節(jié)能減排是世界各國(guó)的汽車制造企業(yè)發(fā)展的主題牌聋,均投入大量資金進(jìn)行研究覆糟,從改善制造設(shè)備猛遍,到提升涂裝新技術(shù)屠凶、發(fā)展涂新材料驰后,從而達(dá)到節(jié)能減排目的。同時(shí)涂裝材料與技術(shù)矗愧、生產(chǎn)設(shè)備直接影響到汽車外在的美觀性和使用性能灶芝,因此,關(guān)于汽車涂裝新技術(shù)唉韭、新材料和新設(shè)備的研究夜涕,應(yīng)當(dāng)繼續(xù)不斷開(kāi)拓,最終實(shí)現(xiàn)逐步實(shí)施及推廣纽哥。
在汽車制造過(guò)程中钠乏,涂裝能耗約占(整車的沖、焊柬激、涂诽祠、總)總能耗的 60%。降低涂裝過(guò)程中的能源消耗行忘、減少污染物排放對(duì)于保護(hù)人們的生活環(huán)境秧诊,具有非常積極的意義。近年來(lái)涂裝材料開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)在于提高性能的同時(shí)牡徘,將更注重其環(huán)保性能喧撕,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: ①前處理研究方向的主要目標(biāo)是降低廢水的排放和有害污染物的排放;②滿足環(huán)境保護(hù)法的要求式伶,電泳材料開(kāi)發(fā)出不含鉛的電泳漆呀琢;③現(xiàn)階段比較環(huán)保的涂裝材料且在汽車行業(yè)中較為流行的主要包括:粉末涂裝材料、高固體分涂裝材料和水性涂裝材料等贡金。以前汽車較常采用的面漆和中涂等漸漸被這些新型環(huán)保材料所代替壕归。目前,專家學(xué)者和各汽車生產(chǎn)制造公司在涂裝新技術(shù)等方面也在不同程度的控索與前進(jìn)衅侥,節(jié)能減排會(huì)隨著新材料癞季、新技術(shù)、新設(shè)備不斷發(fā)展取得一定成果倘潜。
1 涂裝節(jié)能減排新材料
1.1 硅烷化處理
硅烷化處理技術(shù)具有節(jié)能绷柒、環(huán)保無(wú)污染等特點(diǎn),是目前技術(shù)發(fā)展較成熟的可取代磷化的前處理技術(shù),此技術(shù)可以利用硅烷等材料實(shí)現(xiàn)非金屬材料和金屬材料表面的外理废睦。這項(xiàng)技術(shù)和以前使用的磷化技術(shù)對(duì)比伺绽,硅烷處理具有較突出的優(yōu)點(diǎn):(1)這項(xiàng)技術(shù)在處理時(shí)無(wú)渣 ,作用時(shí)間很短郊楣,程序也較少憔恳,能夠節(jié)約時(shí)間,去除額外的鈍化過(guò)程净蚤,槽液使用壽命長(zhǎng)钥组,維護(hù)簡(jiǎn)單;(2)不含重金屬今瀑,比如:鎳程梦、鋅、錳等橘荠,也不需要加熱升溫處理乞贡;(3)對(duì)常用有機(jī)涂層有良好的附著能力。
1.2 新電泳涂料
高泳透力電泳漆在大眾克酿、通用颅唇、長(zhǎng)城、吉利等各大主機(jī)廠均已獲得推廣使用限匕,通過(guò)對(duì)高泳透力電泳漆性能和現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)西练,高泳透力電泳漆具有以下優(yōu)良特性:①其優(yōu)異的泳透能力,能夠給內(nèi)腔提供足夠的有效的涂覆困荤,不僅能夠減少涂料的使用量然板,同時(shí)汽車的涂膜厚度也得到了減薄,降低了涂料消耗量捎鹤,生產(chǎn)效率得到了大大提升秃标。②此材料對(duì)于各種基材都能適應(yīng),并在基材上作用時(shí)可以使涂膜厚度很均勻亡荞。③可以減小打磨的強(qiáng)度篡话,同時(shí)減小打磨痕的敏感性。④與以往的電泳漆相比水孩,它施工的主要參數(shù)范圍比較大箱靴,對(duì)于汽車的生產(chǎn)更為適應(yīng)。
具有高泳透力的CED涂料荷愕、髙耐候性CED 涂料和髙分層性的CED涂料逐步占領(lǐng)涂裝市場(chǎng)。高泳透力的 CED涂料大大減少揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放棍矛,減少涂料用量安疗,降低排放量和成本。新型的耐候性CED涂料在耐候性方面有了較大的進(jìn)展,避免了傳統(tǒng)的CED涂料易受光老化問(wèn)題荐类,并且簡(jiǎn)化涂裝工藝的同時(shí)增加了表面平滑性怖现。高分層 CED涂料將耐候性涂料與CED涂料搭配組合,實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)涂料與新型涂料良好的結(jié)合玉罐,表現(xiàn)出涂料的耐候性及防腐蝕性[3]屈嗤。
1.3 清洗水循環(huán)再生技術(shù)及“逆流”全閉式清洗“零”排放工藝
清洗水循環(huán)再生技術(shù)包括超濾、RO技術(shù)等吊输。超濾是以壓力為推動(dòng)力饶号,利用超濾膜不同孔徑對(duì)液體進(jìn)行分離的物理篩分過(guò)程。它具有工藝簡(jiǎn)單季蚂,設(shè)備投資少的特點(diǎn)对轴。同時(shí)將反滲透裝置(EDRO)安裝在超濾裝置之后,超濾裝置的透過(guò)液將會(huì)被進(jìn)一步處理肥刻,之后對(duì)產(chǎn)品實(shí)施最后的噴淋亮史,完成后的噴淋液將再次送回到電泳槽,這一套清洗程序?qū)儆陂]路程序茄溢,不僅效率高哩敞,節(jié)約時(shí)間和材料,而且清洗過(guò)程實(shí)現(xiàn)了無(wú)廢水排放蝉狭,避免環(huán)境污染点级,電泳漆也得到了回收再利用,不再有處理廢水的負(fù)擔(dān)色递,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的閉路循環(huán)痊追。“逆流”全閉式清洗“零”排放工藝通過(guò)后一道工序的部分排放水同時(shí)是之前工序的補(bǔ)充水粪趋,以及選擇排放物經(jīng)充分過(guò)濾再回收利用的策略大大降低了前工序中的水消耗和排放蛆狱,同時(shí),也降低了對(duì)排放物處理的機(jī)械設(shè)備等的購(gòu)買維護(hù)等方面的支出磺浙,經(jīng)過(guò)反滲透裝置過(guò)濾的超濾液真正完成了涂裝車間電泳技術(shù)的 “零”排放洪囤。
1.4 高固體分涂料
高固體分涂料主要有大氣污染低、施工效率高撕氧、裝飾性好瘤缩、涂料用樹(shù)脂要求較高等特點(diǎn)。為適應(yīng)環(huán)保要求,降低 VOC 的排放, 汽車廠廣泛使用高固體分涂料伦泥。高固體分涂料采用低粘度的聚酯剥啤、丙烯酸樹(shù)脂, 以及高固體分的氨基樹(shù)脂,主要應(yīng)用在汽車用單色面漆不脯、罩光清漆等方面府怯。高固分涂料在使用過(guò)程中刻诊,由于其施工性能及所需的施工條件與現(xiàn)有溶劑型涂料基本相同, 因此原有的涂裝線不需大的改造即可使用,同時(shí)對(duì)設(shè)備沒(méi)有專門的要求,且操作施工比較簡(jiǎn)單, 在使用溶劑型涂料的生產(chǎn)線上均可直接使用牺丙。其特點(diǎn)主要包括:(1)其固體含量(體積分?jǐn)?shù))一般在65%~80%之間则涯,在噴涂和干燥的過(guò)程中溶劑散發(fā)造成的大氣污染就較少。(2)由于涂料固體分高冲簿,一道涂膜厚粟判,大大提高作業(yè)效率。
1.5 水性涂料
國(guó)內(nèi)外各大汽車企業(yè)已普遍采用水性涂料吓缴,尤其是在新建的涂裝生產(chǎn)線中寇淑。目前主流的環(huán)保涂料以水性涂料和粉末涂料為代表,這類涂料不易燃不易爆笛蛋,以水性涂料為例疼喝,僅采用少量低毒性醇醚類有機(jī)溶劑,VOC含量低绢拓,在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工我值,對(duì)材質(zhì)表面適應(yīng)性好,涂層附著力強(qiáng)然怕。
相比起傳統(tǒng)涂料岸零,水性涂料更具不可能比擬的優(yōu)勢(shì)。溶劑型涂料以有機(jī)溶劑為溶劑鱼灶,水性涂料則是以水為溶劑竞蹲,水本身無(wú)毒無(wú)味,再加以水性的基料和水性的輔料完全是水性化信高,而且水性涂料在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中是一種物理反應(yīng)闸衫,不會(huì)再有其他的成分發(fā)生,所以與溶劑型涂料有毒有害诽嘉、易燃易爆不同蔚出,水性涂料無(wú)論生產(chǎn)、使用虫腋、儲(chǔ)存骄酗、運(yùn)輸方面都是安全和環(huán)保的。
2 涂裝節(jié)能減排新技術(shù)
2.1 新型陰極電泳材料技術(shù)
陰極電泳材料較具有代表性材料分別有自泳漆悦冀、分層陰極電泳材料和紫外光固化陰極電泳材料趋翻。自泳漆利用化學(xué)自動(dòng)沉淀反應(yīng),在金屬表面形成有機(jī)涂層從而減少電能的消耗盒蟆。分層陰極電泳材料可使電泳底漆兼具防銹和耐候功能踏烙,可取消中涂工藝過(guò)程。紫外光固化陰極電泳材料可降低電泳濕膜在膠化成型過(guò)程中的能源消耗历等。
2.2 旋杯噴涂技術(shù)
旋杯噴涂技術(shù)使用實(shí)現(xiàn)涂料有效利用宙帝。旋杯噴涂技術(shù)利用旋杯和被涂工件進(jìn)行電極設(shè)置所形成的強(qiáng)電場(chǎng)丧凤,與此同時(shí)旋杯在驅(qū)動(dòng)力的作用下旋轉(zhuǎn),涂料在旋杯內(nèi)處于離心力和強(qiáng)電場(chǎng)的共同作用下步脓,均勻的噴涂在工件上。自動(dòng)靜電旋杯涂裝優(yōu)點(diǎn)包括:(1)對(duì)涂料的霧化效果好嘱庸,能顯著改善涂膜的外表空崇;(2)對(duì)涂料的利用率高,節(jié)約涂料滥尉,減少污染居绸;(3)涂裝靈活性高,利于仿形昼反,能應(yīng)用于機(jī)器人的涂裝因登。目前生產(chǎn)旋杯的主要制造商包括:德國(guó)的DULL、法國(guó)SAMES塔奋、日本ABB步鸣、日本TKS。
2.3 3C1B涂裝技術(shù)
新型的涂裝工藝3C1B醇帅,主要特點(diǎn)是對(duì)3C2B的中烘干工序進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化醒囊,將中涂烘干、中涂打磨隐听、中涂?jī)?chǔ)存和面涂擦凈等工序相應(yīng)取消通熄。水性3C1B工藝是在溶劑型3C1B工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合水分在常溫下?lián)]發(fā)慢的機(jī)理找都,將原有每道噴涂后的常溫流平調(diào)整為60~80oC的閃干流平唇辨,以滿足水性涂料脫水率要求。降低了有機(jī)揮發(fā)性化合物的排放能耻,節(jié)約了成本赏枚,避免了傳統(tǒng)的汽涂裝工藝不滿足環(huán)保技術(shù)的要求。
2.4 水性免中涂技術(shù)
免中涂工藝在涂膜質(zhì)量滿足汽車涂層各項(xiàng)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上嚎京,免去了中涂工序嗡贺,達(dá)到了節(jié)能、減耗鞍帝、環(huán)保诫睬、降成本的目的,是未來(lái)汽車涂裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)帕涌。相對(duì)于傳統(tǒng)的三涂?jī)珊妫?C2B)工藝摄凡,其在涂膜質(zhì)量滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上,取消了中涂蚓曼,將中涂層的功能特性集成到涂料體系的其他組分中蘑慕,減少了涂料耗量袒忿,降低了運(yùn)行能耗和VOC的排放量。免中涂工藝優(yōu)化和簡(jiǎn)化了涂裝蕊欣,被認(rèn)為是目前最具發(fā)展前景的涂裝技術(shù)之一蓖桅。免中涂與其他工藝VOC排放量對(duì)比見(jiàn)表1。
3 涂裝節(jié)能減排新設(shè)備
3.1 壁掛噴漆機(jī)器人
把車間機(jī)器人的底座或手臂安裝在室內(nèi)壁板外部愈秕,即為壁掛機(jī)器人舍稽。通過(guò)減少噴漆這類機(jī)器人底座位置的面積,可以實(shí)現(xiàn)噴漆室整體寬度的降低言盼,減少了噴漆室橫截面積和空調(diào)送風(fēng)量发液,最終降低了空調(diào)風(fēng)機(jī)耗電量。
3.2 車身翻轉(zhuǎn)輸送技術(shù)
車身翻轉(zhuǎn)技術(shù)是一種車身在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中筐成,能夠邊向前進(jìn)邊實(shí)現(xiàn)縱向的翻轉(zhuǎn)焊辈。這種技術(shù)在涂裝車間對(duì)車身進(jìn)行前處理以及電泳程序時(shí)的沖洗浸漬等環(huán)節(jié)被廣泛采用。此項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于它能夠大大減小機(jī)械設(shè)備的長(zhǎng)度谣皇,同時(shí)節(jié)省大量投資势送、化學(xué)藥物的使用、沖洗液和用電量等劲阎,對(duì)于車身的涂裝效果和整體生產(chǎn)效率也非常有利绘盟。目前應(yīng)用比較有代表性的包括杜爾(DUERR)公司的RoDip-3,RoDip-3Plus和艾森曼 (EISENMANN)公司的多功能穿梭(Vario-Shuttle )悯仙。
3.3 轉(zhuǎn)輪技術(shù)
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)就是針對(duì)低濃度VOCs的治理而發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)龄毡,與催化燃燒或高溫焚燒進(jìn)行組合,形成了沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+焚燒技術(shù)锡垄。在VOCs治理中使用沸石轉(zhuǎn)輪沦零,將大風(fēng)量、低濃度的廢氣濃縮成為高濃度货岭、小風(fēng)量的廢氣路操,從而減少設(shè)備的投入費(fèi)用和運(yùn)行成本,提高廢氣的處理效率千贯。在處理大風(fēng)量屯仗、低濃度廢氣的時(shí)候,如果沒(méi)有沸石轉(zhuǎn)輪搔谴,直接進(jìn)行燃燒魁袜,則不僅廢氣處理設(shè)備體積大,而且運(yùn)行成本高逸渤。而使用轉(zhuǎn)輪濃縮后高濃度筛毡、小風(fēng)量的廢氣進(jìn)入廢氣處理設(shè)備可減少投資費(fèi)用,其次高濃度的廢氣在燃燒VOCs的時(shí)候可以減少燃料的使用量降低運(yùn)行成本骂间。濃縮轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻敢铲,經(jīng)過(guò)冷卻區(qū)的空氣鉴凸,再經(jīng)過(guò)加熱后作為再生空氣使用,達(dá)到節(jié)能的效果垮软。
4 結(jié)語(yǔ)
節(jié)能減排是世界各國(guó)的汽車制造企業(yè)發(fā)展的主題驴涡,均投入大量資金進(jìn)行研究,從改善制造設(shè)備伊屈,到提升涂裝新技術(shù)鱼催、發(fā)展涂新材料,從而達(dá)到節(jié)能減排目的贤方。同時(shí)涂裝材料與技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備直接影響到汽車外在的美觀性和使用性能谅褪,因此献甘,關(guān)于汽車涂裝新技術(shù)、新材料和新設(shè)備的研究张抄,應(yīng)當(dāng)繼續(xù)不斷開(kāi)拓砂蔽,最終實(shí)現(xiàn)逐步實(shí)施及推廣。
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