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[焊接(连接)] 涂装减排技术的应用与发展

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发表于 2016-1-4 12:14:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

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涂装减排技术的应用与发展

涂装减排技术的应用与发展

        为了保护环境,降低污染,减少废气、废物等排放,许多新的涂装工艺和技术应运而生,如,ITRO(意脱洛)处理法、CO2热风热泵技术等。加大对涂装新技术的研究力度,并快速实现推广应用,对保护环境,实现节能减排具有重要意义。
        在我国汽车涂装作业对环境污染越来越严重的今天,如果再不有效地治理,想方设法减少涂装废水、废气和废物的排放,将会严重影响国家的环境,给子孙后代带来极大的危害。因此,涂装减排技术的应用,有利于创建国家的环境友好型社会、资源节约型社会、和谐社会以及低碳经济社会。
        涂装减排技术的应用
        1.前处理工艺
        目前,涂装磷化处理工艺正趋向由新一代环保型表面处理工艺所替代,即锆盐材料、锆盐与硅烷复合材料、硅烷材料的表面处理工艺,通过形成低于磷化处理成本的转化膜,达到磷化效果,减少有害物和废水排放。
        (1)氧化锆(ZrO2)转化膜处理工艺取消了表调工序,沉渣减少90%以上,消除了P、Ni和Mn;与磷化处理工艺比较,F离子减少到小于1/8。转化膜的性能已经接近锌盐磷化膜。ZrO2转化膜处理与磷化处理的减排比较如表1所示。
        (2)硅烷转化膜处理工艺,该技术取消了表调和钝化工序,降低了耗水量,减少了废水产出量。排放不含重金属,如镍、锌等,出渣少甚至无渣。据了解,法国雷诺汽车公司已经通过该工艺的试用,即将于2012年在该公司的全球工厂推广应用。
       

涂装减排技术的应用与发展

涂装减排技术的应用与发展

        2.中涂面漆工艺
        近10年来,为减少VOC有害气体的排放量,国际上各主流汽车公司与涂料公司都在积极协作,开发研制新型中涂和底色漆(溶剂型和水性涂料),在不断改进它们的施工性能和简化工艺的基础上,成功开发了3C1B和双底色涂装工艺。
        (1)3C1B涂装工艺。该工艺削减了中涂烘干工序,将中涂与面漆喷涂系统合到一起“湿碰湿喷涂”。与传统工艺(3C2B)相比,3C1B具有简化涂装工艺,减少有毒气体(VOC、CO2、NOx及SOx)的排放,运行成本低等优点。
        丰田公司规划采用水性漆3C1B涂装工艺,与传统三涂层工艺比较的目标是VOC排出量削减87%,CO2排出量削减52%,废弃物减少40%。
        (2)双底色涂装工艺。该工艺是以开发的底色漆具有中涂功能(抗紫外光功能、耐崩裂性和展平性等)为前提的免中涂工艺。通过取消中涂线,使涂装工艺更加简化、紧凑和精益。与传统的3C2B涂装工艺相比,涂装减排更显著。推广应用具有代表性的是德国大众公司推行的2010涂装工艺。
        溶剂型涂装工艺的2C1B 、3C1B 与传统3C2B的减排比较如表2所示。
        3.干式喷漆室的应用
        随着涂装减排技术的不断深入研究,人们更加认识到不产生或少产生危险废弃物对保护地球环境十分重要,欧美也开始限用水洗式漆雾捕集装置。因此,德国杜尔和艾森曼涂装公司分别开发了新型的干式喷漆室漆雾捕集装置和静电除漆渣装置。
        与湿式喷漆室比较,干式喷漆室的优点是:降低了运行和维护成本,减少了作业环境噪声和供排风量,无需废水处理。
        干式喷漆室无论在经济方面,还是在环保方面均有优势。因此,国内外新建涂装线已经开始使用。据了解,德国某年产量为15万辆的汽车工厂涂装线喷漆室的能源、水的消耗成本降低约60%。干式喷漆室与湿式喷漆室的减排比较如表3所示。
       

涂装减排技术的应用与发展

涂装减排技术的应用与发展

        涂装减排技术的新发展
        1.ITRO(意脱洛)处理法
        ITRO处理法是国外正在开发的一种火焰硅烷气相处理工艺,即在火焰中混入微量的硅烷化合物,在处于氧化火焰环境中被涂物面上形成纳米级的氧化硅膜的方法。与原来应用的前处理方法(如火焰处理、抛丸处理等)完全不同的是,在常温、常压状态下,在基材表面蒸涂一层氧化硅膜。经过ITRO处理后,基材与涂料、粘接剂等的附着力可大幅度提高。处理时间0.1~1s。被处理的基材可以是金属、橡胶、塑料、玻璃及陶瓷等,它适用于溶剂型漆和水性漆涂装工艺。
        ITRO处理法能够达到的效果包括:经ITRO处理过的表面状态能达到涂底漆相同的效果,无需再涂底漆;提高了涂层附着力;ITRO处理使用的添加剂不含有机溶剂和重金属等有污染的物质。
        如果开发成功并能推广应用,将取消涂底漆涂层,可以显著减少涂装车间三废的排放。
        2.烘干室热源的优化
        据了解,为了节能减排,日本正在研究开发CO2热风热泵技术,并将其作为新型热源,将它与其他热源组合形成混合热源,试用于涂装烘干室的供热。初步试用表明效果较好,达到了节省热源和降低运行成本的目的,CO2排放量能减少10%以上。
        CO2热风热泵装置是以CO2为换热媒体,用电驱动的热泵,使超临界CO2与空气热交换,产生80~120℃的热风。用这种热源与用石油燃料加热烘干的方式比较,室温气体排放明显减少,不产生氮的氧化物(NOx)。同时,这种热泵无火灾隐患,可以常年安全运转。这种热源很可能在未来得到推广应用,它有利于涂装减排。
       

涂装减排技术的应用与发展

涂装减排技术的应用与发展

        促进涂装减排的建议
        第一,由于车身材料正在逐渐增加高强度钢板或铝合金板制件的含量,加上目前普遍采用的冷轧钢板和镀锌板,在应用新型转化膜前处理工艺时,应同时满足几种金属材料的处理要求。
        第二,新型的转化膜处理工艺将会成为涂装前处理工艺的主流,国内企业应该尽快纳入轿车车身涂装工艺更新规划,并着手研究推广应用。
        第三,跟踪研究开发ITRO处理工艺,如果能够研发并实施应用,可以简化涂装工艺,减少涂装车间的生产面积、设备投入、建设投资、运行成本和三废排放等。
        第四,3C1B和双底色涂装工艺不论在建设投资和运行成本方面,还是在节能减排等方面都有很多优越性,根据国外的实际应用效果和国内涂装工艺的发展趋势,在今后的轿车涂装线建设中一定能够推广应用。但是,新建涂装喷漆线应用的涂料,应该能够同时满足使用3C1B或双底色涂装工艺的多家供应商提供的涂料。
        第五,干式喷漆室是创新型的涂装减排设备,应用这种设备是必然趋势,由于是新型设备投入含有技术创新投资,目前从国外采购价格较贵。国内涂装行业应该引起重视,并投入资金尽快研发。
        第六,跟踪应用CO2热风热泵技术,作为新型热源与其他热源组合用于涂装的烘干室供热;实现省能源、降成本和减排CO2,具有很高的研究应用价值,值得研究探讨。
        第七,在涂装工程设计、建设进程中,工程的“先进、可靠、经济、环保”和涂装生产的“优质、高产、低成本、少公害”,以及节约资源意识正在不断增强,涂装工程设计人员必须重视新建涂装项目,要实现节能减排、省资源且低成本。通过精益设计,提高一次合格率,并降低涂装运行成本,达到涂装减排的目的。
        总之,倡导建设环境友好型、资源节约型和创新型社会,大力实施涂装减排,必须紧跟涂装技术发展趋势,加快推进研究和应用涂装减排新技术。
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