汽车涂装线高固环保蜡改造

占早华，杨报军，高文化，许淑娟

（奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241005）

据统计，汽车制造过程的VOC(挥发性有机化合物)排出量的90%以上来自涂装工程，传统的涂装工艺越来越难以满足成本和VOC排放的要求。如何在不影响质量的前提下降低生产成本、削减VOC排放是每个汽车企业都要面临的问题。

奇瑞公司近几年响应国家政策，已于在产老涂装生产线的VOC排放方面做了大量工作(如高固油漆材料应用、静电枪喷涂、末端治理等)，现阶段已将原有低固含溶剂蜡切换成高固含环保蜡，继续降低VOC排放量。在此背景下，拟对在产老涂装生产线供蜡、喷蜡设备进行适应性改造，改善环保蜡的喷涂效果，进一步降低汽车喷蜡过程的VOC排放，减轻环境压力，以求获得更大的环保效益，彰显公司的社会责任。

1 技术方案

几种不同类型的蜡产品的大致成分如图1所示。目前行业使用的大部分为溶剂型低固含蜡，VOC产生量及排放量偏高，不仅污染环境，而且对人体呼吸系统及眼睛产生刺激。高固含溶剂蜡内仍有一定量的溶剂，而高固含环保蜡不含溶剂，挥发残留大于95%。

图1 高固环保蜡与溶剂型产品的成分对比Figure 1 Comparison in composition between environmentally friendly high-solid-content wax and solvent-based counterparts

为了降低VOC排放，行业内一般是通过更换成VOC含量低的材料和改造喷涂设备来解决。传统低固含溶剂蜡的VOC含量在60%以上，在配合传统无气喷涂方式的情况下喷涂质量也比较差。混气喷涂的主要目的是令喷涂过程中雾化更均匀，让有限的蜡在被喷涂的区域内形成均匀的膜。目前行业使用的喷蜡设备对比见表1。

表1 目前行业使用几种喷蜡设备的优缺点Table 1 Comparison of wax spraying equipment currently used in the industry

根据各厂家高固蜡的材料特性及施工要求，涂装车间现有的供蜡设备及喷蜡工具必须进行适应性改造，主要改造内容详见表2。

表2 主要改造内容的前后对比Table 2 Comparison of main contents before and after reformation

(1) 供蜡模组改造：由于环保蜡长时间接触氧气会产生氧化结皮，原有敞开系统需改造成封闭系统，并加装氮气密封设备，配套的液位计、搅拌器均需改造。

(2) 加热改造：高固环保蜡喷涂时对温度有更严格的要求，原有管路加热部分的加热能力不足，需要在模组和终端增加加热设备，供蜡间及工位环境温度控制设备也需作出相应改善。

(3) 喷蜡设备更新：环保蜡需要采用混气喷蜡工艺才能达到更好的喷蜡效果，因此原有的无气喷蜡枪站需要改造成混气枪站。

2 喷蜡验证

2.1 无气喷蜡

采用无气喷涂时，雾化面积和流量都比较大，容易过喷而产生堆积、滴蜡等不良现象，不易操作。膜厚不均匀，有局部漏喷。

侧裙内喷蜡不能完全覆盖主要是由于喷蜡操作的随机性，所产生的效果也不一样，均匀度非常差。纵梁内喷蜡不能完全覆盖主要是由于中间隔板遮挡，蜡堆积较严重。车门内喷蜡不能完全覆盖对接缝隙主要是由于车门结构存在遮挡，目前操作无法实现全覆盖。

2.2 混气喷蜡

混气喷蜡时材料流量小，雾化均匀，雾化面积可调，喷嘴可以按照产品特点开发，流量可控，容易操作，可以做到混气喷蜡膜厚均匀，且喷蜡部位全覆盖。

无气喷蜡与混气喷蜡的实施效果如图2所示。传统溶剂型蜡与高固蜡的喷涂对比详见表3。

图2 无气喷蜡和混气喷蜡的实施效果Figure 2 Effectiveness of airless (a) and air (b) wax spraying processes

表3 传统溶剂型蜡与高固蜡的对比Table 3 Comparison between traditional solvent-based wax and high-solid-content wax

3 存在的问题

3.1 混气枪内喷嘴易堵塞

其主要原因是老管路清洗时间短，有残留和杂质，清洗周期延长。建议过滤设备全部换新。

3.2 枪及连接管路较重

其主要原因是混气枪本身较原无气枪更重，且管路较多。建议现场吊挂滑轨整改，并增加平衡吊机构。

3.3 枪及枪嘴等无备用件

其主要原因是未考虑易损件。建议协调资源，申请备件，确保生产，日后类似情况需同步考虑易损件。

4 注意事项

4.1 使用环境

环境温度要求是15 ~ 30 °C。

4.2 使用过程

(1) 蜡必须连接搅拌驱动。

(2) 搅拌器必须保证干净、无污染。

(3) 设定好搅拌速率，确保缓慢均匀地搅拌。

(4) 预搅拌时间：对于初次使用，取决于储存时间及温度，一般不短于2 min；每班搅拌也不得短于2 min。

(5) 由于产品长时间接触氧气会产生氧化结皮，因此搅拌前必须先将结皮清除，避免结皮混在产品里堵塞管道。

4.3 喷蜡设备

(1) 压缩空气需进行除水、除油等净化处理。

(2) 储蜡罐需要有氮气或氩气等惰性气体保护。

(3) 蜡可通过200 μm的过滤网过滤，避免结皮混入后堵枪。

(4) 停工检修期间可以用塑料薄膜将储蜡罐的蜡表面覆盖。重新开工前，将塑料薄膜去除后再进行搅拌。在停工前要用溶剂清洗喷涂系统。

4.4 其他

建议蜡在开桶后尽快使用，避免开而不用或用半桶剩半桶。

如果需要开桶检测蜡，需当天用掉或重新充入氮气或其他惰性气体进行保护。

5 结语

实验室测试及实际应用证明，空腔内实现连续、均匀蜡膜的关键是将空腔蜡很好地雾化。使用合适的喷嘴及喷涂设备(无气或油气混合泵)可以达到理想的喷涂效果。在实际应用过程中通过不断完善、优化喷嘴结构设计，令设备及材料参数相互配合，最终可以达到理想的喷涂状态和效果。