汽車涂裝生產(chǎn)線VOC減排改造工藝選擇

張大軍 （上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州 545007）

涂裝技術(shù)

汽車涂裝生產(chǎn)線VOC減排改造工藝選擇

張大軍 （上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州 545007）

綜合比較汽車涂裝老生產(chǎn)線VOC減排的各種改造工藝優(yōu)缺點，確定了最終的改造工藝方案。

汽車涂裝；生產(chǎn)線；VOC減排；改造工藝

0 引言

揮發(fā)性有機化合物（VOC）是主要的大氣污染物，目前我國已制定了一些法規(guī)限制VOC的排放，部分地區(qū)已經(jīng)參考國際上比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)制定了地方標(biāo)準(zhǔn)。

汽車涂裝中的VOC主要來自涂裝中涂和面涂區(qū)域，在各種中涂漆和面漆涂裝工藝中，低固體分色漆工藝無疑是VOC排放最高的。上汽通用五菱公司2008年以前投產(chǎn)的涂裝車間均采用低固體分色漆工藝。隨著人們環(huán)保意識的增強以及環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，降低VOC的工藝改造迫在眉睫。分析了各種不同低VOC工藝改造方案的優(yōu)缺點，作為老涂裝車間工藝改造的選擇依據(jù)。

以某車型低固體分涂料實際用量為基礎(chǔ)，計算不同涂裝工藝VOC的排放量，結(jié)果見表1。

表1 不同涂裝工藝的VOC排放量比較 g/m2Table 1 The VOC emission comparison of different painting technology

1 不同工藝改造時間、成本和運行成本比較

基于一個典型的傳統(tǒng)溶劑型3C2B涂裝工藝生產(chǎn)線進(jìn)行分析，假設(shè)此生產(chǎn)線已經(jīng)預(yù)留水性漆改造空間，無密封膠烘爐；采用機器人噴涂外表面，采用手工噴涂內(nèi)表面；設(shè)定產(chǎn)能為80臺/h。不同工藝改造時間、成本、運行成本比較見表2。

表2 不同工藝改造時間、成本和運行成本比較Table 2 The comparison of modification time，cost and operation cost of different technology

由表1、2可見：雖然高固體分涂料VOC排放量略高，但是對于老生產(chǎn)線改造而言，其具有最佳的改造時間、成本和運行成本優(yōu)勢，值得進(jìn)一步研究和應(yīng)用。

2 改造工藝方案

2.1 改造背景

上汽通用五菱公司西部涂裝車間建于2005年，2008年改造后產(chǎn)能擴充1倍，達(dá)到80臺/h。雖然涂裝車間建有75 m高的排氣煙囪，但是隨著公司周邊居民區(qū)的發(fā)展，居民投訴頻次和總量日漸增加，有機廢氣排放受到很大限制。

2.2 試驗方案

采用某廠高固體分色漆和高固體分清漆進(jìn)行試驗發(fā)現(xiàn)：在施工黏度下，某廠銀色水性高固體分（45%）色漆和低固體分（18%）色漆的黏度（分別為17 s，13 s）相差不大，且未超出噴涂和涂料輸送設(shè)備能力，因此決定不改造老機器人噴涂流量控制閥門，進(jìn)行試噴。

按照低固體分涂料流量的40%，設(shè)定機器人的流量參數(shù)；旋杯轉(zhuǎn)速和成型空氣采用與低固體分涂料相同的設(shè)定參數(shù)。噴涂設(shè)備為Fanuc P500機器人，霧化器為Fanuc VersaBell II。噴涂過程中未發(fā)現(xiàn)異常，表明老設(shè)備不改造即可試噴高固體分涂料，同時發(fā)現(xiàn)其涂膜厚度高于低固體分涂料。分析認(rèn)為，流量降低后，涂料的利用率提高。

2.3 批量生產(chǎn)工藝調(diào)試

2014年12月，銀色高固體分金屬閃光漆成功上線，通過工藝優(yōu)化調(diào)整，涂料的用量比預(yù)期低。高固體分、低固體分涂料噴涂參數(shù)比較見表3，圖1、2。

表3 高固體分、低固體分涂料噴涂流量比較Table 3 The comparison of spraying flow between high solid content coatings and low solid content coatings

圖1 機器人噴涂涂料用量對比Figure 1 The comparison of coatings’ amount for robot spraying

圖2 實車噴涂銀色各涂料體系的橘皮比較Figure 2 The comparison of orange peel of various silver coatings system for automobile painting

采用高固體分涂料后，機器人噴涂涂料用量下降56.7%，使涂料的VOC排放量顯著削減。

從橘皮測量結(jié)果看，相對于低固體分涂料和水性3C2B涂料體系，高固體分涂料的外觀有一定的下降，略優(yōu)于水性3C1B涂料體系。

2.4 其他問題

除銀色高固體分涂料外，上汽通用五菱公司還有另外3種顏色的高固體分涂料完成切換，目前高固體分涂料和低固體分涂料共線使用，但在使用過程中存在以下一些問題值得關(guān)注：

（1） 密封膠兼容性問題：在涂膜較薄且不易成膜的部位（如輪罩部位），密封膠會干擾涂膜固化，導(dǎo)致密封膠表面涂料發(fā)黏。此問題通過更改密封膠配方加以解決。

（2） 重噴返修問題：對于固體分高（55%）的本色漆（白色），面漆固化后，再重噴面漆時，出現(xiàn)無法浸潤的情況。此問題通過改進(jìn)涂料配方和增大噴涂膜厚加以解決。

（3） 涂料兼容性問題：觀察到高固體分清漆和低固體分清漆存在不兼容問題，會產(chǎn)生縮孔缺陷。

3 結(jié)語

綜合比較以上各種改造工藝的優(yōu)缺點，對于產(chǎn)能不高的老涂裝車間改造，采用溶劑型高固體分涂料體系是更加經(jīng)濟和快速的環(huán)保解決方案。

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

2 王錫春.汽車涂裝工藝技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)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

張大軍（1980—），男，大學(xué)本科，工程師。主要從事汽車涂裝中涂、面漆工藝制定，涂料選擇和測試，新技術(shù)、新工藝的驗證和引入，涂料性能和成品漆膜技術(shù)指標(biāo)的制定工作。