汽車涂裝線高固環保蠟改造

占早華，楊報軍，高文化，許淑娟

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241005）

據統計，汽車制造過程的VOC(揮發性有機化合物)排出量的90%以上來自涂裝工程，傳統的涂裝工藝越來越難以滿足成本和VOC排放的要求。如何在不影響質量的前提下降低生產成本、削減VOC排放是每個汽車企業都要面臨的問題。

奇瑞公司近幾年響應國家政策，已于在產老涂裝生產線的VOC排放方面做了大量工作(如高固油漆材料應用、靜電槍噴涂、末端治理等)，現階段已將原有低固含溶劑蠟切換成高固含環保蠟，繼續降低VOC排放量。在此背景下，擬對在產老涂裝生產線供蠟、噴蠟設備進行適應性改造，改善環保蠟的噴涂效果，進一步降低汽車噴蠟過程的VOC排放，減輕環境壓力，以求獲得更大的環保效益，彰顯公司的社會責任。

1 技術方案

幾種不同類型的蠟產品的大致成分如圖1所示。目前行業使用的大部分為溶劑型低固含蠟，VOC產生量及排放量偏高，不僅污染環境，而且對人體呼吸系統及眼睛產生刺激。高固含溶劑蠟內仍有一定量的溶劑，而高固含環保蠟不含溶劑，揮發殘留大于95%。

圖1 高固環保蠟與溶劑型產品的成分對比Figure 1 Comparison in composition between environmentally friendly high-solid-content wax and solvent-based counterparts

為了降低VOC排放，行業內一般是通過更換成VOC含量低的材料和改造噴涂設備來解決。傳統低固含溶劑蠟的VOC含量在60%以上，在配合傳統無氣噴涂方式的情況下噴涂質量也比較差。混氣噴涂的主要目的是令噴涂過程中霧化更均勻，讓有限的蠟在被噴涂的區域內形成均勻的膜。目前行業使用的噴蠟設備對比見表1。

表1 目前行業使用幾種噴蠟設備的優缺點Table 1 Comparison of wax spraying equipment currently used in the industry

根據各廠家高固蠟的材料特性及施工要求，涂裝車間現有的供蠟設備及噴蠟工具必須進行適應性改造，主要改造內容詳見表2。

表2 主要改造內容的前后對比Table 2 Comparison of main contents before and after reformation

(1) 供蠟模組改造：由于環保蠟長時間接觸氧氣會產生氧化結皮，原有敞開系統需改造成封閉系統，并加裝氮氣密封設備，配套的液位計、攪拌器均需改造。

(2) 加熱改造：高固環保蠟噴涂時對溫度有更嚴格的要求，原有管路加熱部分的加熱能力不足，需要在模組和終端增加加熱設備，供蠟間及工位環境溫度控制設備也需作出相應改善。

(3) 噴蠟設備更新：環保蠟需要采用混氣噴蠟工藝才能達到更好的噴蠟效果，因此原有的無氣噴蠟槍站需要改造成混氣槍站。

2 噴蠟驗證

2.1 無氣噴蠟

采用無氣噴涂時，霧化面積和流量都比較大，容易過噴而產生堆積、滴蠟等不良現象，不易操作。膜厚不均勻，有局部漏噴。

側裙內噴蠟不能完全覆蓋主要是由于噴蠟操作的隨機性，所產生的效果也不一樣，均勻度非常差。縱梁內噴蠟不能完全覆蓋主要是由于中間隔板遮擋，蠟堆積較嚴重。車門內噴蠟不能完全覆蓋對接縫隙主要是由于車門結構存在遮擋，目前操作無法實現全覆蓋。

2.2 混氣噴蠟

混氣噴蠟時材料流量小，霧化均勻，霧化面積可調，噴嘴可以按照產品特點開發，流量可控，容易操作，可以做到混氣噴蠟膜厚均勻，且噴蠟部位全覆蓋。

無氣噴蠟與混氣噴蠟的實施效果如圖2所示。傳統溶劑型蠟與高固蠟的噴涂對比詳見表3。

圖2 無氣噴蠟和混氣噴蠟的實施效果Figure 2 Effectiveness of airless (a) and air (b) wax spraying processes

表3 傳統溶劑型蠟與高固蠟的對比Table 3 Comparison between traditional solvent-based wax and high-solid-content wax

3 存在的問題

3.1 混氣槍內噴嘴易堵塞

其主要原因是老管路清洗時間短，有殘留和雜質，清洗周期延長。建議過濾設備全部換新。

3.2 槍及連接管路較重

其主要原因是混氣槍本身較原無氣槍更重，且管路較多。建議現場吊掛滑軌整改，并增加平衡吊機構。

3.3 槍及槍嘴等無備用件

其主要原因是未考慮易損件。建議協調資源，申請備件，確保生產，日后類似情況需同步考慮易損件。

4 注意事項

4.1 使用環境

環境溫度要求是15 ~ 30 °C。

4.2 使用過程

(1) 蠟必須連接攪拌驅動。

(2) 攪拌器必須保證干凈、無污染。

(3) 設定好攪拌速率，確保緩慢均勻地攪拌。

(4) 預攪拌時間：對于初次使用，取決于儲存時間及溫度，一般不短于2 min；每班攪拌也不得短于2 min。

(5) 由于產品長時間接觸氧氣會產生氧化結皮，因此攪拌前必須先將結皮清除，避免結皮混在產品里堵塞管道。

4.3 噴蠟設備

(1) 壓縮空氣需進行除水、除油等凈化處理。

(2) 儲蠟罐需要有氮氣或氬氣等惰性氣體保護。

(3) 蠟可通過200 μm的過濾網過濾，避免結皮混入后堵槍。

(4) 停工檢修期間可以用塑料薄膜將儲蠟罐的蠟表面覆蓋。重新開工前，將塑料薄膜去除后再進行攪拌。在停工前要用溶劑清洗噴涂系統。

4.4 其他

建議蠟在開桶后盡快使用，避免開而不用或用半桶剩半桶。

如果需要開桶檢測蠟，需當天用掉或重新充入氮氣或其他惰性氣體進行保護。

5 結語

實驗室測試及實際應用證明，空腔內實現連續、均勻蠟膜的關鍵是將空腔蠟很好地霧化。使用合適的噴嘴及噴涂設備(無氣或油氣混合泵)可以達到理想的噴涂效果。在實際應用過程中通過不斷完善、優化噴嘴結構設計，令設備及材料參數相互配合，最終可以達到理想的噴涂狀態和效果。