浅谈车身涂装中水性汽车漆的应用与设备改造

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老涂装线改造一般要注意三点： 一是技改方案 a.要与老涂装线的设计者、制造者充 分沟通。 b.与水性汽车漆的生产者充分交流。 要与老涂装线的使用者一起摸清老涂装线的现 状。 c.理好一个方案，制定招标文件， 通过公开招标，确定有经验有能力有实力者来 设计或承制。 d.与中标的设计者和承制者一起， 制定报批实施最终的改送风系统要进行相应改造。 在原有空调装置内部增加表冷段加湿段及 二次加热功能段，保证送风的温湿度要求 ，使喷漆室能够达到恒温恒湿的功能。相 应的制冷系统做相应改造，新建制冷站， 供应空调冷水。增加二次加热热源，供空 调二次加热用。由于送风条件的变化，在 原有的送风管路表面做保温处理，防止夏 季冷凝水的产生。
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新建轿车涂装生产线的中涂和面漆 大都采用了水性汽车漆。 其他乘用车新建车身涂装生产线的 中涂和面漆，有的汽车厂已采用了水性汽车 漆，有的也预留了喷涂水性汽车漆的工位。 一般有车架任务的汽车厂，其车架 涂装生产线也均已采用了水性无铅阴极电泳 漆。 目前，急需采用水性汽车漆涂装且 需要进行涂装线改造的一般是汽车厂车身涂
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调漆间的温度低于水性漆的温度 时，会促使调漆桶内壁干结，故调漆桶内应 保持高湿度才能防止干结和产生杂质； 另将桶盖设计成最易清洗的圆顶形 式，要保持桶有一定的液位； 所有管道、泵、调压器、稳压器、 过滤器、背压阀、漆桶、搅拌器等，考虑到 使用水性漆时对设备本体腐蚀的影响，均要 全部采用不锈钢304的材质 ；
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概述 随着对环境保护的认识日益提高, 防止环境污染越来越受到人们的关注，尤 其是我国《乘用车生产企业及产品准入管 理规则》自2012年1月1日起实施以来，企 业保护环境的意识得到了很大增强，为减 少有机挥发物(VOC) 的排放, 汽车制造厂 纷纷行动了起来，积极主动地采用无污染 或低污染的涂料来进行涂装生产。
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4. 车身涂装生产线老线的改造办法 鉴于以上特点，对采用油性 （溶剂型）汽车漆的汽车车身涂装生 产线老线制定改造办法及方案时，需 要考虑：
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一是非标设备的改造 喷漆室的改造。中面涂喷漆室室体 内所有的金属壁板要改为耐腐蚀不锈钢壁板。 也可以在喷漆室操作间内部，对裸露的碳 钢部分覆盖不锈钢板，原有骨架及镀锌壁板 不动，在表面覆盖不锈钢板。
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水性汽车漆目前主要包括水性无铅阴 极电泳漆、水性中涂漆和水性面漆等等。 采用水性汽车漆的汽车车身涂装生产 线的工艺流程一般为从装焊车间来/转挂→预清 理→热水洗 →两道脱脂→两道水洗 →表调→ 无鎳磷化→两道水洗→循环纯水洗→新鲜纯水 洗→沥水→无铅阴极电泳→两道循环UF水洗 → 新鲜UF水洗→两道循环纯水洗 →新鲜纯水洗→ 转挂/倾斜沥水→电泳烘干/强冷→电泳钣金检 查/修整/打磨/刮腻子 →
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中涂烘干室进行改造。中涂增加预 烘干，设置低温烘干区。先对水性漆进行低温 烘干,然后进行高温烘干，低温烘干区设置专 门的供热系统，且独立控制烘干温度。其低温 预烘干前的升温设置为RT→60℃, 低温预烘干 参数设置为60～80℃／3min，高温烘干前的升 温设置为80～150℃／10min，高温预烘干参数 设置为150℃／3min。中涂强冷室最好增加送 入喷漆室空调风的功能，并将室体内原镀锌壁 板、加热系统及循环风管都改为不锈钢材料。
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在系统输送和使用时不得混入空 气； 手工喷涂的，工具中的静电枪必须 更换成水性漆专用静静电枪； 若溶剂选用纯水并加热至50℃左 右，溶剂桶必须更改为夹套水浴加热桶，并 追加一套加热装置。同时调漆间增加纯水出 口一个。 输送水性涂料回流时不允许有“自 由落体”到桶内； 不能用移动式供料系统； 在系统加料、换过滤袋、搅拌和
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二是技改施工前必须准备的工作 。 a.现场与技改无关的原材料，半成品、 工装器具、生产中产生的固体废弃物和废溶剂 等彻底清理出车间。 b.停产时立即回收输调漆系统中的油 漆并清理出车间，但要密封保存，以备开封时 继续使用。 清洗时按照工艺方案对输调漆系统管 路及涂装机器人管路进行彻底清洗，清洗后产 生的废溶剂及废清洗树脂即刻清理出车间。
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5. 汽车车身涂装生产线老线改造的注意 事项 老涂装线改造有着安全风险高、 工期紧的特点，为了达到适用 、经济 、 合理 ，满足生产纲领的技改目的，也为 了便于各项工作按质按量地准时圆满的完 成，一般要成立一个老涂装线改造的技改 项目组。
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项目组人员要分工明确，所有人 员 的联系方式要公开到位。 技改项目组要对技改的目的、技 改的依据、技改的原则、技改的保证、 安全的保证、阶段性的工作计划、老涂 装线的区域划分、参战人员的安排、后 勤安全的保证、环保的指导等等负责。 不仅要写出书面的方案报批，还 要贯彻、宣传。
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浅谈车身涂装中水性汽车漆的 应用与设备改造
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杜彪
副总工程师
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【摘要】介绍了汽车涂装生产线使用涂料的现状 和工艺，以及水性汽车漆的特点和使用要求，同 时指出了把采用油性（溶剂型）汽车漆的车身涂 装生产线的老线改造成为使用水性汽车漆的车身 涂装生产线的必要性及其改造的办法、改造的注 意事项和安全保证的措施。 【关键词】污染；有机挥发物；工艺流程；水性 汽车漆；涂装老生产线；设备改造；改造事项； 安全保证；环保
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3.
水性汽车漆的特点
一是沸点比较低、蒸发慢 涂膜外观变动大、极易在高湿度下流挂 。 二是温湿度控制范围较严 为(25)±1℃和(70) ±5％； 湿度高时，会造成粘度下降、流挂、絮凝 、不均匀、色相深等现象； 温度高时，会造成粘度増大、ＮＶ变化大及 光泽不良等现象。 设置预烘干区域可以解决高湿度下流挂造成 的铝粉配向性差及防止回渗产生的漆花问题。 空调不仅要好且管理要有严密的措施。
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c.中面涂喷漆室壁板上粘附的残漆要彻底清理， 所有能移动的格栅板 清理出车间，固定的格栅网和滑 撬输送系统要彻底清理粘附在上面的残漆，待固定格 栅网拆除后，用事先备好的防火板铺在滑撬输送系统 上。 中面涂送排风系统的风管内外壁要彻底清 理，清理后要对其外部进行防护，防止改造时火花飞 入。 停产时,立即捞净漆泥排放漆泥处理槽内的污 水 ，然后放入新鲜的自来水来反复循环清洗，至中涂 面漆喷漆室内水面无浮漆后将清洗水放干净，再用挡 板或其它方式封住水旋筒上口，最后放入新鲜自来水 覆盖整个循环水槽。
1.
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由于水性汽车漆的涂层质量与传 统油性（溶剂型）漆的涂层质量相当，且 其VOC 排放量约为油性（溶剂型）漆的三 分之一，故采用水性汽车漆进行汽车涂装 生产是目前的首选。
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《乘用车生产企业及产品准入管理规则》 规定，轿车制造“应具备封闭的机械化的涂 装生产线，包括前处理、阴极电泳、涂胶、 中涂、面漆、罩光、烘干等工序和相应的设 备、设施；应采用自动化的中涂、面漆及罩 光喷涂系统。中涂和面漆应采用水性汽车漆。 应有必要的废气、废水处理装置和热能回收 利用装置”；
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二是机器人系统的改造 将机器人的溶剂型旋杯更换成水性旋杯 ，将原连接到旋杯的管路更换成水性旋杯的管 路并与原来齿轮泵、换色阀等部件连接； 安装新的高压发生器并连接高压电缆、 低压电缆； 更换高压控制卡，重新调校机器人内部 参数以适应新的旋杯重量、零点等； 重新进行轨迹及喷涂工艺参数仿形，最 后进行喷涂测试。
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2.
车身涂装工艺流程
汽车车身涂装生产线的老线大都是采用油性（ 溶剂型）汽车漆，其工艺流程一般为从装焊车间来/转 挂→预清理→热水洗→两道脱脂 →两道水洗 →表调 →无鎳磷化→两道水洗 →循环纯水洗→新鲜纯水洗→ 沥水→无铅阴极电泳→两道循环UF水洗 →新鲜UF水洗 →两道循环纯水洗 →新鲜纯水洗→转挂/倾斜沥水→ 电泳烘干/强冷→电泳钣金检查/修整/打磨/刮腻子→ 粗细密封/铺阻尼板→转挂/上遮蔽/喷胶/卸遮蔽/转挂 /胶清理→（胶烘干/强冷）→擦净/离子风→喷中涂/ 晾干→烘干/强冷→打磨擦净/离子风→喷面涂/晾干→ 烘干/强冷→检查/面漆AUDIT→注蜡/转挂/送总装。
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d.所有烘干室内外壁板上附着的 油污及其内的滑撬系统要彻底清理后再用 防火板隔挡。 e.所有平台 要彻底的清理粘附 在上面的残漆。集中输调漆系统、集中输 胶输蜡系统、涂装机器人系统、滑橇清洗 系统及打胶、刮腻子、打蜡线上附着的残 留废弃物要彻底清理干净。 f.停产前要检查地漏，保证畅通。
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面漆增加预烘干功能段。在面漆 后清漆前增加预烘干（冷却）功能段，此 预烘干室因地面限制而成为技改的难点。 面漆预烘干室可以紧贴原有的面漆烘干室 平行新建 ，也可以采取“∩”型或“︻” 型结构建在原有的面漆烘干室一侧 。预烘 干室分烘干区和强冷区，喷面漆时工件在 喷漆室内过两遍，第一遍喷水性面漆，然 后进预烘干室进行水分烘干，然后再返线 进行罩光喷涂，罩光喷涂后进面漆烘干室 进行罩光漆烘干。
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可以看出，采用水性汽车漆的汽车车身涂 装生产线的工艺流程与采用油性（溶剂型）汽车漆 的汽车车身涂装生产线老线的工艺流程相比，他们 的前处理/电泳/涂胶段基本上是一样的，只是中面 涂段有所区别。 它们所使用的水性汽车漆中的水和油性 （溶剂型）汽车漆中的有机溶剂的物理特性不同， 也就导致了它们的涂装条件、施工条件不同，所用 的设备、装置也不同。 因此，在车身涂装生产线老线改造时， 要有真对性地在安全第一的理念下有相应的对策， 尽量少投资地对老线来进行改造。
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三是水性汽车漆的介电常数大。导电性能好 ，电阻一般小于0.1 MΩ。 以前的静电涂装装置不可 使用，要采用外部电极型的水性汽车漆专用旋杯。 四是水性汽车漆为非危险物 五是水性汽车漆含有大量水 因而对容器、输送管路、喷漆室体等易受潮 部位有腐蚀性，需用不锈钢或塑料制品或内衬塑料涂 层的容器来储存以防生锈； 其保管条件在5～30℃，以防止冻结或高温蒸 发状态下不易调整。 六是交货状态 为稀释后交货，以防施工现场调合时产生气 泡。 未稀释的水性汽车漆理论上可以永久保存