中国涂料网 - 中国涂料网,涂料行业门户网站 !

商业资讯: 企业动态 | 双赢访谈 | 市场动态 | 专利·工艺 | 最新技术 | 会议会展 | 行业综述 | 行业动态 | 最新产品 | 展会新闻

你现在的位置: 首页 > 商业资讯 > 行业综述 > 环保汽车涂装技术的发展前景

环保汽车涂装技术的发展前景

信息来源:paintkey.com  时间:2009-08-24  浏览次数:193

  【摘要】当今社会汽车工业高速发展,汽车涂装作为汽车生产工艺中重要的一个环节,也在各方面快速发展。但在重视可持续发展的今天,节能环保成为涂装工艺中一项重要指标。本文介绍了当前汽车涂装的一些新技术,并对其发展趋势进行了分析。
  【关键词】汽车涂装清洁生产涂料VOC排放

  一、表面处理

  当前,国内厂家普遍采用的前处理工艺:预清洗→预脱脂→脱脂→一次水洗→二次水洗→表调→磷化→三次水洗→四次水洗→一次纯水洗→二次纯水洗。

  这种工艺主要存在以下缺点:

  (一)能源消耗大:脱脂、磷化的工作温度一般为40~50℃,在给槽液加热中,同时也有大部分热由于管路及槽体保温不佳而损失。

  (二)有大量的含磷、氮、铬等元素的废水排放。

  (三)生成锌盐磷化膜时产生的磷化渣,需作为废弃物处理。所以,耗能小、无污染的材料,是当今前处理发展的主要趋势。

  虽然近年来为贯彻清洁生产标准开发了许多新的处理药剂和技术,如无磷无氮生物分解型脱脂剂、长效表调剂、低温低渣磷化处理剂、无亚硝酸的有机促进剂、无铬钝化和无钝化技术等,但传统的磷化处理受锌盐磷化处理剂的本质所限,以上缺点仍不能解决。为适应更高的环保节能的要求和简化工艺降低成本的需求,国外开发成功不用磷酸盐的涂装前表面处理技术。

  以Chemetall公司开发成功的最新的预处理术——硅烷技术为例。这是采用OXSILAN超薄的似磷化晶体的三维网状结构的有机涂层,同时界面形成的Si-O-Me(Me为金属阳离子)共键分子间力很强,与金属表面和随后的涂膜形良好的附着力。它与锌盐磷化处理相比,具有保、节能、操作简便及成本低等优点。硅烷预处工艺无需表面调整和钝化工序,可缩短工艺时和设备长度,现有前处理设备不用改造,仅需要换槽液即可投产应用,适用多种金属底材(冷板、镀锌板、铝板)的混线处理。处理膜重20~40mg/m2有机组份,40~80mg/m2无机组份硅烷OXSAM9812预处理工艺参数:时间2min25~45℃,处理方式为喷淋或浸渍,pH值3.5~4.5。这种硅烷技术已应用于汽车轮毂的生产。

  二、电泳

  现今全世界90%以上的汽车车身采用CED涂料,为适应环保节能的要求,已实现了低温化、低VOC化、无铅化及低加热减量化,开发了高泳透力、锐边耐蚀型等CED涂料。为进一步简化工艺、降低涂装成本,正在开发研究超高泳透力CED涂料和耐候性(耐UV)优良的CED涂料。

  (一)超高泳透力CED涂料

  为使汽车车身内表面的阴极电泳涂膜厚度达到10μm(耐蚀性要求的膜厚),习惯做法是延长电泳时间(由3min增到4~5min),提高电泳电压和车身外表面的膜厚。目前,PPG公司与丰田公司合作,正在开发超高泳透力涂料。丰田公司要求车身内腔膜厚10μm,外表面达到15μm,即内腔达到基本保护的要求下,外表面没必要用太厚的电泳膜。这样既可以减少涂料的使用量,也可减少VOC的排放量。现在涂装成本可降低10%,目标是降低20%。

  (二)耐侯性(耐UV)CED涂料

  为确保CED涂料的耐蚀性,多使用环氧树脂,它易受光老化,耐侯性不佳。为适应简化工艺,无中涂的两涂层涂装体系的需要,开发采用表面平滑性好的耐侯性(耐UV)CED涂料。耐侯性CED涂料有2种类型:一种是丙烯树脂CED涂料,另一种是层分离型高耐侯性CED涂料。后者是利用溶解性参数的差异,2种相溶性低的树脂配合电泳涂装后,在烘干过程中在膜厚方向产生层分离,在一道工序中使耐侯性和防蚀性并存,使其上层不仅具有耐侯性,还具有耐崩裂性,才具有用于无中涂的涂装体系的可能性。

  2005年,欧洲已全部使用无铅电泳漆,到2015年,将全部转向耐侯性(耐UV)电泳漆。

  三、PVC涂料

  PVC涂料是以聚氯乙烯树脂为主的塑料溶胶涂料,属无溶剂涂料,固化条件为温度110~140℃,加热10~15min或随中涂、面漆一道烘干。在轿车车身涂装工艺中,PVC涂料作为填密缝隙用密封胶和车底涂料,以提高车身的密封舒适性和车身底板的耐蚀性和抗石击性。PVC涂料的主要发展方向是低密度化,其密度由1.4g/cm2可降到0.8g/cm2;其次是提高其与中涂、面漆的相溶性。

  近年来国外公司在开发自干型(空气干燥)无PVC的车底涂料、焊缝密封胶替代现用的PVC系列的车底涂料、焊缝密封胶。日本丰田公司正在开发湿气固化(Moisturecure)聚氨酯系列车底涂料,是一种橡胶型弹性变形材料,不含PVC、重金属和溶剂,是自干型,不需烘干。在车身涂装合格后涂布。它具有耐崩裂性和防声阻尼功能。

  四、中涂面漆(罩光)

  汽车涂装中排出的VOC主要来源于涂料和喷具的清洗,在汽车涂装线上VOC的排出比例中,中涂和面漆分别占到了19%和36%,两者在VOC排放量中占全部排放量的55%,所以控制VOC的排放,主要在于控制中涂和面漆的VOC排放,减少VOC排出量必须更新采用环保型涂料。属于环保型涂料的有水性涂料、粉末涂料和超高固体份涂料。

  在欧洲,水性涂料的应用较普遍,一代中涂(水性、粉末)已经开始被低成本转换概念(LCCC)二代中涂(低膜厚水性中涂和低膜厚粉末)所替代,烘干规范和溶剂型完全相同(20℃晾干6~8min、升温6~8min、160℃保温12~15min),外观质量优于第一代;宽施工窗口(50%~80%RH、20~32℃)的金属和塑料通用的水性底色漆开始应用,底色漆喷涂与罩光漆之间不需要红外烘干和冷却,可以降低设备和生产运行成本;双组份高固体份溶剂型或水性清漆应用比较普及,在适应VOC排放要求的同时,抗擦伤性能进一步提高;粉末罩光漆的应用不断改进已经成熟,将进一步推广。为了适应不断提高的环保节能的要求,目前,中涂和面漆开始向简化工艺方向发展。

  五、结论

  综上所述,未来的汽车涂装在不断地提高涂膜耐蚀性、抗石击性及装饰性同时,也一定朝着环保、节能的方向发展。主机厂要与世界上知名的化学品供应商、设备供应商合作,建立巩固的战略伙伴关系,开发出更简化的、更节能、更环保的工艺产品。

  

  参考文献:

  [1]陈慕祖,周杰.硅烷技术—磷化技术的革命性变革[C].中国汽车工程学会装涂分会,2007.

  [2]王树孝,张东,马金胜.汽车涂料的研究方向[J].汽车工艺与材料,2006,(10):27-28.

  [3]吴涛.汽车涂装的国内外发展动态[J].汽车工艺与材料,2006,(9):29-34.
    ——本信息真实性未经中国涂料网证实,仅供您参考