节能减排新工艺技术应用于汽车涂装的研究

300113 中国汽车工业工程有限公司 天津|刘彪 王策



节能减排新工艺技术应用于汽车涂装的研究

300113 中国汽车工业工程有限公司 天津|刘彪 王策

摘要：在我国汽车业高速发展的背景下，注重企业效益与环境影响统筹发展成为多数企业的发展瓶颈。工业污染对自然环境造成的不容忽视的影响，使得国内外都对节能减排这一课题高度重视。基于此种情况，笔者结合本身工作经验，重点分析了汽车涂装过程中所使用的节能减排新工艺技术。关键词：节能减排新工艺：技术应用；汽车涂装

目前国际上提出了一些可行的节能、环保的新工艺技术，如若可以将之应用于汽车涂装，那么将大大改善汽车制造过程中的环境破坏问题。本文将首先说明国内汽车涂装的现状及与国外工艺的差距，进而从汽车涂装过程中使用的涂装材料、涂装技术与工艺、涂装设备几方面展开论述，探讨几项节能环保新工艺在汽车涂装过程中的可行性及其带来的优点与革新。

绿色涂装概念

绿色涂装就是涂装过程中环境污染小，如废弃物、污水、二氧化碳及颗粒物的排放减少，资源和能源的利用率高，并且低成本高质量，符合国家清洁生产的标准。因此，必须对原有的涂装工艺进行全面的改良升级，涂装中使用的每台设备、每道工序都进行优化升级，降低涂装过程中产生的浪费和污染，杜绝无效作业，使材料和能源能够得到最大程度的利用。绿色涂装追求的是在消耗同样的能源和原材料情况下，加工生产出相比传统工艺质量更好、数量更多的产品，为企业赢得创造更多的利润，并且对环境的污染还更小，从而使企业和产品能有更强的生命力。

近几年，随着国内表面处理技术的迅速发展，涂装行业作为这一技术的代表性行业，它的下游产业如汽车制造工业也向着自主性、环保型、高技术方向转型。

国内汽车涂装工艺现状

整个汽车制造过程主要包括铸造、锻造、冲压、焊接、电镀、涂装等过程，而其中涂装这一环节的能耗在整体生产中所占比例高达60%。同时，涂装过程也是高污染过程，随着我国开始响应国际号召，对三废的处理要求日益严格，涂装新工艺的研究刻不容缓。自最近前瞻产业研究院发布的我国《涂装行业市场需求预测与战略投资规划分析报告》中可以看到，新规划中对汽车涂装技术的要求可以用“五E”原则归纳，即性能优良、节约资源、节省能源、施工便利以及环保卫。

汽车涂装中的常见节能技术

如上文所述，对汽车涂装技术的改进主要可从三方面考虑：涂装材料、涂装工艺及涂装设备。

a新涂装材料的应用

VOC是近年来国际上制定的一个新标准，即汽车挥发性有机物排放标准。目前我国虽然没有明确具体地制定该标准，但一直有对二甲苯这些有机溶剂的排放控制标准。上世纪90年代，德国率先研制水性技术，这一技术对VOC的排放有很好的控制效果，许多国家纷纷开始使用水性底色漆。

b新涂装工艺的应用

就最新的涂装工艺而言，类似PVC湿碰湿这样的工艺已经在许多车间得以成功应用，且材料以及技术上都渐趋成熟。对比而言，一些由国外提出的新技术却还可被进一步完善。国内现如今在汽车涂装中主要采用的是传统的“3C2B”（三涂二烘）工艺，该工艺的涂装效果完全可以达到传统工艺标准，同时又能够较传统工艺节省成本材料，每年所能降低的能耗也可以达到25%左右。但是，要将这项工艺全面投入国内汽车涂装中，还需结合国内实际状况作验证及改进。

c新涂装设备的应用

涂装车间内包括涂装设备在内的许多设备都可以进行改进以达到更好的节能效果。已经采用的措施包括：将传统日光灯以LED日光灯代替以便节约成本及减少CO2排出量、采用机器人进行喷涂以便达到更高的涂着率及更细的雾化效果、采用RTO设备进行废气处理以便VOC氧化分解后再利用余热回收装置回收热量等等。

节能减排新工艺技术

a干式喷漆室

干式与湿式喷漆室相比，在节能环保等方面有明显的优势：由于干式喷漆室是无工艺用水，既节省了大量用水，又减化了庞大的水循环系统，同时省去了漆雾颗粒化学凝聚工艺，也减少了对循环风管的化学腐蚀；喷涂设备绝大多数采用的是湿式喷漆室，涂装车间在汽车制造行业中是一耗能大户，而喷涂设备所消耗的能量即占50%以上。所以，涂装行业的节能减排的重要任务，首先应从喷漆室入手。

b水性免中涂体系

水性免中涂体系比传统水性涂料减少了中涂的使用，而水性涂料的溶剂含量比较低。该体系的主要VOC排放的贡献来自清漆体系和清洗溶剂。在未使用喷房废气焚烧装置的情况下，经测算，采用水性免中涂体系的VOC排放可以达到20g/m2。由于减掉了整个水性的中涂涂装线，耗能极高的中涂控温控湿喷房、热风闪干线和中涂烘房都不再需要。这大大降低了能耗，也是欧洲的水性涂装线改造成水性免中涂工艺的驱动力。

结束语

总之，尽管近年来汽车涂装工艺较传统工艺有了极大改进和提高，但一些新工艺技术在成本、质量、维护等方面还存在一些不足，并且国外的新工艺并不一定适用于国内汽车涂装实际情况，而更多的节能涂装新工艺还有待研发。汽车涂装新工艺的应用，将不仅实现减排与环保，同时也为厂家降低制造成本，打开企业与社会的“双赢”局面。

参考：

［1］李亚林.喷涂机器人在汽车车身涂装的应用与质量控制研究［D］.湖南大学.2012

［2］王定平，刘敦友，张青峰.应用于汽车涂装前处理工艺中废热回收技术［J］.汽车实用技术.2015（02）

［3］姜波.我国汽车制造企业竞争力影响因素分析与评价［D］.吉林大学.2006