環保汽車塗裝技術的發展前景

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    【摘 要】當今社會汽車工業高速發展,汽車塗裝作為汽車生產工藝中重要的一個環節,也在各方面快速發展。但在重視可持續發展的今天,節能環保成為塗裝工藝中一項重要指標。本文介紹了當前汽車塗裝的一些新技術,並對其發展趨勢進行了分析。
  【關鍵詞】汽車塗裝 清潔生產 塗料 VOC排放
  
  一、表面處理
  
  當前,國內廠家普遍採用的前處理工藝:預清洗→預脫脂→脫脂→一次水洗→二次水洗→表調→磷化→三次水洗→四次水洗→一次純水洗→二次純水洗。
  這種工藝主要存在以下缺點:
  (一)能源消耗大:脫脂、磷化的工作溫度一般為40~50℃,在給槽液加熱中,同時也有大部分熱由於管路及槽體保溫不佳而損失。
  (二)有大量的含磷、氮、鉻等元素的廢水排放。
  (三)生成鋅鹽磷化膜時產生的磷化渣,需作為廢棄物處理。所以,耗能小、無汙染的材料,是當今前處理髮展的主要趨勢。
  雖然近年來為貫徹清潔生產標準開發了許多新的處理藥劑和技術,如無磷無氮生物分解型脫脂劑、長效表調劑、低溫低渣磷化處理劑、無亞硝酸的有機促進劑、無鉻鈍化和無鈍化技術等,但傳統的磷化處理受鋅鹽磷化處理劑的本質所限,以上缺點仍不能解決。為適應更高的環保節能的要求和簡化工藝降低成本的需求,國外開發成功不用磷酸鹽的塗裝前表面處理技術。
  以Chemetall公司開發成功的最新的預處理術——矽烷技術為例。這是採用OXSILAN超薄的`似磷化晶體的三維網狀結構的有機塗層,同時介面形成的Si-O-Me(Me為金屬陽離子)共鍵分子間力很強,與金屬表面和隨後的塗膜形良好的附著力。它與鋅鹽磷化處理相比,具有保、節能、操作簡便及成本低等優點。矽烷預處工藝無需表面調整和鈍化工序,可縮短工藝時和裝置長度,現有前處理裝置不用改造,僅需要換槽液即可投產應用,適用多種金屬底材(冷板、鍍鋅板、鋁板)的混線處理。處理膜重20~40 mg/m2有機組份,40~80 mg/m2無機組份矽烷OXSAM9812預處理工藝引數:時間2 min25~45℃,處理方式為噴淋或浸漬,pH值3.5~4.5。這種矽烷技術已應用於汽車輪轂的生產。
  
  二、電泳
  
  現今全世界90%以上的汽車車身採用CED塗料,為適應環保節能的要求,已實現了低溫化、低VOC化、無鉛化及低加熱減量化,開發了高泳透力、銳邊耐蝕型等CED塗料。為進一步簡化工藝、降低塗裝成本,正在開發研究超高泳透力CED塗料和耐候性(耐UV)優良的CED塗料。
  (一)超高泳透力CED塗料
  為使汽車車身內表面的陰極電泳塗膜厚度達到10μm(耐蝕性要求的膜厚),習慣做法是延長電泳時間(由3 min增到4~5 min),提高電泳電壓和車身外表面的膜厚。目前,PPG公司與豐田公司合作,正在開發超高泳透力塗料。豐田公司要求車身內腔膜厚10μm,外表面達到15μm,即內腔達到基本保護的要求下,外表面沒必要用太厚的電泳膜。這樣既可以減少塗料的使用量,也可減少VOC的排放量。現在塗裝成本可降低10%,目標是降低20%。
  (二)耐侯性(耐UV)CED塗料
  為確保CED塗料的耐蝕性,多使用環氧樹脂,它易受光老化,耐侯性不佳。為適應簡化工藝,無中塗的兩塗層塗裝體系的需要,開發採用表面平滑性好的耐侯性(耐UV)CED塗料。耐侯性CED塗料有2種類型:一種是丙烯樹脂CED塗料,另一種是層分離型高耐侯性CED塗料。後者是利用溶解性引數的差異,2種相溶性低的樹脂配合電泳塗裝後,在烘乾過程中在膜厚方向產生層分離,在一道工序中使耐侯性和防蝕性並存,使其上層不僅具有耐侯性,還具有耐崩裂性,才具有用於無中塗的塗裝體系的可能性。
  2005年,歐洲已全部使用無鉛電泳漆,到2015年,將全部轉向耐侯性(耐UV)電泳漆。
  
  三、PVC塗料
  
  PVC塗料是以聚氯乙烯樹脂為主的塑料溶膠塗料,屬無溶劑塗料,固化條件為溫度110~ 140℃,加熱10~15 min或隨中塗、面漆一道烘乾。在轎車車身塗裝工藝中,PVC塗料作為填密縫隙用密封膠和車底塗料,以提高車身的密封舒適性和車身底板的耐蝕性和抗石擊性。PVC塗料的主要發展方向是低密度化,其密度由1.4 g/cm

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