水性涂料在汽车涂装线上的应用

data-full-width-responsive="true"> 随着国家环保法规的不断完善，以及人们环保意识的不断提高，水性涂料最终将取代溶剂型涂料，成为汽车涂装用主要涂料。但由于现阶段水性涂料以进口为主，涂料成本较高，且由于水性涂料的施工特性决定，对喷漆室的温、湿度控制要求较高，以及需增加预烘干等，导致水性涂料的一次性投入与日后使用成本均较高，这是阻碍汽车行业采用水性涂料的主要因素。本文就江淮汽车公司在实施水性漆方面进行的调研情况和改造过程中的一些经验进行探讨。1 水性涂料的优越性水性涂料成为汽车涂装的发展趋势，是由于水性涂料具有如下优点。11 环保及安全随着国家环保要求越来越高，以及汽车制造业清洁生产标准HJ/T 2932006 的出台，国家对汽车涂装生产过程中的VOC 排放量开始提出明确的限制，因此水性涂料的优越性就得以体现。与溶剂型涂料相比，其VOC 含量有极大地降低，由于中涂、面漆的固体分不同，对涂装生产过程中产生的VOC 总量影响程度也不同，如图1 所示。罩光漆因目前水性涂料应用尚不够广泛，国外一般推行高固体分涂料或粉末涂料。12 水性面漆的外观及质量水性面漆相对溶剂型面漆而言，因经过了1 道预烘干系统，面漆的干燥度已达到80%~95% 左右，对后道罩光清漆的相容性更好，且水性漆具有更好的金属颗粒排列性，比溶剂型金属漆具有更好的视觉效果。13 原材料来源由于水性涂料采用纯水取代原有的绝大部分溶剂，因此降低了溶剂的消耗。2 目前应用情况据我们调研了解：国外应用水性漆的汽车生产厂家相对较多，尤其是欧洲国家，其中涂水性涂料的应用已达到30% 以上，面漆水性涂料的应用达到57%。而目前国内应用水性漆的厂家并不多，仅有5 家汽车生产厂家使用。中涂、色漆均采用水性涂料的汽车生产厂家为：北京奔驰、武汉本田、广州本田二工厂、江淮汽车乘用车涂装二厂。色漆采用水性涂料的汽车生产厂家为：上海通用、烟台通用、天津丰田。3 实施方案在江淮汽车实施水性漆改造过程中，由于涂装生产线设备已基本安装完成，为明确现有设备能否适应水性漆应用需求以及如何改造方能满足水性漆使用要求等，我们对水性漆的特点进行了详细的分析。根据水性漆的特点，需对如下5 个方面进行改造。31 空调部分水性漆的施工窗口较窄，一般而言：欧美系的喷漆室温度要求在22~24℃、湿度在（655）%；而日系企业的施工窗口则相对较宽，一般喷漆室温度要求在22~27℃、湿度在（705）%。经过与多个水性漆涂料厂（PPG、BASF、立邦、关西）的交流，并充分对比后我们确定了一个较为合适的温湿度范围，见表1，此可用于对空调系统的制冷量和加热量进行核算。表1 水性涂料与溶剂型涂料的较佳施工条件差异表按空气温度湿度图进行热值计算：夏天：根据GBJ 1987，合肥夏季室外干球温度设定为35℃，湿球温度设定为282℃。空调部分（中涂、面涂及输调漆间共100 万风量）所需新增制冷量为4 500 kW；冬天：合肥冬季室外温度设定在-5℃，相对湿度为70%。空调部分（中涂、面涂及输调漆间共100 万风量）所需新增一次加热量为3 600 kW。32 机器人喷杯部分水性涂料由于采用纯水作为溶剂，导电性较强，机器人采用静电喷涂时，目前的内接电方式会导致整个水性涂料输送系统全面导通。为此，机器人接电方式应进行调整，由于喷涂机器人已经安装就位，因此水性漆改造过程中将原内接电调整为外接电方式最经济适用。主要需调整内容如下：● 雾化系统：配有空气轴承雾化系统及喷杯改为外接电式；● 高压静电发生器：将高压静电发生器由G100t改为 G500；● 油漆供应系统：● 调整机器人接地方式及其他相关连接组件；● 调整机器人的人机界面以及程序；● 对换色阀系统和齿轮泵系统进行确认，一般而言：DURR 公司提供的换色阀和齿轮泵均可适用于水性漆生产的需要。据了解，目前DURR 公司和ABB 公司均有适用于水性漆生产的内接电式喷杯，涂料的利用率较外接电式喷杯高出5% 左右。在武汉本田和天津丰田的水性漆生产线上，则通过在喷涂过程中切断涂料通道的方式，采用内接电喷杯进行水性漆的喷涂。33 新增烘干炉水性涂料采用纯水代替溶剂，而水在100℃时会沸腾，因此为保证水性涂料的漆膜质量，需增加预烘系统，让涂层中的水分充分挥发。一般而言：水性涂料在进行下一道喷涂或进入高温烘炉之前，其脱水率应达到80%~95% 左右。为此我们新增了2 台水性漆预烘炉，每个预烘干炉均分为2 段加热方式，具体工艺要求见表2。表2 中、面涂预烘干炉的工艺要求注：*强冷段仅适用于面漆，对于水性中涂可不需要，经预烘后可直接进入中涂预烘干炉。