免PVC烘干+B1B2工藝的應(yīng)用探究

鮑思語，徐國慶，孫自松

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241000）

前言

隨著環(huán)保及節(jié)能的要求，伴隨國內(nèi)汽車市場的劇烈競爭，汽車制造商必須在保證高質(zhì)量的基礎(chǔ)上優(yōu)化工藝、降低成本?！逗幽鲜?017年揮發(fā)性有機(jī)物專項治理工作方案》中明確指出，要加快推進(jìn)全省整車制造企業(yè)VOCs排放治理，推廣使用水性等低揮發(fā)型涂料，配套使用“三烘一涂”或“兩涂一烘”等緊湊型涂裝工藝，VOCs綜合去除率要達(dá)到70%以上。該工作方案的提出，對該省的汽車制造業(yè)涂裝工藝提出了限制標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，奇瑞商用車公司在河南開封規(guī)劃新建一條30JPH涂裝新產(chǎn)線，需滿足該環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，給該條生產(chǎn)線涂裝工藝提出了更高的要求。因此，在規(guī)劃該條生產(chǎn)線時，該條產(chǎn)線面漆采用緊湊型（B1B2）水性漆+雙組份清漆工藝，同時也提出了免 PVC烘干工藝與 B1B2工藝相結(jié)合的規(guī)劃思路，但該設(shè)想目前在國內(nèi)還沒有實例，同時業(yè)內(nèi)也沒有相關(guān)的經(jīng)驗介紹。因此，規(guī)劃人員圍繞該課題，進(jìn)行了應(yīng)用探究。

1 免PVC烘干+B1B2工藝介紹

免PVC烘干+B1B2工藝與傳統(tǒng)的PVC烘干+3C2B（中涂+色漆+清漆定義為3C、中涂及面漆烘干定義為2B）及PVC烘干+3C1B（中涂不烘干，直接噴涂面漆+清漆，然后一次性烘干）工藝相比較，更顯優(yōu)越性。

PVC+3C2B工藝有兩種，一種是PVC烘干+3C2B工藝，目前國內(nèi)新建涂裝線已經(jīng)不再采用。另一種是免 PVC烘干+3C2B工藝(下面介紹的都是該種工藝)，該種工藝是涂覆完P(guān)VC膠后，無需PVC烘干，直接進(jìn)行3C2B工藝，即指PVC材料涂覆完畢后，不進(jìn)行烘干，直接噴涂中涂層，然后隨中涂油漆一起進(jìn)入烘房進(jìn)行膠化成型，俗稱PVC濕碰濕工藝。

PVC烘干+3C1B工藝是涂覆完P(guān)VC膠后，需140℃高溫烘烤20min左右，然后進(jìn)行3C1B工藝。

對于免PVC烘干+B1B2工藝，即涂完P(guān)VC膠后，不進(jìn)行烘烤，直接噴涂B1層，再噴涂B2層，經(jīng)過80℃左右高溫閃干后，噴涂清漆層，然后再經(jīng)過 145℃左右高溫一次性烘干。

1.1 與免PVC烘干+3C2B工藝比較

（1）減少設(shè)備前期的規(guī)劃投資：相比較現(xiàn)有工藝，可減少以下設(shè)備投入：中涂噴漆室及循環(huán)系統(tǒng)、中涂烘干爐、中涂噴漆機(jī)器人、中涂供排風(fēng)空調(diào)、中涂打磨室、中涂線工藝段的機(jī)械化設(shè)備。同時相應(yīng)的減少該工藝段的土建及公用投入。

（2）減少生產(chǎn)線操作人員（按2班18萬輛/涂裝線核算）：18～23人/單班：中涂打磨工位6人+中涂擦凈工位4人+中涂手工內(nèi)表面噴漆工位3人（若采用內(nèi)噴機(jī)器人噴涂則除外）+中涂補漆檢查段工位2人+中涂噴漆機(jī)器人操作人員2人+輔助工位2人。

（3）減少了中涂油漆及助劑的消耗。原漆：2.5～3kg/車，助劑：0.35～0.45kg/車。

（4）減少了中涂噴漆、中涂空調(diào)及烘干、打磨的動能消耗（包括天然氣、水、電、壓縮空氣等）。

（5）減少了VOCs的排放。VOCs排放量減少15%。

1.2 與PVC烘干+3C1B工藝比較

（1）在PVC工藝方面：3C1B工藝中，PVC涂料涂覆完畢后，需進(jìn)行 140℃的高溫烘烤，時間為 20min。所以，B1B2對比3C1B減少了PVC烘干設(shè)備。同時相應(yīng)的減少該工藝段的土建及公用投入。

（2）在面漆工藝方面：3C1B工藝中，中涂層噴涂完畢后，需進(jìn)行60℃的熱風(fēng)預(yù)烘烤，時間為3min。在B1B2工藝中，B2工藝完畢后，需進(jìn)行80℃的熱風(fēng)預(yù)烘烤，時間為6min，然后需將車身內(nèi)表溫控制在≤32℃。所以，B1B2對比3C1B，增加了預(yù)烘烤設(shè)備及相應(yīng)的土建、動能、公用的投入。

2 免PVC烘干+B1B2工藝施工

在是否選用免PVC烘干+B1B2工藝時，由于國內(nèi)、外應(yīng)用實例較少，且油漆材料供應(yīng)商也對該種工藝應(yīng)用存在疑慮，因此我們進(jìn)行了一系列的施工驗證試驗。首先我們與油漆供應(yīng)商PPG公司尋找到奇瑞觀致汽車涂裝車間，該線采用PVC烘干+B1B2工藝，與我們設(shè)想的工藝比較接近。

施工材料：選擇PPG公司的B1B2油漆以及漢高公司的焊縫密封膠；其中為了保證PVC膠的一次性烘烤固化，我們選擇了免烘烤型PVC密封膠ɑ及烘烤型焊縫密封膠β。

施工方案：方案1：ɑ+B1B2工藝；方案2：β+B1B2工藝。

方案1實施：準(zhǔn)備6塊電泳板，用溶劑擦拭并晾干，在其上用PVC膠槍按照常規(guī)車身操作要求打出膠條，垂直靜置約 10min，然后將帶有膠條的電泳板用鉚釘槍釘在一臺車身的左右門內(nèi)，濕膠條隨車進(jìn)入噴漆室進(jìn)行涂裝。其中，有 2塊板經(jīng)過BC1、BC2涂裝后，在色漆晾干間取下；有2塊板經(jīng)過BC1、BC2涂裝及色漆80℃的閃干后，在CC噴漆室入口的氣封段取下；另外2塊板，經(jīng)過BC1、BC2、色漆閃干、CC以及面漆的145℃烘烤，最后在修飾線取下。

方案2實施：具體實施步驟與方案1相同。

觀察膠條在噴涂過程中及烘干過程中的狀態(tài)。

方案1驗證結(jié)果：①經(jīng)過BC1、BC2涂裝后取下的實驗板，濕膠條與BC色漆無明顯不良反應(yīng)，膠條表面無氣孔、色漆無流墜，膠條有不同程度下墜。②經(jīng)過閃干后取下的實驗板，膠條與色漆膜無明顯不良反應(yīng)，膠條表面無水泡，漆膜無咬起、開裂，膠條無脫落；用手剝離膠條，膠條兩端較容易撕下。③經(jīng)過CC及面漆烘烤后的實驗板，膠條表面油漆無咬起、脫落現(xiàn)象，膠條與電泳板貼合處縫隙邊緣出現(xiàn)少許氣泡；用手剝離膠條，膠條兩端相較常規(guī)車身容易撕下。

方案2驗證結(jié)果：①經(jīng)過BC1、BC2涂裝后取下的實驗板，濕膠條與BC色漆無明顯不良反應(yīng)，膠條表面無氣孔、色漆無流墜，膠條無脫落。②經(jīng)過閃干后取下的實驗板，膠條與色漆膜無明顯不良反應(yīng)，膠條表面有輕微水泡，漆膜無咬起、開裂，膠條無脫落；用手剝離膠條，膠條不易撕下。③經(jīng)過CC及面漆烘烤后的實驗板，膠條表面油漆無咬起、脫落現(xiàn)象，膠條與電泳板貼合處縫隙邊緣出現(xiàn)少許小泡；用手剝離膠條，膠條不易撕下。

原因分析：因采用不同類型的PVC密封膠，相關(guān)性能參數(shù)略有不同，導(dǎo)致出現(xiàn)的驗證結(jié)果不盡相同。其中免烘烤型PVC密封膠的增塑劑和溶劑含量，相較烘烤型PVC密封膠要大，黏度偏低，導(dǎo)致附著力下降。

驗證結(jié)論：通過驗證結(jié)果得出，當(dāng)前的兩種PVC密封膠材料，因出現(xiàn)不同程度的PVC密封膠條下墜及易剝離鋼板的問題，不能直接與B1B2工藝配套使用，需要重新調(diào)整相關(guān)性能參數(shù)。針對奇瑞開封 30JH涂裝項目，若選用該免烘烤型PVC密封膠配套B1B2工藝有一定的風(fēng)險，最終還是選擇了烘烤型PVC密封膠材料比較穩(wěn)妥。

3 新工藝應(yīng)用的下一步改進(jìn)思路

對于本次試驗，筆者認(rèn)為不夠充分，還存在改進(jìn)空間，主要有以下幾點：

3.1 材料應(yīng)用方面

因現(xiàn)場施工條件有限，PVC密封膠材料性能參數(shù)不能及時作出調(diào)整。若在實驗室進(jìn)行驗證，可以多輪次的對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如增塑劑、溶劑含量、黏度、抗流掛性及剪切強(qiáng)度等；或者由PVC密封膠材料供應(yīng)商重新開發(fā)一種專用于與B1B2工藝配套的免烘烤型PVC密封膠材料。若該種新材料能開發(fā)成功， 將對汽車制造業(yè)環(huán)保要求、投資成本及動能損耗等是一巨大的進(jìn)步。

3.2 配套性方面

在配套性方面的問題主要體現(xiàn)在：本次驗證中，采用了漢高公司的PVC材料與PPG公司的B1B2油漆材料，其中的材料配套性方面，可能還存在一些不良，如涂膜外觀、涂抹耐水性、冷熱交變以及耐候性等。目前各家油漆供應(yīng)商也在開發(fā)與自家油漆配套的PVC密封材料，相同體系內(nèi)的材料配套使用更加合適。另外，還可以對多家PVC密封材料與多家油漆材料進(jìn)行配套試驗。

4 結(jié)束語

綜上所述，免 PVC烘干+B1B2工藝的應(yīng)用若是能解決掉PVC密封膠條下墜及易剝離鋼板的問題，無論是在新建涂裝線，或是現(xiàn)有涂裝線改造應(yīng)用方面，在投資成本、動能消耗、降低VOCs排放等方面有較大的優(yōu)越性。目前所缺乏的是應(yīng)用實例，但從汽車涂裝未來發(fā)展趨勢以及各油漆供應(yīng)商、密封膠供應(yīng)商等發(fā)展理念看，未來一定是可實現(xiàn)的。