浅谈取消BC1免中涂工艺

李 雷，赵 哲，刘春良，薛 杰，苗天浩

（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）

0 引言

近几年，节能环保、降低成本、提高品质是汽车制造行业的热门话题，也是汽车业主要的研究方向；在整个涂装工序中，中面涂工艺自动化程度很高，缩短线体长度，可减少机器人数量，减少前期设备投资和后期运行成本。随着涂装工艺的快速发展，新型材料越来越多，从湿碰湿工艺（免中涂，带预喷涂）到无B1工艺（无中涂，不带预喷涂），色漆涂料不断更新，使色漆层具有抗紫外线的能力，完全去除了中涂喷涂工艺，大大缩短了喷涂流程。

无B1工艺技术前景广阔，工艺简洁、环保，未来势必将进入各大整车新老工厂的参考范围，也将成为各大涂料生产厂家的重点开发项目之一。BKNP（凯柏立邦）法国在该领域已经取得了阶段性突破，从2012年起已经在PSA（标致雪铁龙）和VW（大众）工厂批量供货多个颜色。各材料厂家都在致力于无B1产品的认可，把握住尖端的技术要领，掌握各项性能测试方法、配方调整能力以及产品调试经验，熟练应用喷涂工艺，为全国各地新老工厂提供满足客户要求的产品。

1 无B1工艺简介

无B1工艺是指采用一种材料能实现所有功能（表面填充功能＋装饰功能）的新工艺，在免中涂的基础上可进一步节能降耗，优化喷涂流程，降低成本。取消中涂，又要具有中涂功能，为解决这一问题，各大涂料厂商通过不断调整色漆配方和工艺参数，使具有抗石击性、耐紫外线、耐腐蚀性、初步着色、覆盖底材（电泳，钢材，塑料等）的涂料与具有装饰功能的涂料得以集成，一种涂料实现所有功能（多样化功能）。

无B1工艺的开发理念：省去中涂喷漆室、省去中涂闪干区域和烤房、省去中涂打磨区域、有效减少汽车厂VOC（挥发性有机化合物）排放、有效降低整车漆膜膜厚。采用无B1工艺所带来的经济效益：新线——减免了与中涂相关的一切基础投资，并且节约运营成本；老线——能够利用原中涂的基础设施来扩大产能，节约投资成本＞25%，运营成本＞30%。降低环境影响：减少能源消耗25%～30%，减少涂料消耗＞25%，减少CO2排放15%～20%，减少废弃物20%～25%。

2 传统3C2B工艺、B1B2工艺、无B1工艺对比

2.1 传统3C2B工艺

传统3C2B工艺流程：电泳（烘烤）→中涂（烘烤）→色漆（预烘干）+清漆（烘烤）。

2.2 B1B2工艺

B1B2工艺流程：电泳（烘烤）→色漆1+色漆2→预烘干→清漆（烘烤）。

B1B2工艺与传统3C2B工艺对比：（1）B1B2工艺取消了中涂喷涂和烘烤工序，缩短喷涂流程，减少车间作业人员；湿碰湿烘烤，降低能耗；（2）色漆层增加功能层BC1，替代中涂，具有抗石击性、抗紫外线（可见光）性、覆盖底材和初步着色等功能；（3）膜厚降低：传统3C2B工艺总膜厚在100～110 μm，B1B2工艺膜厚可控制在80～90 μm，降低材料成本。

2.3 无B1工艺

功能简介：“特殊”色漆=BC1+BC2；多样化功能：表面填充功能（抗石击性、抗紫外线、可见光性、耐腐蚀性、覆盖底材和初步着色）、装饰功能（颜色、效果）。无B1工艺相对B1B2工艺减少了BC1外板喷涂，喷涂流程进一步缩短，喷涂机器人减少。

2.4 成本对比

无B1工艺与3C2B工艺及B1B2工艺相比可省去中涂或B1涂层材料，整车膜厚分别可降低30～40 μm或15 μm，单车预计材料成本可节省约20%。3种工艺各涂层的膜厚对比见表1。

表1 3种工艺各涂层的膜厚对比Table 1 Film thickness of each coating comparison of three processes

无B1工艺可减少大量设备初期投入及后期维护成本，相对于传统的3C2B工艺可省去中涂线及中涂打磨线的设备及操作人员的成本投入，对于B1B2工艺，可省去一站B1外板喷涂的设备投入。

更紧凑的工艺意味着喷漆室、循环水池、空调的整体运转能耗下降，同时更薄的涂层也降低了烘干过程中天然气的消耗。从材料消耗、设备投入、人员投入或能源消耗各方面而言，无B1工艺与现有的3C2B或B1B2工艺相比，都具有明显的优势。

3 无B1工艺配套要求

3.1 底材要求

由于无B1工艺综合膜厚更薄，缺少了中涂或B1的填充作用，其对底材的平整性要求就更加苛刻。要求底材电泳后粗糙度Ra＜0.3 μm（取样长度：2.5 mm），不同电泳粗糙度对色漆外观的影响见表2。

表2 不同电泳粗糙度对色漆外观的影响Table 2 Effects of different electrophoretic roughness on the appearance of color paint

对于需打磨的区域，电泳的表面张力和粗糙度不一样，容易出现痕迹，因此需对电泳瑕疵进行细打磨，避免出现打磨痕，推荐使用600#或800#砂纸；对于白车身，前处理和电泳质量有明确的质量要求，一般建议白车身Ra＜1.1 μm（取样长度 ：2.5 mm），避免条纹、缩孔、脏点，针孔。因为没有中涂烤房，密封胶在喷涂色漆前需要烘干（因现阶段使用的密封胶固化时间长，仅依靠面涂烤房无法实现密封胶的完全固化，故密封胶烤房是必需的），色漆上线前必须在预烘干的密封胶上测试其配套性。

3.2 清漆要求

在喷涂过程中，必须对色漆膜厚进行控制，以保证UV穿透率；同时无B1工艺在中涂缺失的情况下，喷完色漆的表面粗糙状态要差于传统工艺，故清漆的选择至关重要。传统使用的单组分清漆在配合无B1工艺时，外观非常不理想，故需用双组分清漆进行弥补，从而在现有工艺下达到最佳外观。双组分清漆较单组分清漆的优势主要表现在光泽度更高，且其耐划擦性能要明显优于单组分清漆，在受到轻微划擦后划痕可自行恢复。

4 技术限制

中涂层在传统工艺体系中是非常重要的，主要有5大功能：遮蔽缺陷、填充、抗硬物冲击、吸收紫外线、散色。如果取消中涂层，紫外线辐射会导致电泳层粉化（电泳层主要成分是环氧树脂），直接引起电泳层和上一涂层（色漆层）间的附着力变差，最终导致面漆层龟裂和脱落。粉化程度取决于：辐射量、能量［辐射的波长，主要是在紫外区域（180～400 nm），可见光区（＞400 nm）也有影响］、电泳质量（形成自由基的倾向）。因此，无B1产品必须确保对紫外光的透过率。

紫外区域波长最大到380 nm的短波辐射都会被颜料或清漆中的抗UV组分所阻挡，所以寻找开发合适的紫外光吸收剂就非常重要。目前各涂料厂家基本可以实现黑实色漆的开发，其他颜色，如红、银、蓝等由于遮盖力差，尚无法做到去除B1涂层，白实色漆在高膜厚的情况下也可实现取消B1涂层。

5 结语

无B1涂装工艺作为目前汽车制造行业中最新的涂装技术之一，从经济、环保、科技、性能方面越来越得到汽车制造厂商的认可和应用。经济性：减少工艺成本，提高工艺效率，缩短喷涂流程。环保性：减少喷涂的VOC排放，减少废弃物，减少CO2排放。科技：集成一种材料实现多重功能（表面填充功能+装饰功能）；性能：满足客户的质量需求，具有不弱于现有工艺的性能。

汽车制造厂商应认真研究、切实掌握无B1工艺及可能影响涂装质量的缺陷因素，从不同维度的失效起因进行分析，不断调整生产、检查工艺及方法，解决低遮盖力颜色耐紫外线问题，生产出更安全、品质更优良的产品。同时材料供应商也需不断开发更加鲜艳的颜色品种，将无B1工艺涂装推广到更多的工厂。