造迫在眉睫。分析了各种不同低VOC工艺改造方案的优缺点，作为老涂装车间工艺改造的选择依据。

以某车型低固体分涂料实际用量为基础，计算不同涂装工艺VOC的排放量，结果见表1。

表1 不同涂装工艺的VOC排放量比较 g/m2Table 1 The VOC emission comparison of different painting technology

1 不同工艺改造时间、成本和运行成本比较

基于一个典型的传统溶剂型3C2B涂装工艺生产线进行分析，假设此生产线已经预留水性漆改造空间，无密封胶烘炉；采用机器人喷涂外表面，采用手工喷涂内表面；设定产能为80台/h。不同工艺改造时间、成本、运行成本比较见表2。

表2 不同工艺改造时间、成本和运行成本比较Table 2 The comparison of modification time，cost and operation cost of different technology

由表1、2可见：虽然高固体分涂料VOC排放量略高，但是对于老生产线改造而言，其具有最佳的改造时间、成本和运行成本优势，值得进一步研究和应用。

2 改造工艺方案

2.1 改造背景

上汽通用五菱公司西部涂装车间建于2005年，2008年改造后产能扩充1倍，达到80台/h。虽然涂装车间建有75 m高的排气烟囱，但是随着公司周边居民区的发展，居民投诉频次和总量日渐增加，有机废气排放受到很大限制。

2.2 试验方案

采用某厂高固体分色漆和高固体分清漆进行试验发现：在施工黏度下，某厂银色水性高固体分（45%）色漆和低固体分（18%）色漆的黏度（分别为17 s，13 s）相差不大，且未超出喷涂和涂料输送设备能力，因此决定不改造老机器人喷涂流量控制阀门，进行试喷。

按照低固体分涂料流量的40%，设定机器人的流量参数；旋杯转速和成型空气采用与低固体分涂料相同的设定参数。喷涂设备为Fanuc P500机器人，雾化器为Fanuc VersaBell II。喷涂过程中未发现异常，表明老设备不改造即可试喷高固体分涂料，同时发现其涂膜厚度高于低固体分涂料。分析认为，流量降低后，涂料的利用率提高。

2.3 批量生产工艺调试

2014年12月，银色高固体分金属闪光漆成功上线，通过工艺优化调整，涂料的用量比预期低。高固体分、低固体分涂料喷涂参数比较见表3，图1、2。

表3 高固体分、低固体分涂料喷涂流量比较Table 3 The comparison of spraying flow between high solid content coatings and low solid content coatings

图1 机器人喷涂涂料用量对比Figure 1 The comparison of coatings’ amount for robot spraying

图2 实车喷涂银色各涂料体系的橘皮比较Figure 2 The comparison of orange peel of various silver coatings system for automobile painting

采用高固体分涂料后，机器人喷涂涂料用量下降56.7%，使涂料的VOC排放量显著削减。

从橘皮测量结果看，相对于低固体分涂料和水性3C2B涂料体系，高固体分涂料的外观有一定的下降，略优于水性3C1B涂料体系。

2.4 其他问题

除银色高固体分涂料外，上汽通用五菱公司还有另外3种颜色的高固体分涂料完成切换，目前高固体分涂料和低固体分涂料共线使用，但在使用过程中存在以下一些问题值得关注：

（1） 密封胶兼容性问题：在涂膜较薄且不易成膜的部位（如轮罩部位），密封胶会干扰涂膜固化，导致密封胶表面涂料发黏。此问题通过更改密封胶配方加以解决。

（2） 重喷返修问题：对于固体分高（55%）的本色漆（白色），面漆固化后，再重喷面漆时，出现无法浸润的情况。此问题通过改进涂料配方和增大喷涂膜厚加以解决。

（3） 涂料兼容性问题：观察到高固体分清漆和低固体分清漆存在不兼容问题，会产生缩孔缺陷。

3 结语

综合比较以上各种改造工艺的优缺点，对于产能不高的老涂装车间改造，采用溶剂型高固体分涂料体系是更加经济和快速的环保解决方案。

1 Hans-Joachim Streitberger，Karl-Friedrich Dössel. Automotive Paints and Coating［M］. Germany：Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA，2008.

2 王锡春.汽车涂装工艺技术［M］.北京：化学工业出版社，2004：88-93.

The Choice of the Improvement Process for VOC Reduce of Automobile Coating Production Line

Zhang Dajun （SAIC-GM-Wuling Automobile Ltd.，Liuzhou Guangxi，545007，China）

Compared the advantage and disadvantage of each improvement process for VOC reduce of old automobile coating production line，the final improvement process scheme was determined.

automobile coating；production line；VOC reduce；improvement process

TQ 639

A

1009-1696（2017）01-0037-03

2016-10-07

张大军（1980—），男，大学本科，工程师。主要从事汽车涂装中涂、面漆工艺制定，涂料选择和测试，新技术、新工艺的验证和引入，涂料性能和成品漆膜技术指标的制定工作。