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汽车涂装新材料和新工艺设备的发展论文
摘要：汽车已经成为了很多家庭的必须品， 随着人们生活质量不断提高， 人们在汽车装饰层面上也提出了个性化需求， 而汽车涂装即可满足用户此类需求。基于此， 本文重点提出我国汽车涂装新技术和材料， 分析各项新技术的应用方法以及发展前景。
关键词：汽车涂料； 涂装新技术； 应用； 发展；
1、引言
随着我国汽车行业不断发展， 人们对汽车的需求量不断增加， 当今我国汽车市场之间的竞争愈加激烈， 汽车涂装可以提高装饰的美观性、汽车自身防腐性， 已经成为了车辆生产或个性化改装的重要工艺技术。在绿色环保理念下， 涂装材料和工艺正在朝向环保材料、工艺、简化工序、减少设备投入、降低运行费用方向发展。从当今发展形式来看， 需要不断减少有害物质的融入， 包括无亚硝酸盐的磷化促进剂等。并且市场中水性涂料和高固体分涂料已经在我国涂装线上生产使用， 随着我国对汽车涂装的标准越来越高， 这些环保材料会逐渐替代传统溶剂型中涂和面漆， 成为现代汽车喷涂的主流材料。此外， 很多新型喷涂工艺已经投入了生产， 并取消了PVC凝胶工序等工艺， 通过简化中间的生产环节， 即可减少设备的投入量、降低生产费用。
2、涂装新材料及其发展
2.1 预处理材料
汽车预处理生产流程需要消耗大量的水资源， 通常会占据油漆车间用水总量的4/5.我国推出的《汽车涂装清洁生产标准》对涂装生产中的工业用水提出了明确要求， 包括循环水、总水量、单批次用水量等。如一级用水量标准是低于0.1m?/㎡；二级标准是低于0.2m?/㎡；三级标准是低于0.3m?/㎡。这样即可减少废水排放量， 避免工业废水污染， 低温节能技术势必会成为汽车涂装领域新的发展方向。
优质的生物降解表面活性剂已经逐渐替代了APEO, 不仅可以提高了油污、水洗性能， 最为重要的是可以提高生态型， 降低漂洗水和COD排量。无磷、无氮脱脂剂的应用， 能够大大减少氧化物和营养化物， 所以应用该产品可以满足我国提出的绿色生产要求。液体表调剂作为当今企业领域应用较为广泛的产品之一， 将主材料更改成了磷酸锌铁， 相比磷酸肽胶具有非常明显的优势， 即使液槽温度达到了59℃依然稳定， 可以直接在泵中很使用， 去除了中间调剂的过程， 也不用更换液槽。固体表面配剂配置槽液， 胶体颗粒自身稳定性不足， 使用2~3周就要更换。液体表调剂并非十全十美， 对贮存条件要求较高， 但具在施工中具有明显的优势， 包括成膜速度快、槽液寿命长、废水排放量少等特点， 由此可见， 液体表调剂成为主流产品也是大势所趋。
2.2 阴极电泳漆
电泳漆含有机容量少、高泳透力、低密度、边角覆盖率好、无有害物质等特性。通常有机助溶剂从过去的3%, 降低到了0.4%.在树脂材料当中增添了氨基磺酸， 泳透力会得到较大的改善。如果车身表面膜的厚度达到了20mμ时， 车身内腔膜厚度可以达到12mμ以上， 所以电泳漆消耗量可以减少10%以上。最新的电泳漆逐渐朝向低密度、低颜基的方向发展， 从而改善流平、槽液沉淀、材料消耗。增添有机高聚物和无机添加剂可以提高边角的抗磨、防腐性能。再加上无铅阴极电泳解决了传统产品的弊端， 所以在实际应用中具有良好的性能。国内大众、通用等汽车生产商涂装产线也都采用了该项技术。
3、涂装新工艺及其发展
3.1 取消了PVC凝胶工艺
通过改进P V C材料， 可以加强P V C和中途面漆之间的相容性， 保证P V C不会变成单独凝胶， 而是和中涂同时进行烘干处理。在取消了P V C凝胶之后， 可以简化生产工艺、降低生产投资、节省能源损耗。当今我国大众、通用南厂、通用五菱都采用了该项工艺技术。
3.2 3C1B技术
在电泳涂层后， 就需要进行下一个工序， 采用湿碰湿法进行中途和外包喷漆， 之后采用一次性的烘干方法， 这就是3C1B技术。该项工艺技术在马自达品牌中应用时间较长， 并取得了不错的口碑。在实际应用当中3C1B工艺不需要进行烘干， 去除了中涂打磨、烘干等工序， 不仅能够减少生产设备占地面积、提高厂房生产力， 同时也会减少资源消耗以及材料、人工成本。
3C1B技术材料主要包括丙烯酸树脂和高韧性聚酯树脂材料， 在中途工序生产当中， 可以调整溶剂量和树脂结构， 这样即可控制树脂的固化性能。并且可以最大化增加涂料黏度和触变性要求， 如果溶剂出现了挥发问题， 往往也不会影响铝粉片的实际性能。在实际生产中需要注意一点， 3C1B技术对生产环境温度与湿度要求较高， 需要加强环境控制。当然， 当今的3C1B技术并非十全十美， 高固体分中涂、体分色漆、体分清漆势必会成为主流， 这样即可快速提高涂装生产效率， 会降低VOC的排放量， 避免出现色漆、中涂、清漆土层间的混合问题。高固体漆是一种全色、非透明材料， 这样可以抵抗紫外线穿透度， 再加上中涂的膜厚， 最大程度上保证电泳漆不会受到外部因素的影响。
3.3 无中涂的2涂层体系
在涂装过程中， 中涂十分重要， 决定着电泳漆的保留程度和外漆的粘合性能， 因此需要高抗石击性能以及全面填充电泳表面， 同时也要具备稳定性以及抗紫外线性能。简单来说， 如果不增加中途漆层， 紫外线会穿透表层漆， 辐射电泳漆造成氧化分解和粉化问题， 结合力严重下降最终出现漆层分离， 也就是人们所说的自然掉漆。上述问题主要是因为电泳漆抗紫外线性能不足， 通过优化电泳漆配方和工艺， 市场中提出了一种耐紫外线电泳漆， 在防腐、石击等方面与当今“中涂+电泳”的方法相同， 在外观质量上和当今常用的方法相近， 该方法理论上可以取消中涂漆层。排除了中涂层之后， 即可减少VOC的排放量， 降低设备和维护的费用。当今PPG-Prime电泳漆在日本使用非常广泛， 我国这些年的使用比例也在不断提升。
4、涂装设备发展
4.1 Bell-Bell技术
金属色漆喷涂有两个施工程序， 第一道工序是采用Esta喷涂第一道金属色漆；第二道工序是用自动喷枪喷涂第二道金属色漆。应用自动喷枪能够改变金属铝粉的排列顺序， 提高光亮效果， 可以避免金属色漆出现较大的色差。但在实际生产中喷枪的效率不尽人意， 喷涂效率只占三成， 提高了材料浪费量， 再加上喷涂过程中喷雾量较大， 喷涂量过多会出现漆膜缺陷问题， 提高了返工率。当今可以采用Bell-Bell替代喷枪， 其转速和成型空气量要远远大于普通喷杯， 同时新型旋杯的直径也要更大一些， 喷被边缘是锐边结构， 旋杯边角角度更小， 这些变化都会让金属漆雾化漆粒更干一些， 粒径也更小， 这样即可达到与喷枪相近的光亮效果。
4.2 Vario Shuttle输送技术
该项技术也称之为多功能穿梭机， 其最大的特点就是结合不同车型来分别优化浸入角度、翻转方法、前进速率来满足最佳的处理方法。为了能够提高输送质量， 可以采用PLC自动化技术进行控制， 车身也能够灵活的从不同位置和朝向经过槽体。采用Vario Shuttle技术能够让车身在槽内随意摆动， 避免车身局部出现气泡问题， 处理时可以控制速度甚至可以停止和倒退， 所以槽体长度可以缩短到最小， 减少占用空间， 节省了首次投料量和能源消耗。
5、结语
综上所述， 随着我国汽车行业不断发展， 当今汽车涂装新技术也层出不穷， 本文重点介绍了新型涂装材料、工艺、设备的应用与发展趋势， 虽然很多技术在如今应用范围较为局限， 但是在未来势必会成为主流技术。
参考文献
[1]牟宁博。关于汽车涂装新材料与新技术的研究[J].化工管理， 2016 （12） :135.
[2]余菲。浅析汽车涂装新技术与新材料[J].科技资讯， 2015, 13 （15） :82.
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