【工艺技术】汽车业主流环保涂装工艺及发展趋势

       自7月1日起，上海开始实施生活垃圾管理条例，一时间垃圾分类成为热词。

       其中，油漆、涂料被划分为有毒有害垃圾，需要专桶回收处理。而在2016年8月1日起施行的《国家危险废物名录》中，水性漆漆渣已不属于危险固废范畴，即干垃圾，除此之外的所有涂料废弃物依然归为有毒有害垃圾。

       尽管垃圾分类触及的只是终端用户，但从侧面体现了政府在环境保护上的决心，环保已经从前端生产衍生覆盖到终端使用及回收，且环保标准正不断提高。

       以汽车业为例，2018年12月31日起，中国提高了汽车单位涂装面积VOCs 排放量(g/m2)标准。在短短2年后，即2020年12月31日起，该标准还将提高15%。

       面对不断升级的环保法规，近年来各汽车制造厂纷纷加速建设新涂装厂，或对现有涂装线、表面处理工艺进行升级改造。在此过程中，水性3C1B等紧凑工艺等开始逐渐被应用。目前商用车涂装采用水性涂装的比例已逐渐上升22%。2017年，卡车用涂料水性化已达到 31.5%。

       目前，汽车行业环保型涂装工艺主要有三种：水性3C2B、水性3C1B、高固体分。

       其中水性 3C2B 涂装工艺是由溶剂型涂装工艺发展而来，工艺布局与国内常见的溶剂型 3C2B 工艺基本类似。而 3C1B 实质上是 3C2B 工艺的简化。通过优化升级，将原有的水性中涂需要流平闪干+烘烤的工艺，优化为直接常温闪干或热风闪干，省去了传统的中涂烘干工序。

       3C1B 涂装体系应用过程中单耗有明显的降低，尤其是机器人喷涂，相对传统涂装，单耗至少降低了40-50%。且3C1B涂装体系不需要现场稀释，减少了稀释剂的使用。取消了中涂烘房的，减少了烘房的过滤棉使用和烘房设备维修和维护所需的等材料和人工。取消了中涂打磨工艺，使该工序的人员以及打磨材料都不再需要；中涂和面漆的湿碰湿工艺可以提高涂装的一次合格率，节省了材料和能源，提高了生产效率和产能。

       高固分体系是从引进溶剂型高固体分3C1B体系开始的。溶剂型高固产品对于传统溶剂型的产线升级的优势在于，两者均基于溶剂型产品体系开发。具有对于生产线线体的布局，设备材质，循环系统管路的改造较小，施工工期较短等优势。传统产线升级时，可按原有的工艺布局特点选择。

       在环保减排方面，高固体分涂料的施工固体百分比远高于传统的溶剂型，水性涂料施工固体分则跟传统溶剂型涂料类似，其两种方案的 VOCs 排放也基本处在一个水平线上。

       在成本方面，水性/高固体分3C1B工艺主要通过膜厚的降低和工序减少来实现。水性/高固体分3C1B生产线水性取消了中涂烘烤和中涂打磨，简化了工艺，因此在车间面积以及设备投资可以节约大概 10%～15%的前期投资费用，并将整个汽车在涂装车间的工艺时间大大缩短;该工艺膜厚减少15-25μm， 也降低了涂料单耗及辅料的消耗。

       据测算，对于采用传统溶剂型中低固体分涂装工艺的工厂，改为高固体分 3C1B 体系可实现VOCs排放标准，并比改为水性工艺在投资和转换时间更低。

       此外，粉末涂料凭借明显的环保优势，正逐渐成为可持续涂装的新宠。

       粉末涂料具有散落涂料可重新使用、无溶剂也无废水废渣废气排放、不需要用化学药剂和漆雾去除系统去除过喷漆雾、可以长时间保持烘房的清洁度、现有涂装设备稍做改造即可投入使用、综合能耗及设备投资低等优势。

       缺点是粉末涂料不能象液态涂料那样可以快速换色。因此目前汽车用粉末涂装只是单色漆系列，其应用主要集中在汽车零部件方面，如汽车发动机、汽车底盘、车轮、滤清器、操纵杆、反光镜、雨刮器和喇叭等。

       随着对涂装品质和环保要求的逐渐提高，工业机器人和智能化生产的普及以及表面处理工艺水平的提高，水性、高固体分和粉末涂装技术无疑是未来汽车涂装的重点发展方向，在商用车和轨道车辆市场的应用将不断地提升。

       而随着分类回收的全国执行，涂料废渣回收处理可能成为另一个行业发展窗口。我们可以预见的是，未来涂装及表面处理工艺，将有两大发展方向：一是环保涂料的市场越来越大，新产品新应用层出不穷。二是做好有毒涂料的技术升级及废弃物回收处理，将危害减少到最低限度。

       相信，汽车涂装将成为其他工业涂装工艺及产品的环保标干。

（文章来源：中国表面处理网）