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汽车涂装之涂装材料的发展

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  一、预处理材料

  汽车预处理过程中有大量的废水排放,其排放量占油漆车间总排量的80%左右。因此减少排放、降低污染、低温节能以及长寿命是预处理材料开发研究的重要课题和发展方向。

  1、脱脂剂的开发主要集中在选择优质的生物可降解表面活性剂替代APEO(烷基酚-乙氧基化合物),以提高去油能力和水洗效果,减少漂洗水,降低COD排放。无机盐中选择不含硅酸盐、无磷、无氮脱脂剂,降低废水处理负荷、减少海水富营养化。由于无粉尘产生和使用方便,漂洗水少,液体脱脂剂已被国内外大型汽车涂装生产线所采用。

  2、固体表调剂配制的槽液,由于胶体颗粒的稳定性较差,通常每2~3 周就必须更换,污水排放量较大,正在迅速被液体表调剂替代。液体表调由于其槽液在50℃时,磷酸钛胶体依然稳定,可用滴加泵直接补充槽液而不必换槽。

  3、 磷化液的进展主要集中在无亚硝酸盐和无镍两方面。亚硝酸盐为传统的促进剂,会自行分解且易生成有致癌作用的亚硝胺。近几年新开发应用的促进剂有过氧化氢、羟氨基化合物以及CN4有机促进剂等。上海大众Polo 涂装生产线采用过氧化氢作为磷化促进剂。在磷化液中,要取消镍,而又不降低磷化膜的防腐蚀能力,是磷化液开发研究中取得的最新进展。目前已有个别汽车生产线投入使用,今后会迅速发展。

  4、钝化用的六价铬是一种剧毒物质,并有致癌作用。因此无铬钝化发展迅速,可以分成有机聚合物钝化液和无机钝化液,上海大众Passat 和Polo涂装生产线均采用六氟化锆钝化液替代有铬钝化液,钝化效果好,废水处理十分容易。

  二、阴极电泳漆

  新一代阴极电泳漆的主要特点是:低有机溶剂含量、高泳透力、低密度、低颜基比、边角覆盖效果好、无铅无锡、低烘烤等。

  1、有机助溶剂的含量逐渐降低,由2%~3%降至0.4%~0.8%。

  2、由于树脂中填加了氨基磺酸,泳透力有了较大的提高。当车外表面厚度为20μm 左右,车身内腔可达到12μm 以上。这样电泳漆的单耗可降低10% 以上。

  3、低密度,低颜基比是电泳漆的发展方向,如BASF 电泳漆CG500 的密度为1.3 g/cm3,PPG 电泳漆ED5的颜基比可降至0.1,从而可显著改善流平,减少槽液沉淀,降低材料消耗。

  4、新一代的电泳漆, 通过添加有机高聚物和无机添加剂,提高了锐边的耐蚀性。用刀片在同样条件下涂装后, 进行盐雾实验, 当常用电泳漆已产生100 个锈点时,高边角效应的电泳漆尚无锈点产生。

  5、无铅、无锡阴极电泳是电泳漆发展过程中一项重大改进。铅是一个毒性很强的元素,但在电泳漆的防腐蚀催化、钝化和加速交联等方面有重要作用。要去除铅和性能相似的锡是一个很难的课题。欧洲的环保法在这方面的要求甚严。DupontHerberts公司在这方面位居前列。上海大众所有的涂装生产线均使用无铅电泳漆。

  6、降低电泳漆的烘干温度,可以节省能源和降低加热量,从180℃×30min 降到150~160℃ ×10min 的CED 已经实现,120~140℃ 固化的电泳漆正在开发中。

  三、中涂面漆材料

  随着工业环保要求的日益提高,降低挥发性机化合物(VOC)的排放是中涂面漆材料发展的趋势,因此中涂面漆材料逐步向高固体分涂料、水性涂料及粉末涂料的方向发展。

  1、欧美日本等发达国家对汽车涂装中的VOC排放已有严格的要求。欧洲明确规定1997年新建的轿车涂装线VOC排放量不得超过45g/m2, 德国的VOC排放标准更为严格,要求小于35g/m2。

  2、目前德国绝大多数轿车涂装线采用工艺体系3(水性中涂+ 水性色漆+ 双组分罩光清漆), 该体系的VOC 排放量为34 g/m2,正好能够满足小于35g/m2 的VOC排放标准。德国欧宝公司艾森纳赫工厂轿车涂装线在世界上首次采用工艺体系4(水性中涂+ 水性色漆+ 水性罩光清漆)。

  3、奔驰公司在法国的SMART 轿车厂的中涂和面漆线采用全粉末涂装工艺体系:即粉末中涂+ 粉末色漆(仅有黑色和银灰色两种)+ 粉末罩光清漆,VOC 排放量接近于零。由于粉末涂料施工时换色困难,粉末色漆的应用有较大局限性,因此工艺体系5(粉末中涂+ 水性色漆+ 粉末罩光清漆)是今后的发展趋势。

  4、目前国内轿车涂装线普遍采用工艺体系1(溶剂型中涂+ 溶剂型色漆+ 单组分罩光清漆)。上海大众Passat 和Polo 生产线、一汽大众新线、上海通用北厂等近几年新建的涂装线均为水性漆应用做了预留。

  5、华晨宝马是国内首家采用双组分罩光清漆的轿车涂装生产线。上海通用南厂是国内首家采用水性色漆的轿车涂装生产线。北京奔驰和广州丰田率先采用工艺体系3,可满足德国的VOC 排放标准。

  5、华晨宝马是国内首家采用双组分罩光清漆的轿车涂装生产线。上海通用南厂是国内首家采用水性色漆的轿车涂装生产线。北京奔驰和广州丰田率先采用工艺体系3,可满足德国的VOC 排放标准。(来源:涂装管家)

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