涂装新技术

涂装新技术概述
节能增效是汽车生产的发展需要，而在汽车制造生产过程中，涂装生产线是其能耗最多的生产环节，因此在涂装生产中采用节能型工艺不仅可降低汽车的生产成本，同时也促进了实现清洁涂装生产的进程。

通过对国内外汽车生产中涂装线环保节能工艺应用的了解分析，对涂装线前处理采用预喷洗技术及无磷处理技术、电泳后冲洗采用ECS技术、PVC密封胶与涂料“湿碰湿”涂装技术、节能型粉末固化技术的工艺应用、自泳漆技术介绍如下。

1. 前处理预喷洗技术
在涂装线的前处理工序采用逆工序补水的环保节能的基础上，近年来又开发了预喷洗法(Preshowersystem)的节能环保技术。

该技术是将逆工序补水由溢流改为预喷洗，使被处理件带到下道工序的处理液尽可能地减少，在提高清洗效率的基础上减少供水量的一种工艺方法。

例如附着在工件上的处理液在进入后一道水洗槽之前用预喷洗管喷洗，回收入前一道处理液槽。

在回收率20%情况下，带入后一道水洗槽的处理液量为80%左右。

如果附着在工件上的处理液在进入后一道水洗槽之前设两排预喷洗管喷洗，第一排喷洗液回收入前一道处理液槽，第二排喷洗液直接排放。

这种方式可使带入后一道水洗槽的处理液量可减少到（30~50%）。

2. 无磷处理技术
在汽车涂装中的前处理工艺中，磷化处理是最为广泛采用的方法。

但由于磷化液存在重金属离子含量高、含致癌物、一般需要二次加温、含渣量高、不易清洗等缺陷，随着环保和节能的发展趋势，传统的磷化处理正在逐渐被无磷处理技术所代替，目前较为成熟的是硅烷处理和锆盐处理。

传统的汽车薄膜锌盐磷化处理的磷化膜厚（1～2）µm，处理液的PH值低于2，处理温度（35～55）℃，处理时间（120～180）s，膜重（1.5～3.0）g/㎡,处理铁件的沉渣量（3～4）g/㎡，处理铝件的沉渣量（8～12）g/㎡，而且铁铝混线生产槽液要做特殊的调整。

硅烷技术是采用OXSilan超薄有机涂层替代传统的结晶型磷化膜层，其膜厚（40～100）nm，处理液的PH值（3.8～4.5），处理温度（室温～40）℃，处理时间（60～120）s，膜重（40～100）mg/㎡,处理铁件沉渣量≤0.1g/㎡，处理铝件基本无沉渣，铁铝混线生产不必做特殊调整。

由于硅烷处理在界面形成的Si-O-Me共价键(Me表示金属)分子间力很强，所以与金属表面和油漆涂层之间均能形成良好的附着力，对金属有着良好的防护作用。

TecTalis新型前处理转化膜是由氧化锆为主的纳米颗粒组成，其膜厚（20～50）nm，处理液的PH值（3.8～4.8），处理温度（10～50）℃，处理时间（30～180）s，处理铁件的膜重（20～100）mg/㎡,产生的沉渣量约0.1g/㎡。

与磷化处理相比，新型的OXSilan和TecTalis处理具有薄膜性低消耗、低温
性、低渣性、低酸易于清洗性、对各类金属混线生产的适应性、无重金属的环保性、简化工艺（无需表调）易操作性（只需控制PH值和电导率）等明显的优势，可减少耗水量和降低污水处理成本。

据有关资料介绍可降低综合生产成本(10~20)%左右。

3. 电泳后冲洗采用ECS技术
在传统工艺中，为提高电泳车身的外观质量，一般UF液洗需要进行（2～3）次，以降低涂料的带出量和提高清洗质量。

当№1UF液的固体份为4%左右时，则№2UF液的固体份可能达到1%以下，新鲜UF液的固体份在0.5%以下。

从涂装生产环保节能的角度出发，为了实现全封闭电泳后清洗，有些汽车涂装线采用了ED-RO装置,将电泳后冲洗中的UF液经返渗透装置净化，除掉杂质离子和固体份以替代纯水进行洗，降低了涂装线纯水的消耗量和电泳后冲洗污水的排放量，提高了电泳涂料的利用率,实现了电泳线的全封闭水洗。

然而采用ED-RO装置时，为满足纯水洗所需要的水量，其超滤装置的出液量与传统工艺相比需要增加1倍左右，这样不仅带来设备投资的增大，而且也容易加大电泳槽液溶剂量的损失，造成在后冲洗过程中的泡沫量加大，因此在电泳后冲洗的节能环保技术中开发应用了ECS技术。

ECS技术即电泳最终纯水洗的循环利用法是将电泳后冲洗中的循环纯水洗槽液经过返渗透膜进行超滤，使浓缩液（固体份3％左右）返回到循环UF液槽，清洁液替代新鲜纯水洗液，从而实现了降低纯水使用量(80%左右）和电泳后冲洗的污水排放量，减少了污水处理的费用，同时也提高了电泳涂料的利用率（3%左右），降低了涂装材料成本。

特别是对于采用传统工艺的涂装线，可不必增加UF装置的改造量，只需进行循环纯水洗系统的改造，增加ECS装置，即可实现全封闭电泳后清洗。

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. PVC密封胶与涂料“湿碰湿”涂装技术
为使汽车车身具有良好的密封性、防锈性、吸收振动、耐久性及装饰性，需要对车身焊缝进行密封。

目前汽车车身PVC焊缝密封胶通常在电泳底漆烘干之后进行涂布,通过PVC 烘干室140℃烘干使涂胶表面固化后再进行底漆打磨、擦净和面漆涂装。

为节省涂装线的能耗，在采用140℃烘烤固化涂料的情况下，也可以将涂胶后的车身在PVC烘干室达到140℃后保温10min进行预烘干，使之表面固化而不影响随后打磨、擦净、喷漆等工序的进行，然后通过涂料烘干室的140℃保温20min的烘烤，在涂料干燥的同时PVC胶也达到完全固化。

在汽车车身二涂层体系涂装的生产线上一般需要有电泳漆、PVC胶、面漆三个烘干室，在三涂层体系涂装的生产线上一般需要有电泳漆、PVC胶、中涂、面漆四个烘干室，其烘干室的热能消耗占涂装线热能消耗的（30～50）％左右。

因此从涂装线节能的角度出发，采用“湿碰湿”涂装工艺或简化涂层，减少涂装过程中的烘干次数是节省能耗的有效途径。

“湿碰湿”涂装工艺是指在涂装异种涂料或重涂同一种涂料的场合，省略中间的烘干工艺，仅晾干就涂装下一道涂料，再经晾干后一并烘干的生产工艺。

目前一些汽车制造公司已在三涂层涂装体系中成功地采用了PVC密封胶与中涂“湿碰湿”涂装的生产工艺。

中涂与面漆“湿碰湿” 涂装的生产工艺也在国内的一些
汽车厂投产应用。

通过针对二涂层涂装体系进行PVC未凝密封胶与面漆“湿碰湿”涂装工艺的研究试验，解决了PVC未凝密封胶与面漆“湿碰湿”涂装的材料选择及采用新工艺对面漆涂层的外观、遮盖力、光泽、耐盐雾及抗老化性等方面性能影响的问题，从而可实现在二涂层涂装体系中取消PVC烘干室，达到简化涂装生产工艺、节省涂装涂装线运行能耗、降低生产成本、提高汽车产品的市场竞争力的目的。

5. 节能型粉末固化技术
节能环保是涂装生产的发展趋势,因此以粉末涂装替代传统的溶剂型涂料涂装是降低VOC排量,减少污染，保护环境的有效途径。

然而由于粉末涂料的固化温度高,致使粉末涂装在生产应用中增加了热能的消耗，提高了生产成本。

针对粉末涂料烘烤温度高的问题，从优选节能元件着手进行分析。

当涂料的红外吸收波长与辐射器的远红外发射波长相匹配时的加热效果最好，热损失最少，也就最为节省能耗。

因此选择节能型的远红外电热辐射器作为粉末涂料固化的加热器，它把电能中大部份的能量转换成远红外线，并能吸收和转换可见光和近红外为远红外线，从而发射波形与涂料的吸收波形呈最佳匹配，在粉末涂料烘干固化中充分发挥了其节能作用。

通过在生产线上的应用证明，在同一产品的同等产量下，与采用传统的140℃烘烤固化成膜的溶剂型涂料相比，采用节能型的辐射原件进行粉末涂料固化的技术，可节省热能消耗30%左右，即降低了涂装产品的生产成本，又达到了节能环保的目的。

6.自泳漆技术
自泳漆的涂装工艺为一种化学泳涂法。

其槽液主要是由酸、氧化剂、颜料及高分子乳液组成。

当金属被涂物浸入涂料液体中，金属表面被侵蚀，在金属表面上生成铁离子，它使溶液中的高分子树脂协同颜料析出，沉积在金属表面上。

它既不同于一般水性漆的浸涂，也不同于电泳涂装。

自泳漆于70年代在美国首先研制成功，1977年在美国克莱斯勒公司底特律
厂用于车架的涂装，随后被耐腐蚀性更好的阴极电泳漆取代。

目前，四川重庆油漆厂、湖南造漆厂丶上海汉高化学品有限公司已生产供应。

化学泳涂法的优点是无火灾，与电泳涂漆相比，省电、涂装成本较低，由于成膜过程是化学反应，故涂膜均匀，工序比电泳涂漆减少(无磷化)，但防腐蚀性能比电泳漆特别是阴极电泳漆差。

槽液的控制，除与电泳漆一样存在更新期外，由于成膜过程是化学反应，因此槽液的组成必须严格控制，并且也只有在高产量下才适用。

在低产量下，如果更新期太长，槽液中多价金属离子过多，就会导致整个槽液凝结。

化学泳涂的工序为：脱脂→水洗→酸洗--水洗--纯水洗--化学泳涂→清洗→反应水洗→烘干。

反应水洗能极大地提高自泳涂膜的防腐蚀性能。

环保节能已成为汽车工业发展的趋势，因此在涂装生产中贯彻清洁涂装生产的理念，结合涂装发展的新材料、新工艺、新设备、新技术进行新建涂装线的设计规划和原有涂装线的技术改造，使汽车涂装生产实现环保、节能、降低生产成本、提高市场竞争力的目的。