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涂装之----传统溶剂型工艺与水性漆工艺在汽车涂装中的应用及PK（3）【启飞专业知识系统分享-涂装03】

2017-10-12158作者：启飞汽车设计

7 水性面涂底色漆热闪干系统

对于溶剂型面漆涂装工艺，面涂底色漆和罩光清漆均为溶剂型油漆，在底色漆喷涂后仅需要常温流平数分钟（常情况下测得色漆和清漆之间的闪干时间在1-5 min之间），就可以直接喷涂罩光清漆。而在水性漆面涂工艺中，由于水的难挥发性，需要在喷涂罩光漆之前通过加热干燥的方式将水性底色漆中的水分充分蒸发掉，才能进行下道罩光清漆的喷涂，否则面涂烘干时会产生气泡弊病。现阶段采用较多的是热风加热闪干形式。根据不同材料的特点，一般预烘干温度控制在50-80℃，热风中控制水份含量不应大于10g/KG，相对湿度控制在5%-10%(上海通用汽车金桥南厂油漆车间按照典型的水性色漆加热闪干烘房方案进行设计，第1段对流加热设定温度为65℃，相对湿度保持在3%-7%；第2段对流保温设定温度为90℃，相对湿度保持在2%以下，车身经过闪干烘房以后失水率在90%左右，强冷后车表面温度下降到30℃左右。)，每延米的空气循环量不应小于4000m3/h,风嘴热空气的流速为15-20m/s。风嘴布置30-90cm，同时可以采用红外辅助加热等形式。预烘干过程对漆膜的除水效率一般应达到90%以上，否则对后续施工带来很多不利影响。烘干时间控制方面，考虑到生产线长度和漆膜的要求，一般控制在3-4分钟，其中升温1-1.5分钟，保温2-2.5分钟。

热闪干系统作为水性面涂工艺中的关键，核心在于加热循环风系统的温湿度控制。一般做法是将热闪干段分为一个升温区、两个保温区，并对每个区的温湿度分别进行精确控制，以保证底色漆脱水率达到后续罩光清漆喷涂的要求。

8 涂料循环系统

由于水性漆的主要溶剂成分为水，一旦发生板结很难再溶解，结块混入油漆内很容易形成漆渣，影响涂面品质，所以在设计涂料循环管路时一定要避免产生循环的死角，在条件允许的情况下尽量采用双循环管路，输漆管路包括阀门和管接元件一定要采用内表面粗度小于5μm的材质为304L的无缝不锈钢管，双循环管路内的涂料流速要大于0.1m/s，各个工位涂料吐出压力要控制在0.4—0.6MPa之间。为了保证涂料温度的稳定，可以采用两种恒温控制方法，一种是利用恒温热交换设备进行控制；另一种将循环管路布置在喷漆室内，利用喷漆室的温度控制涂料的温度。

9 水性漆对自动化涂装设备的要求

由于水性漆属于良性的导电漆，按目前静电喷涂技术可以分为外加电喷涂和内加电喷涂，为了避免高压静电对人员造成的伤害，这两种技术都采用喷涂作业时循环管路与自动化设备分离作业的形式，外加静电喷涂的代表设备为德国杜尔公司的喷涂机械人，内加静电喷涂的代表设备为日本丰田公司和川崎重工联合开发的单罐充填式喷涂机器人。所有自动喷涂设备必须与工件保持一定的作业距离，否则距离大了会影响喷涂的效率，距离接近了会产生高压报警，一般旋杯与工件的距离保持在300mm左右。

10 传统溶剂型工艺与3C1B工艺、水性漆工艺的对比分析

10.1 VOC排放量的对比

　　在汽车涂装领域里，为尽可能地减少对环境的污染，针对VOC的排放量国家出台了相关的法律法规，当然，这在国际上也并非首例。只有在制度上加强对VOC排放量的控制，才能使汽车涂装中对VOC排放量的控制做到有所依据。国内外的研究人员一致认为，色漆层是排放VOC的发源地，在传统汽车涂装工艺中位列第二层，所以凭借合理设计溶剂配比来降低3C1B涂料中的笨类成分，较之于单纯以净化水作为溶剂的水性涂料而言是没有可比性的，因此从这个角度来说，国际普遍认同的VOC排放标准对于溶剂型3C1B工艺而言已经不适用了。

10.2 动能消耗对比

　　3C1B工艺和传统3C2B工艺的区别就是省去了中涂烘干这一环节，虽然看上去只是一项微小的变动，却可以减少每辆车的动能消耗高达19%甚至以上。不仅如此，水性漆涂装工艺在动能消耗方面较之传统3C2B工艺而言有了很大改进，每辆车动能消耗的增长值都超过了24%，与之而来的是二氧化碳排放量的大比例上升，这不得不引起人们的重视，同时，温湿度操控设备能耗与烘干成本的差异也较为明显。

11 传统溶剂型工艺与3C1B工艺、水性漆工艺在汽车涂装中的应用

11.1 传统溶剂型工艺在汽车涂装中的应用

　　传统溶剂型工艺是我国汽车涂装行业的前辈，作为最早进入这一领域的先驱代表，在我国拥有广泛的受众，其原因并非单纯在于其是“敢吃螃蟹的第一人”，主要还是得益于其价格低廉、工艺发展程度高和较强的物化性等特点。然而随着市场的转型升级和新型涂装工艺的不断涌现，传统溶剂型工艺的环保弊端严重阻碍了其进一步发展，如果未来的发展不向着绿色环保的方向努力，昨日的风光只怕将很难再重现。吉林长春一汽大众轿车一厂涂装车间老厂房生产线就是采用的传统溶剂型5A工艺，一期工程15万辆/年，已于1995年10月投入使用，二期工程30万辆/年，已于20003年8月投入使用。该厂的设计能力实现了国际领先、国内一流的水准，生产过程全部实现了自动化并自动监控，工艺水平完全能够满足奥迪品牌、大众品牌等多种车型混流生产质量标准。

11.2 3C1B工艺在汽车涂装中的应用

　　汽车涂装中的3C1B指的是：中涂面漆湿碰湿工艺在电泳漆涂层之后以“湿碰湿”的方式喷涂中涂、金属色漆和罩光清漆，并一次性烘干的工艺。与传统的汽车涂装工艺相比，该工艺取消了中涂烘干工序，从而减少中涂打磨、擦净和烘干等涂装设备的投资和占地面积，极大地提高了生产效率，并降低了能源消耗。同时，由于无中涂打磨工序，因而节约了打磨所需的人员和辅料费用，在汽车涂装中具有广阔的应用空间。东风柳州汽车有限公司为了打造全新景逸X5悦动造型，团队们在涂装工艺方面煞费苦心，车身中面漆采用的是国内最新的涂装工艺3C1B短工艺，中涂、色漆、清漆一次烘烤完成，持久又耐看。

11.3 水性漆工艺在汽车涂装中的应用

　　水性漆工艺最初源自欧洲，我国应用该种工艺刚满二十年。纯水是水性漆工艺的主要溶剂成分，不含有害溶剂，不仅无毒无污染且绿色环保，单凭此特点，一进入国内市场便立即成为汽车涂装行业的新宠，加之其施工工艺方便操作、漆膜施工几乎零纰漏、较强的耐水性和附着力，逐渐成为汽车涂装行业的追捧对象。然而世事难两全，水性漆工艺也并非全无弱点，其价格过高、干燥缓慢、硬度、耐磨性与抗划伤性弱于溶剂型工艺的劣势，也让很多汽车涂装厂家对其望而却步。一汽大众佛山分公司是大众在华投资生产效率最高的工厂，秉承“绿色工厂，完美工厂”的理念，实现了工业废水零排放，涂装工艺使用环保水性漆，厂房外墙板采用保温性能更好的三明治板，是高效生产与可持续发展有机结合的典范。

12 结语

通过对水性漆的特性介绍，可以看出水性漆由于采用水做溶剂，可以大大降低有机挥发份的产生，从而在根本上解决了VOC排放量大的问题；但是由于水性漆的特点对施工工艺和施工设备提出了特殊的要求，造成水性漆涂装设备的投资和水性漆本身的成本相对溶剂型油漆而言价格要高很多，故国内水性漆涂装线还比较少。随着国内汽车厂商的环保意识的增强，越来越多的供应商将参与进来，水性漆的成本将逐渐降低。而且溶剂涂料用的溶剂都是石油加工的产物，石油是不可再生资源，必将影响到溶剂的长远发展，而在水溶性油漆中引人水替代大部分有机溶剂对缓和成本的增加将大有益处，长远的发展来看，水性漆必将代替溶剂型漆。

　　总之，传统涂装工艺与新型涂装工艺各有千秋，相对而言新型涂装工艺在绿色环保方面更具优势。未来水性漆涂装工艺凭借其超强的抗氧化、抗腐蚀能力，在汽车涂装市场广泛应用以后，一定可以大有作为。

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