杜華榮（沈陽華晨金杯汽車有限公司,沈陽110044）

節(jié)能減排新工藝技術(shù)應(yīng)用于汽車涂裝的研究

杜華榮
（沈陽華晨金杯汽車有限公司,沈陽110044）

為了迎合我國近來的工業(yè)發(fā)展需求，汽車工業(yè)無疑成為前景良好的產(chǎn)業(yè)之一。然而，汽車制造過程又應(yīng)承受相關(guān)條例嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)考驗(yàn)。本文重點(diǎn)從汽車涂裝環(huán)節(jié)展開，論述近來新的節(jié)能環(huán)保工藝在涂裝中的應(yīng)用，其中包括原材料、工藝、設(shè)備方面的改善。

節(jié)能減排；新工藝；汽車涂裝

在我國汽車業(yè)高速發(fā)展的背景下，注重企業(yè)效益與環(huán)境影響統(tǒng)籌發(fā)展成為多數(shù)企業(yè)的發(fā)展瓶頸。工業(yè)污染對(duì)自然環(huán)境造成的不容忽視的影響，使得國內(nèi)外都對(duì)節(jié)能減排這一課題高度重視。在汽車生產(chǎn)裝配過程中，涂裝是其中一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，因?yàn)檫@一過程中產(chǎn)生的三廢物質(zhì)最多且能耗居高不下，因此涂裝技術(shù)亟待改進(jìn)。目前國際上提出了一些可行的節(jié)能、環(huán)保的新工藝技術(shù)，如若可以將之應(yīng)用于汽車涂裝，那么將大大改善汽車制造過程中的環(huán)境破壞問題。本文將首先說明國內(nèi)汽車涂裝的現(xiàn)狀及與國外工藝的差距，進(jìn)而從汽車涂裝過程中使用的涂裝材料、涂裝技術(shù)與工藝、涂裝設(shè)備幾方面展開論述，探討幾項(xiàng)節(jié)能環(huán)保新工藝在汽車涂裝過程中的可行性及其帶來的優(yōu)點(diǎn)與革新。

1　國內(nèi)汽車涂裝工藝現(xiàn)狀

對(duì)于汽車生產(chǎn)裝配整個(gè)程序而言，涂裝是至關(guān)重要的步驟。無論是汽車防銹還是防蝕，都需要涂裝保證其質(zhì)量。目前，我國涂裝生產(chǎn)線一般遵循的是市場(chǎng)化模式發(fā)展，每個(gè)企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獨(dú)立自主進(jìn)行經(jīng)營(yíng)，由政府相關(guān)部門從旁進(jìn)行宏觀調(diào)控，行業(yè)內(nèi)再作自律性規(guī)范。近幾年，隨著國內(nèi)表面處理技術(shù)的迅速發(fā)展，涂裝行業(yè)作為這一技術(shù)的代表性行業(yè)，它的下游產(chǎn)業(yè)如汽車制造工業(yè)也向著自主性、環(huán)保型、高技術(shù)方向轉(zhuǎn)型。

整個(gè)汽車制造過程主要包括鑄造、鍛造、沖壓、焊接、電鍍、涂裝等過程，而其中涂裝這一環(huán)節(jié)的能耗在整體生產(chǎn)中所占比例高達(dá)60%。同時(shí)，涂裝過程也是高污染過程，隨著我國開始響應(yīng)國際號(hào)召，對(duì)三廢的處理要求日益嚴(yán)格，涂裝新工藝的研究刻不容緩。自最近前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的我國《涂裝行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與戰(zhàn)略投資規(guī)劃分析報(bào)告》中可以看到，新規(guī)劃中對(duì)汽車涂裝技術(shù)的要求可以用“五E”原則歸納，即性能優(yōu)良、節(jié)約資源、節(jié)省能源、施工便利以及環(huán)保衛(wèi)。

在這樣的要求下，國內(nèi)涂裝技術(shù)從涂裝材料、涂裝設(shè)備及涂裝技術(shù)上均加快了研發(fā)速度，在一般性產(chǎn)業(yè)中能夠基本滿足要求。不過在汽車涂裝時(shí)，因?yàn)閷?duì)涂裝技術(shù)要求較高，國內(nèi)現(xiàn)下這一水平與國際上該技術(shù)的先進(jìn)水平差距還很大，致使不得不采用一些國外技術(shù)與裝備，這也要求我們加快研究汽車涂裝新工藝。

在整個(gè)涂裝過程中，對(duì)環(huán)境影響最顯著的一個(gè)衡量指標(biāo)是二氧化碳排出量。根據(jù)對(duì)我國上海臨港的涂裝線和一汽大眾、廣州本田等公司的調(diào)查，我國汽車涂裝期間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稱：其涂裝工藝在節(jié)能方面又獲得新突破，新工藝將能夠使得其二氧化碳排出量降至目前的三分之一。對(duì)于我國汽車涂裝工藝而言，相對(duì)日本、美國等國家更具發(fā)展?jié)摿?，因此在?jié)能減排方面的提升空間也更巨大，這就促使我們要將更多目光投放在新工藝研發(fā)及應(yīng)用上。

2　汽車涂裝中的節(jié)能新技術(shù)

如上文所述，對(duì)汽車涂裝技術(shù)的改進(jìn)主要可從三方面考慮：涂裝材料、涂裝工藝及涂裝設(shè)備。

2.1新涂裝材料的應(yīng)用

VOC是近年來國際上制定的一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)，即汽車揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)。目前我國雖然沒有明確具體地制定該標(biāo)準(zhǔn)，但一直有對(duì)二甲苯這些有機(jī)溶劑的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。上世紀(jì)90年代，德國率先研制水性技術(shù)，這一技術(shù)對(duì)VOC的排放有很好的控制效果，許多國家紛紛開始使用水性底色漆。我國雖也將這一技術(shù)投入了汽車涂裝使用，但自主研發(fā)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如果能夠研制出更多水性涂料用于中涂、電泳等，將對(duì)VOC排放實(shí)現(xiàn)強(qiáng)有力的控制。

除此之外，高固體分涂裝材料也一直在研發(fā)之中。不同于水性涂料高投資的不足，它在能耗和投入上更占優(yōu)勢(shì)。據(jù)研究，每千克高固體分涂料的溶劑揮發(fā)總量可比普通涂料減少1/3或更多，我國東風(fēng)公司目前就已將該涂料投入使用并取得良好效果。另外，目前新的關(guān)注點(diǎn)還包括硅烷前處理材料、粉末涂料、磷化替代技術(shù)、自干涂料技術(shù)等。

2.2新涂裝工藝的應(yīng)用

就最新的涂裝工藝而言，類似PVC濕碰濕這樣的工藝已經(jīng)在許多車間得以成功應(yīng)用，且材料以及技術(shù)上都漸趨成熟。對(duì)比而言，一些由國外提出的新技術(shù)卻還可被進(jìn)一步完善。

國內(nèi)現(xiàn)如今在汽車涂裝中主要采用的是傳統(tǒng)的“3C2B”（三涂二烘）工藝，該工藝已被沿用幾十年，經(jīng)其改良出的“3C1B”工藝雖較“3C2B”節(jié)省了占地空間及烘干設(shè)備投資，但“3C1B”對(duì)中涂、板材、潔凈度等條件的要求更高，使得一般汽車制造商因條件限制無法采用。隨后，美國某涂料公司研發(fā)出“B1B2”工藝，將中涂這一工序丟棄，而把一道色漆改分為Base1與Base2兩個(gè)涂層再作清漆和烘干處理。該工藝的涂裝效果完全可以達(dá)到傳統(tǒng)工藝標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又能夠較傳統(tǒng)工藝節(jié)省成本材料，每年所能降低的能耗也可以達(dá)到25%左右。但是，要將這項(xiàng)工藝全面投入國內(nèi)汽車涂裝中，還需結(jié)合國內(nèi)實(shí)際狀況作驗(yàn)證及改進(jìn)。

2.3新涂裝設(shè)備的應(yīng)用

涂裝車間內(nèi)包括涂裝設(shè)備在內(nèi)的許多設(shè)備都可以進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到更好的節(jié)能效果。已經(jīng)采用的措施包括：將傳統(tǒng)日光燈以LED日光燈代替以便節(jié)約成本及減少CO2排出量、采用機(jī)器人進(jìn)行噴涂以便達(dá)到更高的涂著率及更細(xì)的霧化效果、采用RTO設(shè)備進(jìn)行廢氣處理以便VOC氧化分解后再利用余熱回收裝置回收熱量等等。此外還可循環(huán)使用噴涂室空調(diào)風(fēng)，這樣可以減少噴涂室約28%的新風(fēng)送風(fēng)量及能耗值。而空調(diào)熱泵技術(shù)、干式噴涂室設(shè)備等新設(shè)備都可以達(dá)到降低成本和能耗的目的。鑒于一些更加先進(jìn)有效的設(shè)備成本也較高，還無法廣泛投入使用，這也是對(duì)目前涂裝設(shè)備研發(fā)的挑戰(zhàn)。

總之，盡管近年來汽車涂裝工藝較傳統(tǒng)工藝有了極大改進(jìn)和提高，但一些新工藝技術(shù)在成本、質(zhì)量、維護(hù)等方面還存在一些不足，并且國外的新工藝并不一定適用于國內(nèi)汽車涂裝實(shí)際情況，而更多的節(jié)能涂裝新工藝還有待研發(fā)。汽車涂裝新工藝的應(yīng)用，將不僅實(shí)現(xiàn)減排與環(huán)保，同時(shí)也為廠家降低制造成本，打開企業(yè)與社會(huì)的“雙贏”局面。

[1]王錫春.汽車涂裝節(jié)能減排的新工藝技術(shù)[J].現(xiàn)代涂裝,Modern Finishing,2012(04).