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汽車涂裝新材料和新工藝設備的發(fā)展論文
摘要：汽車已經成為了很多家庭的必須品， 隨著人們生活質量不斷提高， 人們在汽車裝飾層面上也提出了個性化需求， 而汽車涂裝即可滿足用戶此類需求�；诖�， 本文重點提出我國汽車涂裝新技術和材料， 分析各項新技術的應用方法以及發(fā)展前景。
關鍵詞：汽車涂料； 涂裝新技術； 應用； 發(fā)展；
1、引言
隨著我國汽車行業(yè)不斷發(fā)展， 人們對汽車的需求量不斷增加， 當今我國汽車市場之間的競爭愈加激烈， 汽車涂裝可以提高裝飾的美觀性、汽車自身防腐性， 已經成為了車輛生產或個性化改裝的重要工藝技術。在綠色環(huán)保理念下， 涂裝材料和工藝正在朝向環(huán)保材料、工藝、簡化工序、減少設備投入、降低運行費用方向發(fā)展。從當今發(fā)展形式來看， 需要不斷減少有害物質的融入， 包括無亞硝酸鹽的磷化促進劑等。并且市場中水性涂料和高固體分涂料已經在我國涂裝線上生產使用， 隨著我國對汽車涂裝的標準越來越高， 這些環(huán)保材料會逐漸替代傳統(tǒng)溶劑型中涂和面漆， 成為現代汽車噴涂的主流材料。此外， 很多新型噴涂工藝已經投入了生產， 并取消了PVC凝膠工序等工藝， 通過簡化中間的生產環(huán)節(jié)， 即可減少設備的投入量、降低生產費用。
2、涂裝新材料及其發(fā)展
2.1 預處理材料
汽車預處理生產流程需要消耗大量的水資源， 通常會占據油漆車間用水總量的4/5.我國推出的《汽車涂裝清潔生產標準》對涂裝生產中的工業(yè)用水提出了明確要求， 包括循環(huán)水、總水量、單批次用水量等。如一級用水量標準是低于0.1m?/㎡；二級標準是低于0.2m?/㎡；三級標準是低于0.3m?/㎡。這樣即可減少廢水排放量， 避免工業(yè)廢水污染， 低溫節(jié)能技術勢必會成為汽車涂裝領域新的發(fā)展方向。
優(yōu)質的生物降解表面活性劑已經逐漸替代了APEO, 不僅可以提高了油污、水洗性能， 最為重要的是可以提高生態(tài)型， 降低漂洗水和COD排量。無磷、無氮脫脂劑的應用， 能夠大大減少氧化物和營養(yǎng)化物， 所以應用該產品可以滿足我國提出的綠色生產要求。液體表調劑作為當今企業(yè)領域應用較為廣泛的產品之一， 將主材料更改成了磷酸鋅鐵， 相比磷酸肽膠具有非常明顯的優(yōu)勢， 即使液槽溫度達到了59℃依然穩(wěn)定， 可以直接在泵中很使用， 去除了中間調劑的過程， 也不用更換液槽。固體表面配劑配置槽液， 膠體顆粒自身穩(wěn)定性不足， 使用2~3周就要更換。液體表調劑并非十全十美， 對貯存條件要求較高， 但具在施工中具有明顯的優(yōu)勢， 包括成膜速度快、槽液壽命長、廢水排放量少等特點， 由此可見， 液體表調劑成為主流產品也是大勢所趨。
2.2 陰極電泳漆
電泳漆含有機容量少、高泳透力、低密度、邊角覆蓋率好、無有害物質等特性。通常有機助溶劑從過去的3%, 降低到了0.4%.在樹脂材料當中增添了氨基磺酸， 泳透力會得到較大的改善。如果車身表面膜的厚度達到了20mμ時， 車身內腔膜厚度可以達到12mμ以上， 所以電泳漆消耗量可以減少10%以上。最新的電泳漆逐漸朝向低密度、低顏基的方向發(fā)展， 從而改善流平、槽液沉淀、材料消耗。增添有機高聚物和無機添加劑可以提高邊角的抗磨、防腐性能。再加上無鉛陰極電泳解決了傳統(tǒng)產品的弊端， 所以在實際應用中具有良好的性能。國內大眾、通用等汽車生產商涂裝產線也都采用了該項技術。
3、涂裝新工藝及其發(fā)展
3.1 取消了PVC凝膠工藝
通過改進P V C材料， 可以加強P V C和中途面漆之間的相容性， 保證P V C不會變成單獨凝膠， 而是和中涂同時進行烘干處理。在取消了P V C凝膠之后， 可以簡化生產工藝、降低生產投資、節(jié)省能源損耗。當今我國大眾、通用南廠、通用五菱都采用了該項工藝技術。
3.2 3C1B技術
在電泳涂層后， 就需要進行下一個工序， 采用濕碰濕法進行中途和外包噴漆， 之后采用一次性的烘干方法， 這就是3C1B技術。該項工藝技術在馬自達品牌中應用時間較長， 并取得了不錯的口碑。在實際應用當中3C1B工藝不需要進行烘干， 去除了中涂打磨、烘干等工序， 不僅能夠減少生產設備占地面積、提高廠房生產力， 同時也會減少資源消耗以及材料、人工成本。
3C1B技術材料主要包括丙烯酸樹脂和高韌性聚酯樹脂材料， 在中途工序生產當中， 可以調整溶劑量和樹脂結構， 這樣即可控制樹脂的固化性能。并且可以最大化增加涂料黏度和觸變性要求， 如果溶劑出現了揮發(fā)問題， 往往也不會影響鋁粉片的實際性能。在實際生產中需要注意一點， 3C1B技術對生產環(huán)境溫度與濕度要求較高， 需要加強環(huán)境控制。當然， 當今的3C1B技術并非十全十美， 高固體分中涂、體分色漆、體分清漆勢必會成為主流， 這樣即可快速提高涂裝生產效率， 會降低VOC的排放量， 避免出現色漆、中涂、清漆土層間的混合問題。高固體漆是一種全色、非透明材料， 這樣可以抵抗紫外線穿透度， 再加上中涂的膜厚， 最大程度上保證電泳漆不會受到外部因素的影響。
3.3 無中涂的2涂層體系
在涂裝過程中， 中涂十分重要， 決定著電泳漆的保留程度和外漆的粘合性能， 因此需要高抗石擊性能以及全面填充電泳表面， 同時也要具備穩(wěn)定性以及抗紫外線性能。簡單來說， 如果不增加中途漆層， 紫外線會穿透表層漆， 輻射電泳漆造成氧化分解和粉化問題， 結合力嚴重下降最終出現漆層分離， 也就是人們所說的自然掉漆。上述問題主要是因為電泳漆抗紫外線性能不足， 通過優(yōu)化電泳漆配方和工藝， 市場中提出了一種耐紫外線電泳漆， 在防腐、石擊等方面與當今“中涂+電泳”的方法相同， 在外觀質量上和當今常用的方法相近， 該方法理論上可以取消中涂漆層。排除了中涂層之后， 即可減少VOC的排放量， 降低設備和維護的費用。當今PPG-Prime電泳漆在日本使用非常廣泛， 我國這些年的使用比例也在不斷提升。
4、涂裝設備發(fā)展
4.1 Bell-Bell技術
金屬色漆噴涂有兩個施工程序， 第一道工序是采用Esta噴涂第一道金屬色漆；第二道工序是用自動噴槍噴涂第二道金屬色漆。應用自動噴槍能夠改變金屬鋁粉的排列順序， 提高光亮效果， 可以避免金屬色漆出現較大的色差。但在實際生產中噴槍的效率不盡人意， 噴涂效率只占三成， 提高了材料浪費量， 再加上噴涂過程中噴霧量較大， 噴涂量過多會出現漆膜缺陷問題， 提高了返工率。當今可以采用Bell-Bell替代噴槍， 其轉速和成型空氣量要遠遠大于普通噴杯， 同時新型旋杯的直徑也要更大一些， 噴被邊緣是銳邊結構， 旋杯邊角角度更小， 這些變化都會讓金屬漆霧化漆粒更干一些， 粒徑也更小， 這樣即可達到與噴槍相近的光亮效果。
4.2 Vario Shuttle輸送技術
該項技術也稱之為多功能穿梭機， 其最大的特點就是結合不同車型來分別優(yōu)化浸入角度、翻轉方法、前進速率來滿足最佳的處理方法。為了能夠提高輸送質量， 可以采用PLC自動化技術進行控制， 車身也能夠靈活的從不同位置和朝向經過槽體。采用Vario Shuttle技術能夠讓車身在槽內隨意擺動， 避免車身局部出現氣泡問題， 處理時可以控制速度甚至可以停止和倒退， 所以槽體長度可以縮短到最小， 減少占用空間， 節(jié)省了首次投料量和能源消耗。
5、結語
綜上所述， 隨著我國汽車行業(yè)不斷發(fā)展， 當今汽車涂裝新技術也層出不窮， 本文重點介紹了新型涂裝材料、工藝、設備的應用與發(fā)展趨勢， 雖然很多技術在如今應用范圍較為局限， 但是在未來勢必會成為主流技術。
參考文獻
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