司育進(jìn)（安徽合力股份有限公司，安徽 合肥 230601）

隨著世界工業(yè)化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車工業(yè)的發(fā)展速度持續(xù)加快及汽車制造的規(guī)模逐漸增加，同時汽車制造能耗也占據(jù)著工業(yè)總能耗的較大比例。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，汽車生產(chǎn)制造過程，涂裝能耗約占汽車制造總耗能的75%，且汽車涂裝生產(chǎn)運(yùn)行過程消耗的壓縮空氣、天然氣、電能、高溫水及水相當(dāng)多，外加涂裝能耗量始終受到生產(chǎn)周期、工藝參數(shù)及季節(jié)變化的影響?？梢?，重視汽車涂裝節(jié)能的研究非常必要，而對涂裝節(jié)能新工藝、新材料、新設(shè)備及管理的研究更是實現(xiàn)汽車涂裝業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。為此，本文分別就涂裝節(jié)能的常用新工藝、新材料及新設(shè)備進(jìn)行研究討論，同時簡要闡述汽車涂裝節(jié)能的管理。

2 涂裝節(jié)能新工藝、新材料、新設(shè)備

2.1 涂裝節(jié)能新工藝

汽車涂裝節(jié)能新工藝內(nèi)容很多，本文主要就PVC密封膠濕碰濕工藝、緊湊型工藝兩大類進(jìn)行探討。

2.1.1 PVC密封膠濕碰濕工藝流程為:PVC密封膠施工后（無需預(yù)烘烤），把中涂油漆直接噴涂至PVC密封膠的濕膜表面→經(jīng)中涂烘干室連同中涂油漆加熱膠化成型。該汽車涂裝工藝具有節(jié)省PVC烘干設(shè)備、簡化涂裝生產(chǎn)流程、降低PVC密封膠預(yù)烘干能耗及汽車涂裝生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。然而，若中涂油漆與未固化PVC密封膠進(jìn)行濕碰濕涂裝，則極易產(chǎn)生氣泡、變色、失光等缺陷，因此必須確保中涂油漆與PVC密封膠間較好的配套性。

2.1.2 緊湊型工藝所涉及的工藝主要有四種，3C1B工藝、緊湊型B1:B2工藝、免中涂汽車涂料體系、集成工藝，本小節(jié)著重介紹集成工藝。集成工藝是由BASF涂料有限公司開發(fā)的緊湊型工藝。目前，此工藝已發(fā)展有集成工藝Ⅰ、集成工藝Ⅱ兩類。集成工藝Ⅰ的流程為:電泳烘干后，直接噴涂和閃干BASF的水性底漆1→噴涂和閃干水性底色漆2→清漆噴漆→烘干；集成工藝Ⅱ的流程為:電泳烘干后，直接噴涂和閃干BASF涂料公司的特殊水性底色漆→清漆噴漆→烘干?？梢?，集成工藝Ⅱ無需進(jìn)行色漆間的閃干，從而縮短汽車涂裝線。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，與傳統(tǒng)3C2B工藝相比，集成工藝能夠節(jié)省15-20%的硬件投資，節(jié)省30%的運(yùn)營成本，降低20%的“三廢”及CO2排放量，降低25%的油漆材料消耗量。此外，此項工藝既可實現(xiàn)除三涂層白珠光外的所有顏色，又能用來實現(xiàn)舊線改造，且可直接省去預(yù)閃干環(huán)節(jié)。

2.2 涂裝節(jié)能新材料

涂裝節(jié)能新材料包括前處理新材料（低溫脫脂材料、TecTa?lis納米轉(zhuǎn)化膜、硅烷等）、電泳新材料（分層陰極電泳涂料、紫外光固化電泳涂料、低溫固化陰極電泳涂料、自泳漆）、中上涂新材料（自干型涂料、2K雙組分清漆）。結(jié)合目前各涂裝節(jié)能新材料的應(yīng)用效果，本文著重介紹低溫脫脂材料、分層陰極電泳涂料及2K雙組分清漆。

2.2.1 低溫脫脂材料是由傳統(tǒng)脫脂劑中的表面活性劑的活性基團(tuán)改進(jìn)而成，用以降低油污的乳化難度，從而獲得與傳統(tǒng)脫脂劑相同的脫脂效果。低溫脫脂材料的應(yīng)用能使涂裝工藝溫度降至40-50℃或者常溫，同時能降低蒸汽的用量、脫脂工序和預(yù)脫脂的能耗及前處理設(shè)備的投資。

2.2.2 分層陰極電泳涂料的機(jī)理，借助溶解性參數(shù)的差異及兩類低相溶性的樹脂，配合陰極電泳進(jìn)行涂裝后，在烘干過程中不同的樹脂在膜厚方向產(chǎn)生了分離現(xiàn)象，分離的上層樹脂有良好的耐候性，下層具有良好的防腐蝕性。如此分層結(jié)構(gòu)能同時實現(xiàn)底漆和面漆的功能。目前，此種分層陰極電泳涂料已實現(xiàn)批量化投產(chǎn)，且此新材料的應(yīng)用對直接取消傳統(tǒng)的中涂層、節(jié)省中涂烘干等設(shè)備及降低動能消耗意義重大。

2.2.3 2K雙組分清漆屬中上涂層新材料。此種新材料具有較高的固體分，因此對降低VOC的排放量及改善烘烤的時間和溫度意義重大。與現(xiàn)有溶劑型清漆相比，2K雙組分清漆的應(yīng)用能使烘烤溫度由140-150℃降至約100℃，同時能夠降低涂裝生產(chǎn)線的能耗，但此種新材料的應(yīng)用對輸調(diào)漆設(shè)備的要求較高，需要增設(shè)機(jī)器人噴涂精確配比及雙組分輸送系統(tǒng)等設(shè)備。

2.3 涂裝節(jié)能新設(shè)備

涂裝節(jié)能新設(shè)備包括干式噴漆室（DURR干式噴漆室、EISENMAN靜電噴漆室）、壁掛噴漆機(jī)器人、電動輸漆泵、空調(diào)機(jī)組直燃式加熱裝置、噴漆室循環(huán)風(fēng)技術(shù)、轉(zhuǎn)輪式全熱交換器、節(jié)能烘干室等，本節(jié)著重介紹轉(zhuǎn)輪式全熱交換器和節(jié)能烘干室的應(yīng)用。

2.3.1 轉(zhuǎn)輪式全熱交換器的運(yùn)行原理為:把進(jìn)/出噴漆室的氣體朝反方向流經(jīng)全熱交換器及轉(zhuǎn)輪蓄熱體→蓄熱體與空氣的接觸過程中，蓄熱體與廢氣和新鮮的空氣分別進(jìn)行水分與熱量的交換，待兩部分空氣分別吸收或釋放水分及熱量后，再分別流出全熱交換器，新鮮空氣由空調(diào)裝置流進(jìn)噴漆室，同時廢氣排至室外，從而成功交換濕度及熱量，并最終降低動能消耗量。

2.3.2 節(jié)能烘干室。目前，國內(nèi)外往往以燃燒烘干室內(nèi)排放的廢氣所獲取的能源來實現(xiàn)節(jié)能目的，例如德國DURR公司所設(shè)計出的Ⅱ型烘干室，既能完全燃燒可燃?xì)怏w，又能采取逐級換熱利用的手段，排出燃燒產(chǎn)生的高溫氣體，由此使能源利用率超出70%。節(jié)能烘干室的熱效率較對流式烘干高出1倍，甚至更多。此外，烘干室內(nèi)含VOC及溫度約為160℃的廢氣首先由廢氣熱交換器加熱至約500℃，然后再由連同天然氣由燃燒噴嘴噴燃，此時可使燃燒室內(nèi)溫度上升至約760℃，降解VOC?？梢?，節(jié)能烘干室既能使烘干室內(nèi)有害氣體實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，又能使有害氣體實現(xiàn)廢熱換熱再利用，因此表現(xiàn)出極佳的節(jié)能效果。

3 涂裝節(jié)能管理

隨著各種涂裝節(jié)能新工藝、新材料及新設(shè)備的應(yīng)用，涂裝節(jié)能管理的內(nèi)容也逐漸發(fā)生改變，比如控制打磨區(qū)域送風(fēng)量及換色次數(shù)、循環(huán)回收利用蒸汽冷凝水、前處理槽液逆流補(bǔ)加、電泳涂裝后應(yīng)用RO技術(shù)沖洗、系統(tǒng)供貨等。涂裝節(jié)能管理對汽車涂裝節(jié)能控制起著重要的作用。為此，本章節(jié)試圖從控制換色次數(shù)、循環(huán)回收利用蒸汽冷凝水兩方面淺析涂裝節(jié)能管理。

3.1 控制換色次數(shù)，以提高效率及降低能耗。汽車涂裝生產(chǎn)極具復(fù)雜性，因此難以實現(xiàn)對相同顏色、相同車型實行批量化的連續(xù)噴涂作業(yè)，按時滿足客戶個性化需求勢必要求對噴涂工具及機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行反復(fù)清洗，而此種重復(fù)的作業(yè)方式既會造成涂料及溶劑浪費(fèi)，又會影響到汽車的生產(chǎn)效果?？梢?，汽車涂裝生產(chǎn)過程，有必要做好科學(xué)合理的換色及調(diào)整方案。例如就焊裝白車身而言，應(yīng)注意下列事項:相同顏色及相同車型的進(jìn)入應(yīng)盡量保持集中性及連續(xù)性，充分應(yīng)用各種識別設(shè)備，借助儲存調(diào)整區(qū)域，實現(xiàn)合理調(diào)度；借助機(jī)械化輸送系統(tǒng)提供的軟件程序控制，對面漆噴涂或中涂前的貯存區(qū)進(jìn)行自動化的編組及排序調(diào)節(jié)，就滿足數(shù)量要求的相同顏色車身，自行進(jìn)入噴漆室完成噴涂作業(yè)。

3.2 循環(huán)回收利用蒸汽冷凝水。目前，涂裝工廠的能源仍以蒸汽為主。使用過程，蒸汽經(jīng)多級換熱逐漸降至熱水，即蒸汽冷凝水保持約30℃的回水溫度。就此類蒸汽冷凝水的處理，多數(shù)涂裝工廠會選擇外銷或直接排放，易造成熱能浪費(fèi)，而若經(jīng)換熱裝置對此類蒸汽廢水進(jìn)行循環(huán)回收利用，即用來加濕/加熱空調(diào)機(jī)組，從而節(jié)約大量的蒸汽用量及空調(diào)加濕用水量，并最終實現(xiàn)節(jié)水升溫的作用。

4 結(jié)語

隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，涂裝節(jié)能工藝、材料及設(shè)備等領(lǐng)域均實現(xiàn)相當(dāng)大的突破，如此既能推動汽車制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，又能實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。但就汽車涂裝節(jié)能新工藝、新材料及新設(shè)備的研究，仍需界內(nèi)專家做出更大的努力。此外，加強(qiáng)對汽車涂裝節(jié)能的管理亦是汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域的重要課題，此乃保障各種涂裝節(jié)能新工藝、新材料及新設(shè)備被有效應(yīng)用的重要手段。

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