最新汽车环保涂装工艺实践

李黎明 曹霁鸫 李干涛

【摘 要】随着环保意识的日益提升，国家和地方陆续对VOCs排放提出更加严苛的要求，以此引导企业优化工艺、减少VOCs排放。本文立足于汽车涂装车间，针对目前国内普遍应用的3大涂装工艺：溶剂型传统工艺、水性传统工艺以及紧凑型工艺，在减少工艺改造和投资成本的前提下，提出降低VOCs的产品升级方案。

【關键词】汽车环保;涂装工艺;实践

1 汽车涂料VOC排放所面临法律法规的挑战

中国汽车工业的快速发展起步于1998年。至2019年，中国汽车年产量已达2570万辆，巨全球第一。汽车行业作为现代化社会的标志性产业，其快速发展过程中伴随的环境污染尤其是大气污染受到社会各阶层的广泛关注。近几年，国家和地方对涂装车间大气污染排放提出更为严格的要求，不仅规定了单位涂装面积污染物排放限值，同时也对涂料VOCs含量提出了新的要求。

2 传统溶剂型工艺降低VOCs方案

传统溶剂型工艺在产品性能、材料成本、管理成本、设备投资和能源成本等方面都极具竞争力，2003年之前所建工厂基本采用此工艺。

若将传统溶剂型工艺向水性工艺升级，改造成本和难度较大。设备改造方面：（1）水性涂料潜热大、挥发慢，为使水性金属漆漆膜湿度<10%（喷涂清漆前的要求），必须新增两个闪干段来保证中涂和色漆层充分脱水，需优先考虑是否有足够空间安装闪干段;（2）水性涂料施工窗口窄，为获得优质的漆膜，需严格控制喷涂环境的温度和相对湿度，并长期保持在最佳范围内——温度（25±2）℃，相对湿度（65±5）%。因此必须新增控温控湿设备;（3）水性漆的贮漆容器、输漆管路、相关部件须采用不锈钢材质，并需化学钝化处理，工艺更改需重新采购、更换;（4）溶剂型金属漆与水性金属漆导电性存在较大差异，现有静电喷涂设备无法满足水性金属漆静电涂装需求，设备须相应改造。制造成本方面：水性涂料的闪干/烘烤段将大幅增加能耗。综上所述，传统溶剂工艺若向传统水性工艺改造，材料成本、设备投资以及能耗等方面挑战较大，且能耗增加问题尤为突出。如将传统溶剂型工艺改造为3C1B工艺，也需考虑原生产线是否有PVC烘干、中涂和面漆喷涂工艺位置可否直接相连等问题。上述两种改造方案均存在一定的设备投入及对生产的潜在影响。相对而言，传统溶剂型工艺向高固体分溶剂型涂料（以下简称高固）转型更易实现。高固在施工要求上与传统中低固溶剂型涂装工艺一致，基本无需改造。但高固提高10%～25%的固体分，可从源头上有效减少VOCs排放，最高可降低60%左右。

溶剂型（中低固）产品在向高固转型时，需要关注的几点：

（1）提升环境稳定性

高固产品因树脂含量高，对温度变化更敏感。因此产品转换前建议先评估车间的温控条件，尽可能降低不同季节下车间温度和相对湿度波动。……