在汽車制造過程中，涂裝能耗約占(整車的沖、焊、涂、總)總能耗的 60%。降低涂裝過程中的能源消耗、減少污染物排放對于保護(hù)人們的生活環(huán)境，具有非常積極的意義。近年來涂裝材料開發(fā)的重點在于提高性能的同時，將更注重其環(huán)保性能，主要體現(xiàn)在以下幾個方面: ①前處理研究方向的主要目標(biāo)是降低廢水的排放和有害污染物的排放；②滿足環(huán)境保護(hù)法的要求，電泳材料開發(fā)出不含鉛的電泳漆；③現(xiàn)階段比較環(huán)保的涂裝材料且在汽車行業(yè)中較為流行的主要包括：粉末涂裝材料、高固體分涂裝材料和水性涂裝材料等。以前汽車較常采用的面漆和中涂等漸漸被這些新型環(huán)保材料所代替。目前，專家學(xué)者和各汽車生產(chǎn)制造公司在涂裝新技術(shù)等方面也在不同程度的控索與前進(jìn)，節(jié)能減排會隨著新材料、新技術(shù)、新設(shè)備不斷發(fā)展取得一定成果。

涂裝節(jié)能減排新材料

1. 硅烷化處理

硅烷化處理技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保無污染等特點，是目前技術(shù)發(fā)展較成熟的可取代磷化的前處理技術(shù)，此技術(shù)可以利用硅烷等材料實現(xiàn)非金屬材料和金屬材料表面的外理。這項技術(shù)和以前使用的磷化技術(shù)對比，硅烷處理具有較突出的優(yōu)點：（1）這項技術(shù)在處理時無渣 ，作用時間很短，程序也較少，能夠節(jié)約時間，去除額外的鈍化過程，槽液使用壽命長，維護(hù)簡單；（2）不含重金屬，比如：鎳、鋅、錳等，也不需要加熱升溫處理；（3）對常用有機(jī)涂層有良好的附著能力。

2. 新電泳涂料

高泳透力電泳漆在大眾、通用、長城、吉利等各大主機(jī)廠均已獲得推廣使用，通過對高泳透力電泳漆性能和現(xiàn)場施工參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，高泳透力電泳漆具有以下優(yōu)良特性：①其優(yōu)異的泳透能力，能夠給內(nèi)腔提供足夠的有效的涂覆，不僅能夠減少涂料的使用量，同時汽車的涂膜厚度也得到了減薄，降低了涂料消耗量，生產(chǎn)效率得到了大大提升。②此材料對于各種基材都能適應(yīng)，并在基材上作用時可以使涂膜厚度很均勻。③可以減小打磨的強(qiáng)度，同時減小打磨痕的敏感性。④與以往的電泳漆相比，它施工的主要參數(shù)范圍比較大，對于汽車的生產(chǎn)更為適應(yīng)。

具有高泳透力的CED涂料、髙耐候性CED 涂料和髙分層性的CED涂料逐步占領(lǐng)涂裝市場。高泳透力的 CED涂料大大減少揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放，減少涂料用量，降低排放量和成本。新型的耐候性CED涂料在耐候性方面有了較大的進(jìn)展，避免了傳統(tǒng)的CED涂料易受光老化問題，并且簡化涂裝工藝的同時增加了表面平滑性。高分層 CED涂料將耐候性涂料與CED涂料搭配組合，實現(xiàn)了將傳統(tǒng)涂料與新型涂料良好的結(jié)合，表現(xiàn)出涂料的耐候性及防腐蝕性[3]。

3. 清洗水循環(huán)再生技術(shù)及“逆流”全閉式清洗“零”排放工藝

清洗水循環(huán)再生技術(shù)包括超濾、RO技術(shù)等。超濾是以壓力為推動力，利用超濾膜不同孔徑對液體進(jìn)行分離的物理篩分過程。它具有工藝簡單，設(shè)備投資少的特點。同時將反滲透裝置(EDRO)安裝在超濾裝置之后，超濾裝置的透過液將會被進(jìn)一步處理，之后對產(chǎn)品實施最后的噴淋，完成后的噴淋液將再次送回到電泳槽，這一套清洗程序?qū)儆陂]路程序，不僅效率高，節(jié)約時間和材料，而且清洗過程實現(xiàn)了無廢水排放，避免環(huán)境污染，電泳漆也得到了回收再利用，不再有處理廢水的負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)了真正意義上的閉路循環(huán)。“逆流”全閉式清洗“零”排放工藝通過后一道工序的部分排放水同時是之前工序的補(bǔ)充水，以及選擇排放物經(jīng)充分過濾再回收利用的策略大大降低了前工序中的水消耗和排放，同時，也降低了對排放物處理的機(jī)械設(shè)備等的購買維護(hù)等方面的支出，經(jīng)過反滲透裝置過濾的超濾液真正完成了涂裝車間電泳技術(shù)的 “零”排放。

4. 高固體分涂料

高固體分涂料主要有大氣污染低、施工效率高、裝飾性好、涂料用樹脂要求較高等特點。為適應(yīng)環(huán)保要求,降低 VOC 的排放, 汽車廠廣泛使用高固體分涂料。高固體分涂料采用低粘度的聚酯、丙烯酸樹脂, 以及高固體分的氨基樹脂，主要應(yīng)用在汽車用單色面漆、罩光清漆等方面。高固分涂料在使用過程中，由于其施工性能及所需的施工條件與現(xiàn)有溶劑型涂料基本相同, 因此原有的涂裝線不需大的改造即可使用，同時對設(shè)備沒有專門的要求,且操作施工比較簡單, 在使用溶劑型涂料的生產(chǎn)線上均可直接使用。其特點主要包括：（1）其固體含量（體積分?jǐn)?shù)）一般在65%~80%之間，在噴涂和干燥的過程中溶劑散發(fā)造成的大氣污染就較少。（2）由于涂料固體分高，一道涂膜厚，大大提高作業(yè)效率。

5. 水性涂料

國內(nèi)外各大汽車企業(yè)已普遍采用水性涂料，尤其是在新建的涂裝生產(chǎn)線中。目前主流的環(huán)保涂料以水性涂料和粉末涂料為代表，這類涂料不易燃不易爆，以水性涂料為例，僅采用少量低毒性醇醚類有機(jī)溶劑，VOC含量低，在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工，對材質(zhì)表面適應(yīng)性好，涂層附著力強(qiáng)。

相比起傳統(tǒng)涂料，水性涂料更具不可能比擬的優(yōu)勢。溶劑型涂料以有機(jī)溶劑為溶劑，水性涂料則是以水為溶劑，水本身無毒無味，再加以水性的基料和水性的輔料完全是水性化，而且水性涂料在生產(chǎn)過程當(dāng)中是一種物理反應(yīng)，不會再有其他的成分發(fā)生，所以與溶劑型涂料有毒有害、易燃易爆不同，水性涂料無論生產(chǎn)、使用、儲存、運輸方面都是安全和環(huán)保的。

涂裝節(jié)能減排新技術(shù)

1. 新型陰極電泳材料技術(shù)

陰極電泳材料較具有代表性材料分別有自泳漆、分層陰極電泳材料和紫外光固化陰極電泳材料。自泳漆利用化學(xué)自動沉淀反應(yīng)，在金屬表面形成有機(jī)涂層從而減少電能的消耗。分層陰極電泳材料可使電泳底漆兼具防銹和耐候功能，可取消中涂工藝過程。紫外光固化陰極電泳材料可降低電泳濕膜在膠化成型過程中的能源消耗。

2. 旋杯噴涂技術(shù)

旋杯噴涂技術(shù)使用實現(xiàn)涂料有效利用。旋杯噴涂技術(shù)利用旋杯和被涂工件進(jìn)行電極設(shè)置所形成的強(qiáng)電場，與此同時旋杯在驅(qū)動力的作用下旋轉(zhuǎn)，涂料在旋杯內(nèi)處于離心力和強(qiáng)電場的共同作用下，均勻的噴涂在工件上。自動靜電旋杯涂裝優(yōu)點包括:（1）對涂料的霧化效果好，能顯著改善涂膜的外表；（2）對涂料的利用率高，節(jié)約涂料，減少污染；（3）涂裝靈活性高，利于仿形，能應(yīng)用于機(jī)器人的涂裝。目前生產(chǎn)旋杯的主要制造商包括：德國的DULL、法國SAMES、日本ABB、日本TKS。

3. 3C1B涂裝技術(shù)

新型的涂裝工藝3C1B，主要特點是對3C2B的中烘干工序進(jìn)行了合理的簡化，將中涂烘干、中涂打磨、中涂儲存和面涂擦凈等工序相應(yīng)取消。水性3C1B工藝是在溶劑型3C1B工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合水分在常溫下?lián)]發(fā)慢的機(jī)理，將原有每道噴涂后的常溫流平調(diào)整為60～80ºC的閃干流平，以滿足水性涂料脫水率要求。降低了有機(jī)揮發(fā)性化合物的排放，節(jié)約了成本，避免了傳統(tǒng)的汽涂裝工藝不滿足環(huán)保技術(shù)的要求。

4. 水性免中涂技術(shù)

免中涂工藝在涂膜質(zhì)量滿足汽車涂層各項性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，免去了中涂工序，達(dá)到了節(jié)能、減耗、環(huán)保、降成本的目的，是未來汽車涂裝技術(shù)的發(fā)展趨勢。相對于傳統(tǒng)的三涂兩烘（3C2B）工藝，其在涂膜質(zhì)量滿足各項性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，取消了中涂，將中涂層的功能特性集成到涂料體系的其他組分中，減少了涂料耗量，降低了運行能耗和VOC的排放量。免中涂工藝優(yōu)化和簡化了涂裝，被認(rèn)為是目前最具發(fā)展前景的涂裝技術(shù)之一。免中涂與其他工藝VOC排放量對比見表1。

涂裝節(jié)能減排新設(shè)備

1. 壁掛噴漆機(jī)器人

把車間機(jī)器人的底座或手臂安裝在室內(nèi)壁板外部，即為壁掛機(jī)器人。通過減少噴漆這類機(jī)器人底座位置的面積，可以實現(xiàn)噴漆室整體寬度的降低，減少了噴漆室橫截面積和空調(diào)送風(fēng)量，最終降低了空調(diào)風(fēng)機(jī)耗電量。

2. 車身翻轉(zhuǎn)輸送技術(shù)

車身翻轉(zhuǎn)技術(shù)是一種車身在運動過程中，能夠邊向前進(jìn)邊實現(xiàn)縱向的翻轉(zhuǎn)。這種技術(shù)在涂裝車間對車身進(jìn)行前處理以及電泳程序時的沖洗浸漬等環(huán)節(jié)被廣泛采用。此項技術(shù)的主要優(yōu)勢在于它能夠大大減小機(jī)械設(shè)備的長度，同時節(jié)省大量投資、化學(xué)藥物的使用、沖洗液和用電量等，對于車身的涂裝效果和整體生產(chǎn)效率也非常有利。目前應(yīng)用比較有代表性的包括杜爾（DUERR)公司的RoDip-3，RoDip-3Plus和艾森曼 (EISENMANN)公司的多功能穿梭（Vario-Shuttle )。

3. 轉(zhuǎn)輪技術(shù)

沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)就是針對低濃度VOCs的治理而發(fā)展起來的一種新技術(shù)，與催化燃燒或高溫焚燒進(jìn)行組合，形成了沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+焚燒技術(shù)。在VOCs治理中使用沸石轉(zhuǎn)輪，將大風(fēng)量、低濃度的廢氣濃縮成為高濃度、小風(fēng)量的廢氣，從而減少設(shè)備的投入費用和運行成本，提高廢氣的處理效率。在處理大風(fēng)量、低濃度廢氣的時候，如果沒有沸石轉(zhuǎn)輪，直接進(jìn)行燃燒，則不僅廢氣處理設(shè)備體積大，而且運行成本高。而使用轉(zhuǎn)輪濃縮后高濃度、小風(fēng)量的廢氣進(jìn)入廢氣處理設(shè)備可減少投資費用，其次高濃度的廢氣在燃燒VOCs的時候可以減少燃料的使用量降低運行成本。濃縮轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻，經(jīng)過冷卻區(qū)的空氣，再經(jīng)過加熱后作為再生空氣使用，達(dá)到節(jié)能的效果。

結(jié)語

節(jié)能減排是世界各國的汽車制造企業(yè)發(fā)展的主題，均投入大量資金進(jìn)行研究，從改善制造設(shè)備，到提升涂裝新技術(shù)、發(fā)展涂新材料，從而達(dá)到節(jié)能減排目的。同時涂裝材料與技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備直接影響到汽車外在的美觀性和使用性能，因此，關(guān)于汽車涂裝新技術(shù)、新材料和新設(shè)備的研究，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)不斷開拓，最終實現(xiàn)逐步實施及推廣。