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涂料文集

探讨涂装的新工艺新材料和新设备及管理

时间:2012-01-04 10:01:59 来源: 作者:聪聪 点击:
3.1.3硅烷

硅烷技术正式批量生产是2008年7月在德国欧宝(Opel)Kaiserslautern工厂进行的,提高30%生产率,相继在法国、西班牙、巴西、俄罗斯的汽车生产线投产,具有环保、节能、操作简便、成本低等磷化技术无可替代的优点,目前硅烷技术在普通工业中已开始逐步取代铁系和锌系磷化。

硅烷技术是采用OXSILAN超薄有机涂层替代传统的结晶型磷化保护层,在金属表面吸附了一层超薄的类似磷化晶体的三维网状结构的有机涂层,同时在界面形成的Si-O-Me共价键(其中:Me=金属)分子间力很强,将与金属表面和随后的油漆涂层形成良好的附着力。

硅烷预处理取代了传统的表面调整、磷化和钝化工艺,消除磷化和钝化造成的污染问题。硅烷涂层随着处理基材不同产生不同的视觉外观,如在铁板上,硅烷涂层是淡黄色的;在镀锌板上,硅烷涂层是偏蓝色的;在铝板上,硅烷涂层是反光灰色的。

迄今为止,硅烷技术在中国的家电、汽车零部件、IT、风力发电等行业几十家企业开始得到应用,海尔公司就有17条生产线在使用硅烷产品,其中一条已经与阴极电泳配套;沈阳曙光汽车的天成生产线,2009年2月开始使用硅烷产品,配套使用阴极电泳,至今已有二年,情况良好。

3.2电泳新材料

3.2.1分层阴极电泳涂料

应用层分离型高耐候性CED涂料,利用溶解性参数的差异,两类相容性低的树脂配合电泳涂装后,在烘干过程中在膜厚方向产生分离,在一道工序中集成了耐候性和防蚀性,这样的层分离结构,使上层涂料不仅具有耐候性,还具有耐崩裂性。

该种电泳分层涂料在零部件电泳上已经批量投产使用,其应用可使传统的中涂层直接取消,减少中涂喷漆室、中涂烘干、中涂空调、中涂喷涂机器人等设备。

3.2.2紫外光固化电泳涂料

紫外光(UV)固化涂料是利用紫外光照射使涂料树脂发生化学反应的固化方法,可在短时间内完成涂料的固化过程可节约烘干的电能源或者天然气能源,缩短电泳烘干线长度,挥发性物质大幅度减少。

3.2.3低温固化阴极电泳涂料

传统的阴极电泳涂料烘烤温度为180℃左右,如塑料翼子板等汽车零部件会烘烤变形,为保持优良的耐腐蚀性阴极电泳效果,开发了低温固化阴极电泳涂料,该涂料可节约烘干的电能源或者天然气能源,用于汽车塑料件的电泳防腐及处理(如塑料件翼子板等),挥发性物质大幅度减少。

3.2.4自泳漆涂料

自泳漆是一种独特的水性涂装工艺,使洁净的、装配好的钢铁零件表面形成一层有机涂层,是通过化学反应在零件表面沉积成膜的。自汉高公司从1975年推向市场后,自泳漆工艺以其高质量及优良的性能在世界范围内,广泛应用于多种金属零部件。

3.3其它材料

3.3.1自干型取代PVC涂料

国外公司已经在开发出自干型涂料替代广泛使用的PVC系列的车底涂料和焊缝密封胶,日本丰田公司正在开发Moisturecure(湿气固化)聚氨酯系列车底涂料,是一种橡胶型弹性变形材料,不含PVC、重金属和溶剂。该涂料可解决PVC烘干炉的投资问题,在底漆打磨时不会造成胶条的碰伤等问题,并可在车身涂装合格后进行涂布,具有耐崩裂性和防声阻尼功能。

3.3.2高固体分粉末涂料

粉末涂料已经有粉末中涂、粉末色漆、粉末清漆,在克莱斯勒及通用、宝马、标致等汽车涂装生产线上已经大规模的使用,最高膜厚可单次上膜60~70μm,烘烤温度为140℃,油漆利用率高,单车耗量比溶剂水性漆减少40%的用量。

该涂料实现了零VOC排放、无废漆渣产生,基本实现99%以上的油漆利用率及回收率;当在颜色的多样化(基本是一种颜色一个喷漆室),以及粉尘的封闭及安全性方面需进一步优化。

3.3.32K双组分清漆

2K双组分清漆固体分较高,溶剂含量,可降低VOC的排放,在烘烤温度及时间方面也有明显的改善,现有溶剂型清漆的烘烤温度为140~150℃,采用2K双组分清漆有望将温度降低至100℃左右,节约涂装生产线的能源消耗。但是在输调漆设备方面较为发杂,需要双组分输送系统、油漆配比系统、机器人喷涂精确配比等。国内的华晨宝马及北京奔驰采用双组分罩光清漆,其VOC排放标准达到欧洲水平。

4涂装节能管理探讨

4.1打磨线通风量

在传统打磨线的设计规范当中,由于早前的涂层质量普遍较差,传统打磨作业工艺是通过大面积的干打磨对大面积的涂层缺陷进行全面的修整,为对应作业产生的大量的打磨尘,打磨线的通风工艺被设定需要比较大的换气次数与下降风速。随着汽车工业技术的整体进步,各道涂层的整体质量也越来越好,打磨修整的实际作业也越来越少,完全取消打磨作业还不可能,所以在保证打磨工序环境的情况下,每个打磨工位的通风量可适当降低,以达到降低成本的目的。

4.2连减少续生产中的换色

涂装生产过程中根据生产计划,较难实现同一颜色、车型连续进行喷涂,导致喷涂人员、机器人设备清洗较为频繁,同时为了保证红色等不易清洗的涂料进行清洗,需要放空位,不仅影响造成溶剂、涂料的浪费,且影响了生产效率。所以,在涂装工厂规划设计阶段,应做好换色、调整方案。

如焊装白车身进入涂装同种颜色的颜色车型尽可能集中进入涂装;涂装工厂设备应用载码体、读写站等识别设备,以及储存调整区域,通过软件程序控制,在中涂或面漆喷涂前的储存区自动调节,当同一颜色符合设置的要求自行放入喷漆室生产。

4.3蒸汽冷凝水循环回收利用

蒸汽多为涂装车间的主要消耗能源,使用过程中经多级换热后温度逐渐降低成为热水,蒸汽冷凝水回水温度约为30℃,一般涂装工厂做法是将这些冷凝水直接排放或外销,较为浪费。如将这些热水通过换热装置,循环利用返回车间空调用于加湿、加热,不但节约蒸汽用量,且同时节约空调加湿用水,达到节水升温的双重效果。

4.4槽液逆流补加

一般汽车涂装前处理工艺流程为:预脱脂-脱脂-1次喷水洗-1次浸水洗-表调-磷化-2次喷水洗-2次浸水洗-钝化-新鲜纯水洗-沥干,处理过程中槽液随车身一起进入下一个工艺槽,这样就造成了槽液的窜槽,使槽液受到污染而缩短其使用寿命,也加大了污水的排放量。

槽液逆流补加技术,即当前一道工序的液位较低、急需补加,而后一道工序液位满足要求时,通过电磁阀及相关管路自动补加。应用在前处理上具体措施就是:脱脂作为预脱脂的补加,一次浸水洗作为1次喷水洗的补加,2次浸水洗作为2次喷水洗的补加。

这样既减少各工艺槽槽液的损耗,又保证了车身进入下一个工艺槽的洁净度。

4.5RO技术应用于电泳涂装后冲洗

电泳涂装反渗透系统(EDRO)安装在电泳漆超滤(UF)装置后,对UF装置透过液进行深度处理,通过对电泳后的工件进行末级喷淋,并将喷淋水全部逆向返回到电泳槽中,实现高效的闭路清洗工序,该清洗工序基本无废水排放,提高了电泳漆的回收率,减轻了废水处理负荷,节约了纯水的使用量,实现了真正意义上的闭路循环。正是由于它应用于电泳涂装后冲洗系统,使得电泳漆的利用率超过99%以上。

应用EDRO反渗透技术的工艺流程为:电泳主槽-出槽UF喷洗-UF循环喷洗-UF浸洗Ⅰ-UF浸洗Ⅱ-新鲜UF喷洗-ED-RO水喷洗。
4.6系统供货

系统供货方式是指供应厂商不仅保质保量及时供应,而且直接参与汽车厂涂装线的日常生产全过程,最终汽车厂与供货厂商之间,是以通过的“合格车身数×每辆车的涂装成本”进行结算,一般由单一供应商负责向企业提供所有的化学品,全面负责这些化学品的工艺、技术、应用、检测、计量、分析测试以及信息管理。该供货方式降低消耗、库存、人员、稳定质量、生产、能推荐世界上最优化的工艺和最新技术。最完善的系统供货方式是由单一供货商全承包.但实际上所有涂装材料及化工辅助材料都由一家公司生产供应的很少,一般都有二级供应商。

“系统供货”推行的时间虽不长,但发展迅速。在欧美汽车公司已得到普遍采用,上海通用汽车公司采用化学品集中管理和涂装车间清洁工作外包专业化管理模式,上海通用汽车公司将化学品集中管理,外包给上海汉斯公司,通过专业化的管理减少了废水排放,降低了环境污染,节约了用水并降低了漆渣处理成本.例如,处理喷漆室的含废漆的循环水,一般汽车厂2-3个月排放一次,最长到半年排放一次。上海通用却做到了两年没有排放,每年少排放废水10O0t左右,而且处理效果好,漆渣含水率低于40%,化学品消耗少,从而达到降低成本的目的。

5结语

各新集成工艺、节能新设备和材料,各涂装工厂应结合自身实际情况慎重地应用,同时关注新工艺、涂装材料和涂装设备配套性问题,从而降低风险,达到节能环保,降低涂装生产线投资、运营成本的目的。

关键词: 探讨涂装新工艺
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