低碳绿色节能技术在汽车涂装中的应用

放大  缩小 日期:2021-07-30     来源:汽车材料网    评论:0       [ 进入汽车材料社区 ] [ 汽车材料馆 ]
核心提示:【汽车材料网】为了适应建设资源节约型、环境友好型社会的要求和降低制造成本适应市场竞争的需要,各大汽车生产企业都在不遗余力地应用低碳绿色节能技术。涂装车间是汽车制造业中耗能大户,同时涂装车间也产生了大量
 【汽车材料网】为了适应建设资源节约型、环境友好型社会的要求和降低制造成本适应市场竞争的需要,各大汽车生产企业都在不遗余力地应用低碳绿色节能技术。涂装车间是汽车制造业中耗能大户,同时涂装车间也产生了大量环境污染物,如VOC、废水、漆渣、废溶剂、CO2等,因此低碳绿色环保型的汽车涂装工艺的研究、应用、推广对于汽车制造业具有革命性的意义。

 

图1 涂装工艺的三次更新换代

 

1.前处理工艺与材料发展

当前,无磷前处理技术(硅烷、锆盐和两者复合的前处理技术,如图2所示)开始取代传统的整车前处理磷化工艺,该工艺具备以下特点:

  • 它的处理液中不含P、Zn、Ni、Mn、NO2等有害物质;

  • 常温下处理,处理时间短至30~90 s,约为磷化处理时间的一半;

  • 沉渣比磷化减少90%左右或无沉渣,单耗大大降低;

  • 具有简化工艺(取消表调和钝化工序)和适应多种底材(如冷轧钢板、镀锌钢板、铝材、铜合金等)共线处理的特点。

 

 

图 2 无磷前处理工艺

CO2雪花/干冰微粒清洗技术主要用于新能源车的高分子及复合材料车身外覆盖件的清洗工艺,它代替传统水洗或溶剂擦拭前的处理工艺,如图3和图4所示。优点如下:

  • 不使用化学药剂,无废水等污染物产生;

  • 系统集成度高,能耗低;

  • 清洗参数可调,能够满足不同底材的清洗需求

 

 

图3 干冰清洗塑料件

 

 

图4 雪花清洗塑料件

 

 

2.电泳工艺与材料发展

高泳透力电泳漆使涂料的泳透力大幅提高,外表面电泳漆膜厚度从18~22 μm 降低到15~18 μm,可降低单车电泳涂料耗量25%以上,具有无铅无锡,低VOC、无HAP,高外观、低粗糙度,满足3C1B、B1B2等面漆工艺要求,可保证喷涂后车身外观质量,还可低温烘烤、减小加热量、烘干温度降到150~160℃,从而减少能源消耗和CO2排放量。

 

泳透率可以高达到65%-75%

图5 立邦高边缘防腐蚀性、高泳透率、低温固化解决方案

 

3.面漆工艺与材料发展

底漆、色漆水性化使汽车涂装减少了有机溶剂的使用量,与溶剂型涂料相比,VOC排放量可减少90%以上;

高固体分涂料是在获得同样产品性能的情况下,可降低能耗10%以上,以及减少CO2、NOx、SOx和VOC的排放量;

3C1B、B1B2等工艺缩短了涂装线长度,降低工艺成本和能源消耗,并且可减少涂料VOC和废气的排放,达到节能环保的目的,涂装常用的5种工艺路线如下:

 

图6 涂装的5种常用工艺路线

表1 不同涂装工艺的经济性和排放对比

类别

3C2B

3C1B

B1B2

 

经济性

设备投资

100%

92%

85%

能耗

100%

80%

75%

 

直接材料消耗

100%

90%

85%

 

运营费用

100%

85%

80%

 

排放

碳排放

100%

85%

80%

VOC排放

100%

90%

85%

 

表2 3C1B、B1B2涂装工艺在国内的应用厂家

主机厂名称

涂装体系

生产车型

一汽大众(成都)

B1B2

新速腾、新捷达

上汽大众

B1B2

大众品牌、斯柯达

北京奔驰

B1B2

C级、E级、GLK

东风日产

3C1B

轩逸、骐达

广汽三菱

3C1B

ASK、帕杰罗

江淮乘用车

B1B2

瑞风

低温烘烤/UV固化能使车身与覆盖件共线喷涂时,将烘烤温度降至80℃;UV固化可在常温下进行,都将大幅度减少能源消耗及CO2排放;粉末涂装工艺可实现零VOC排放。

 

4.阻尼垫与空腔防锈蜡发展

水性LASD液态阻尼胶垫除具有优异的阻尼性能外,与沥青片相比,减重30%~70%,降低VOC和甲醛的排放,能使用自动化机器人喷涂,可实现柔性化生产。

水性防锈蜡应用简便、环保,可将VOC排放量降低至1 500 μg/m3以下。

未来,各种绿色节能技术势必在汽车涂装生产中越来越广泛地被采用,在这些新技术的加持下,低碳、环保、节能、低成本、高竞争力的汽车涂装将更易于实现。

 

来源:【1】张川, 黄鹏, 孔飞. 汽车绿色涂装技术发展现状浅析[J]. 汽车制造业, 2018, ( ):49-50.

【2】重庆汽车工程学会微信公众号、2020亚太国际粉末涂料与涂装应用高峰论坛学术报告

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