经过十几年的工业应用,欧美的环保型涂料及涂装技术已经十分成熟。车身涂装用环保型中涂及面漆在我国尚未应用,落后于欧美及日本。
采用新工艺
近十几年来,由于涂装材料的进步,在车身涂层体系设计上也有革命性的进展,在满足环保法规的同时,也提高了生产效率,降低了涂装成本,几种典型的新涂装体系已经用于工业生产。革命性的涂装替代技术已经诞生。
逆过程工艺:根据粉末涂料一次成膜厚的特点,在车身外表面先喷涂粉末涂料,热熔融后,再进行电泳涂装,随后粉末/电泳涂膜一起烘干。其优点是提高了车身内腔的泳透率和防腐性能,约可减少60%的电泳涂料用量,用70mm厚的粉末涂层替代车身外表面的电泳底漆和中涂层,取消中涂及烘干工序。
二次电泳工艺:采用两涂层电泳材料,用第二层电泳(35~40mm)替代中涂。电泳工艺自动化施工稳定可靠性,一次合格率高,材料利用率高,设备投资少(不需空调系统),可节省费用48%,减少传统中涂的漆渣。
一体化涂装工艺(三涂层概念):采用与面漆同色的功能层(15mm)替代中涂,功能层与面漆底色间不需烘干,取消中涂线。
敷膜技术替代涂装:将预制好的复合涂膜在塑料件浇注成型的同时完成成型并与塑料件熔为一体,得到无缺陷涂装覆盖件。车身骨架采用传统冲压焊装工艺制造,涂装车间只对车身骨架进行涂装,工艺为前处理→阴极电泳→密封→面漆,面漆采用粉末喷涂技术,大大简化了车身涂装工艺,车身涂装的VOC排放达到7g/m2左右,远低于欧洲排放法规要求。
P2 ZERO概念: 所谓P2 Zero概念就是零排放油漆车间。P2 Zero概念的主导思想是寻求生态环境义务、制造厂和汽车用户利益最大化的途径。在满足苛刻的环保要求和用户质量要求的前提下,减少三废处理的成本,减少油漆车间操作成本和简化油漆工艺。车身钢板的防腐底漆保护层在制成零件前涂覆(可在钢厂进行),进入油漆车间的车身不需再涂底漆,只喷涂一道粉末底色和一道粉末罩光。目前除车身制造技术未成熟外,其他技术都已过关。
敷膜技术替代涂装和P2 ZERO两种车身制造工艺均突破了传统概念,不仅彻底解决了汽车涂装造成环境污染的难题,而且在不降低汽车应有功能的前提下,大幅度降低了汽车制造成本。这两种新概念是从汽车产品开发的角度,应用先进的技术成果解决单纯从传统汽车制造环节难以解决的问题。
清洁涂装对汽车涂料发展的影响
无论采用何种涂装工艺,是否能实现清洁涂装都取决于涂装材料。汽车清洁涂装要求涂装材料要同时满足涂层性能和环保法规,这已成为汽车涂料的发展趋势。从图2和图3中可见,保护地球环境给汽车行业和涂料行业提出了一个同样的问题,就是寻求环境义务、用户需求和企业自身利益的最佳平衡点。
典型的汽车车身涂层结构清洁涂装工艺需应用的涂料及今后努力的方向是溶剂型高固体份涂料、水性涂料和粉末涂料。
如前所述,欧美及日本目前适应环保要求的涂料及涂装技术已经比较成熟,推广应用的效果也很好。由于水性(或粉末)中涂、面漆对涂装设备和工艺控制有特殊要求,很难在应用溶剂型涂料的生产线上推广,涂料成本、设备投资及能耗较高,所以我国汽车涂装还没有应用环保型中涂和面漆,尚处于试验研究阶段。然而,如果国家相应的环保法规一旦出台,汽车行业必须积极响应,这将是对我国涂料行业的一次严峻考验。