汽車涂裝新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

王安毅，余 航

（湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 湖北 十堰 442000）

1 引言

隨著我國汽車行業(yè)不斷發(fā)展，人們對汽車的需求量不斷增加，當今我國汽車市場之間的競爭愈加激烈，汽車涂裝可以提高裝飾的美觀性、汽車自身防腐性，已經(jīng)成為了車輛生產(chǎn)或個性化改裝的重要工藝技術(shù)。在綠色環(huán)保理念下，涂裝材料和工藝正在朝向環(huán)保材料、工藝、簡化工序、減少設(shè)備投入、降低運行費用方向發(fā)展。從當今發(fā)展形式來看，需要不斷減少有害物質(zhì)的融入，包括無亞硝酸鹽的磷化促進劑等。并且市場中水性涂料和高固體分涂料已經(jīng)在我國涂裝線上生產(chǎn)使用，隨著我國對汽車涂裝的標準越來越高，這些環(huán)保材料會逐漸替代傳統(tǒng)溶劑型中涂和面漆，成為現(xiàn)代汽車噴涂的主流材料。此外，很多新型噴涂工藝已經(jīng)投入了生產(chǎn)，并取消了PVC凝膠工序等工藝，通過簡化中間的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，即可減少設(shè)備的投入量、降低生產(chǎn)費用。

2 涂裝新材料及其發(fā)展

2.1 預處理材料

汽車預處理生產(chǎn)流程需要消耗大量的水資源，通常會占據(jù)油漆車間用水總量的4/5。我國推出的《汽車涂裝清潔生產(chǎn)標準》對涂裝生產(chǎn)中的工業(yè)用水提出了明確要求，包括循環(huán)水、總水量、單批次用水量等。如一級用水量標準是低于0.1m3/㎡；二級標準是低于0.2m3/㎡；三級標準是低于0.3m3/㎡。這樣即可減少廢水排放量，避免工業(yè)廢水污染，低溫節(jié)能技術(shù)勢必會成為汽車涂裝領(lǐng)域新的發(fā)展方向。

優(yōu)質(zhì)的生物降解表面活性劑已經(jīng)逐漸替代了APEO，不僅可以提高了油污、水洗性能，最為重要的是可以提高生態(tài)型，降低漂洗水和COD排量。無磷、無氮脫脂劑的應(yīng)用，能夠大大減少氧化物和營養(yǎng)化物，所以應(yīng)用該產(chǎn)品可以滿足我國提出的綠色生產(chǎn)要求。液體表調(diào)劑作為當今企業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的產(chǎn)品之一，將主材料更改成了磷酸鋅鐵，相比磷酸肽膠具有非常明顯的優(yōu)勢，即使液槽溫度達到了59℃依然穩(wěn)定，可以直接在泵中很使用，去除了中間調(diào)劑的過程，也不用更換液槽。固體表面配劑配置槽液，膠體顆粒自身穩(wěn)定性不足，使用2～3周就要更換。液體表調(diào)劑并非十全十美，對貯存條件要求較高，但具在施工中具有明顯的優(yōu)勢，包括成膜速度快、槽液壽命長、廢水排放量少等特點，由此可見，液體表調(diào)劑成為主流產(chǎn)品也是大勢所趨。

2.2 陰極電泳漆

電泳漆含有機容量少、高泳透力、低密度、邊角覆蓋率好、無有害物質(zhì)等特性。通常有機助溶劑從過去的3%，降低到了0.4%。在樹脂材料當中增添了氨基磺酸，泳透力會得到較大的改善。如果車身表面膜的厚度達到了20mμ時，車身內(nèi)腔膜厚度可以達到12mμ以上，所以電泳漆消耗量可以減少10%以上。最新的電泳漆逐漸朝向低密度、低顏基的方向發(fā)展，從而改善流平、槽液沉淀、材料消耗。增添有機高聚物和無機添加劑可以提高邊角的抗磨、防腐性能。再加上無鉛陰極電泳解決了傳統(tǒng)產(chǎn)品的弊端，所以在實際應(yīng)用中具有良好的性能。國內(nèi)大眾、通用等汽車生產(chǎn)商涂裝產(chǎn)線也都采用了該項技術(shù)。

3 涂裝新工藝及其發(fā)展

3.1 取消了PVC凝膠工藝

通過改進PVC材料，可以加強PVC和中途面漆之間的相容性，保證PVC不會變成單獨凝膠，而是和中涂同時進行烘干處理。在取消了PVC凝膠之后，可以簡化生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)投資、節(jié)省能源損耗。當今我國大眾、通用南廠、通用五菱都采用了該項工藝技術(shù)。

3.2 3C1B技術(shù)

在電泳涂層后，就需要進行下一個工序，采用濕碰濕法進行中途和外包噴漆，之后采用一次性的烘干方法，這就是3C1B技術(shù)。該項工藝技術(shù)在馬自達品牌中應(yīng)用時間較長，并取得了不錯的口碑。在實際應(yīng)用當中3C1B工藝不需要進行烘干，去除了中涂打磨、烘干等工序，不僅能夠減少生產(chǎn)設(shè)備占地面積、提高廠房生產(chǎn)力，同時也會減少資源消耗以及材料、人工成本。

3C1B技術(shù)材料主要包括丙烯酸樹脂和高韌性聚酯樹脂材料，在中途工序生產(chǎn)當中，可以調(diào)整溶劑量和樹脂結(jié)構(gòu)，這樣即可控制樹脂的固化性能。并且可以最大化增加涂料黏度和觸變性要求，如果溶劑出現(xiàn)了揮發(fā)問題，往往也不會影響鋁粉片的實際性能。在實際生產(chǎn)中需要注意一點，3C1B技術(shù)對生產(chǎn)環(huán)境溫度與濕度要求較高，需要加強環(huán)境控制。當然，當今的3C1B技術(shù)并非十全十美，高固體分中涂、體分色漆、體分清漆勢必會成為主流，這樣即可快速提高涂裝生產(chǎn)效率，會降低VOC的排放量，避免出現(xiàn)色漆、中涂、清漆土層間的混合問題。高固體漆是一種全色、非透明材料，這樣可以抵抗紫外線穿透度，再加上中涂的膜厚，最大程度上保證電泳漆不會受到外部因素的影響。

3.3 無中涂的2涂層體系

在涂裝過程中，中涂十分重要，決定著電泳漆的保留程度和外漆的粘合性能，因此需要高抗石擊性能以及全面填充電泳表面，同時也要具備穩(wěn)定性以及抗紫外線性能。簡單來說，如果不增加中途漆層，紫外線會穿透表層漆，輻射電泳漆造成氧化分解和粉化問題，結(jié)合力嚴重下降最終出現(xiàn)漆層分離，也就是人們所說的自然掉漆。上述問題主要是因為電泳漆抗紫外線性能不足，通過優(yōu)化電泳漆配方和工藝，市場中提出了一種耐紫外線電泳漆，在防腐、石擊等方面與當今“中涂+電泳”的方法相同，在外觀質(zhì)量上和當今常用的方法相近，該方法理論上可以取消中涂漆層。排除了中涂層之后，即可減少VOC的排放量，降低設(shè)備和維護的費用。當今PPGPrime電泳漆在日本使用非常廣泛，我國這些年的使用比例也在不斷提升。

4 涂裝設(shè)備發(fā)展

4.1 Bell-Bell技術(shù)

金屬色漆噴涂有兩個施工程序，第一道工序是采用Esta噴涂第一道金屬色漆；第二道工序是用自動噴槍噴涂第二道金屬色漆。應(yīng)用自動噴槍能夠改變金屬鋁粉的排列順序，提高光亮效果，可以避免金屬色漆出現(xiàn)較大的色差。但在實際生產(chǎn)中噴槍的效率不盡人意，噴涂效率只占三成，提高了材料浪費量，再加上噴涂過程中噴霧量較大，噴涂量過多會出現(xiàn)漆膜缺陷問題，提高了返工率。當今可以采用Bell-Bell替代噴槍，其轉(zhuǎn)速和成型空氣量要遠遠大于普通噴杯，同時新型旋杯的直徑也要更大一些，噴被邊緣是銳邊結(jié)構(gòu)，旋杯邊角角度更小，這些變化都會讓金屬漆霧化漆粒更干一些，粒徑也更小，這樣即可達到與噴槍相近的光亮效果。

4.2 VarioShuttle輸送技術(shù)

該項技術(shù)也稱之為多功能穿梭機，其最大的特點就是結(jié)合不同車型來分別優(yōu)化浸入角度、翻轉(zhuǎn)方法、前進速率來滿足最佳的處理方法。為了能夠提高輸送質(zhì)量，可以采用PLC自動化技術(shù)進行控制，車身也能夠靈活的從不同位置和朝向經(jīng)過槽體。采用VarioShuttle技術(shù)能夠讓車身在槽內(nèi)隨意擺動，避免車身局部出現(xiàn)氣泡問題，處理時可以控制速度甚至可以停止和倒退，所以槽體長度可以縮短到最小，減少占用空間，節(jié)省了首次投料量和能源消耗。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國汽車行業(yè)不斷發(fā)展，當今汽車涂裝新技術(shù)也層出不窮，本文重點介紹了新型涂裝材料、工藝、設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展趨勢，雖然很多技術(shù)在如今應(yīng)用范圍較為局限，但是在未來勢必會成為主流技術(shù)。

[1]牟寧博.關(guān)于汽車涂裝新材料與新技術(shù)的研究[J].化工管理，2016(12)：135.

[2]余菲.淺析汽車涂裝新技術(shù)與新材料[J].科技資訊，2015，13(15)：82.