王錫春，宋 華 （中國第一汽車股份有限公司技術中心，吉林長春 130011）

0 引言

汽車涂裝是現(xiàn)代化工業(yè)涂裝的典型代表，它屬于高級保護性涂裝和裝飾性涂裝，汽車內外表面積約95%以上要靠涂裝來進行保護和裝飾，涂裝已成為汽車主機廠的四大工藝之一。汽車涂裝是延長汽車使用壽命和提高其裝飾性、商品性的主要工藝技術手段之一。

汽車涂層必須具備極優(yōu)良的耐腐蝕性、耐候性，以適應汽車的各種使用環(huán)境和世界各地的氣候條件；還必須具有優(yōu)良的裝飾性來適應客戶之需和時代潮流。

汽車生產是高效流水線式生產，生產節(jié)拍快（一般幾十秒至幾分鐘），所選用的涂裝材料的施工性能要好；所選用的工藝（漆前處理、涂裝方法、涂膜固化方法和被涂物的輸送方式）必須高效、快速，適應大批量流水線作業(yè)生產。

汽車車身涂裝系多層涂裝，一般由底漆涂層、中涂層、面漆涂層組成，涂層總厚度控制在100 μm左右。汽車涂裝材料一覽表見表1。

表 1 汽車涂裝材料一覽表Table 1 The list of automotive coating materials

續(xù)表 1

汽車涂裝是汽車制造業(yè)的污染源［VOC（揮發(fā)性有機化合物）、CO2、污水、涂裝廢棄物］，也是耗能大戶，它是當今清潔生產、創(chuàng)建綠色涂裝的革新對象。

1 發(fā)展歷程及經驗教訓

新中國成立之前和建國初期，我國無汽車工業(yè)，跑在路上的汽車是“萬國”牌，汽車涂料僅是以噴漆（硝基漆）為主的汽車修補涂料。流水式汽車涂裝的生產線和OEM（原始設備制造商）汽車涂料的起步始于第1個五年計劃，即1953年7月15日一汽奠基建廠和1956年7月13日嶄新的第一輛“解放”牌汽車總裝下線，至今已有60多年的歷史了。當時的一汽由原蘇聯(lián)斯大林汽車廠包建，共建有12條流水式涂裝線，采用手工空氣噴涂和浸涂法涂布，涂1道烘1次，采用普通懸鏈輸送被涂件的工藝。所用涂料是由天津油漆廠按原蘇聯(lián)標準開發(fā)研制，并得到蘇方檢驗認可的醇酸樹脂、硝基、瀝青三大體系的11個品種?！敖夥拧迸破囃懂a全部采用國產OEM汽車涂料，工藝水平及所用材料要求略高于蘇方。

我國汽車涂裝與涂料的60多年發(fā)展歷程按OEM涂料更新?lián)Q代的進展（兩次引進→自主開發(fā)→跨國涂料公司、涂裝設備公司來華建廠）可分為5個階段（參見表2）；按汽車工業(yè)的發(fā)展狀況，可分為前后兩個30 a。

1.1 前30a

在前30 a中（改革開放之前），因種種原因，我國汽車工業(yè)發(fā)展緩慢，產品車型30 a一貫制，直至20世紀70年代才建立二汽，汽車年產量僅10萬輛（其中轎車年產量不足千量），轎車車身涂裝為小批量作坊式生產，在涂料工業(yè)的協(xié)助下，汽車涂料在此期間取得以下成果：

（1） 研制開發(fā)“紅旗”牌高級轎車用涂料（優(yōu)質合成樹脂改性的硝基磁漆、環(huán)氧樹脂底漆及膩子）和涂裝工藝。

（2） 研制開發(fā)陽極電泳（AED）涂料及涂裝方法，并建成多條AED涂裝線，替代了駕駛室、覆蓋件、車箱件、鑄件等采用的噴涂打底工藝。

（3） 成功開發(fā)了氣動杯式靜電噴槍（噴涂法），用于駕駛室外表面、鐵木混合車箱總成、水箱等的噴涂，替代了手工空氣噴涂法，提高了涂裝效率。

（4） 原化工部組織涂料研究所、油漆廠和汽車廠三方結合的攻關隊，成功研發(fā)了出口卡車用優(yōu)質氨基醇酸樹脂面漆和轎車用特黑丙烯酸樹脂面漆，并組織沈陽、北京、天津等油漆廠生產，供應市場。

（5） 面漆采用了“濕碰濕”噴涂（即2C1B）工藝。

（6） 開發(fā)了遠紅外線輻射元件（電阻帶式和炭化硅板式），并獲得應用。

（7） 成功開發(fā)靜電振動粉末涂裝法。

（8） 開發(fā)快干涂料（如苯乙烯改性醇酸樹脂快干涂料、雙組分環(huán)氧瀝青底盤漆），替代了硝基漆。

回顧前30 a，可總結出以下經驗教訓：

（1） 涂裝前處理工藝及設備長期處于落后狀態(tài)，未下功夫開發(fā)改進研究，30 a一貫制。自配強堿性（復合堿）脫脂劑、高鋅磷化液（用磷酸二氫鋅、硝酸鈉和亞硝酸鈉在現(xiàn)場配制）；噴淋式、洗渣多，易堵噴嘴，無純水洗工序，磷化處理工藝技術未完全掌握，工藝參數控制不嚴，致使磷化質量不穩(wěn)定，影響涂層的耐潮濕性，造成在包建二汽的涂裝工藝設計中取消了磷化處理工藝。

表 2 我國汽車涂料、涂裝工業(yè)發(fā)展歷程Table 2 The development course of automotive coatings and coating industry in china

（2） 采用AED涂裝工藝替代鑄件噴涂硝基漆的打底工藝，涂裝實現(xiàn)自動化，且效率高。但由于鑄件的熱容量大，電泳漆膜需高溫固化（1 600℃以上30 min），經常烘不干，在機械加工中被乳化液和堿清洗液洗掉，另外缸體在電泳槽液中浸泡后，水套中的型砂脫落在電泳槽中。

（3） 產品設計落后，無縫隙密封，車底無噴涂抗石擊涂料的要求，車身空腔內表面也無明確的涂裝、防腐要求，致使汽車在行駛過程中，縫隙淌黃水，在高溫、高濕的沿海地區(qū)使用2～3 a就產生了穿孔腐蝕。

（4） 對涂裝用水的水質和涂裝環(huán)境清潔度的認識不到位（當然當初的自來水水質和空氣清潔度比現(xiàn)在好），在技術交流中，無法達到外方提出的噴漆室要供空調風的條件，而純水和清潔的空氣是確保涂裝質量的兩大基礎條件。

（5） 涂裝前采用酸洗工藝，除銹、除氧化皮和被涂面不平整、凹坑靠刮膩子來修飾、填平的工藝應堅決淘汰，它們是汽車涂裝的兩大“毒瘤”。

（6）“解放”牌車輪原涂裝工藝為浸涂瀝青底漆和清漆，2道漆烘2次（2 000℃，50 min），搬遷時改為淋涂法，后又改為CED涂裝和紅外線烘干。實踐證明，淋涂和全紅外輻射烘干不適用，后改用坑式輻射熱風對流烘干室才得以穩(wěn)定生產。

1.2 后30a（改革開放至今）

我國汽車工業(yè)發(fā)展的后30 a是飛躍的30 a，尤其是后15 a，轎車工業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展，成為我國經濟的支柱產業(yè)之一。我國連續(xù)8 a成為全球第一的汽車產銷大國，涂裝工藝水平和涂裝質量與國際水平實現(xiàn)了全面接軌。

20世紀80年代，一汽換型改造，第2次全面引進卡車車身涂裝線和全套汽車涂料。一汽、二汽、濟汽3家聯(lián)合從英國引進3條車身涂裝線，引進了噴浸結合的中溫鋅鹽磷化處理和陰極電泳涂裝技術，以及上供風下抽風噴漆室，推桿式輸送機等當時先進的涂裝設備。沈陽、北京油漆廠為3條涂裝線配套，分別從日本關西和奧地利斯托拉克（Stollack）引進了兩套汽車涂料（CED涂料、中涂和高胺基質量分數的氨基醇酸樹脂面漆）。90年代初，長春也引進了Stollack的中涂、面漆技術，卡車用涂料實現(xiàn)了第2次更新?lián)Q代，1986年投產后車身面貌煥然一新。

從單個英文譯本內部來看,53個術語只出現(xiàn)過1次(不存在不一致的問題),109個術語出現(xiàn)2次以上:t1中31個術語有多個譯文(一處誤譯guarantor);78個術語僅1個譯文版本。t2中26個術語有多個譯文(一處誤譯mortgagee);83個術語僅1個譯文版本。t3中31個術語有多個譯文;78個術語僅1個譯文版本。

與此同時，一汽剖析國外樣品，按二次引進的涂裝前處理工藝資料，成功開發(fā)了弱堿性脫脂劑和低鋅三元磷化液與陰極電泳配套，并在車輪、車架、車箱等部件中普及應用，并援建國內兄弟廠的車身涂裝線。

20世紀90年代，汽車工業(yè)以市場換技術和資金，走合資化之路的政策出臺后，德、美、法、日、韓等國的汽車工業(yè)巨頭相繼來華辦合資企業(yè)（廠）。隨著汽車產品的引進，國際著名的涂料公司、涂裝設備公司也相繼來華設立合資公司（辦事處），如前處理材料公司：日本帕卡、德國漢高和凱密特爾；汽車涂料公司：關西、PPG、杜邦、BASF、立邦等；涂裝設備公司：德國杜爾和艾斯曼、日本大氣社和帕卡等。形成汽車產品來自哪國，就采用哪個國家的涂料和招標承建涂裝線的局面，這使我國轎車車身涂裝工藝及所用涂裝材料形成歐美、日本兩大配套體系，兩大體系之間雖有差異（如工序多少、輸送方式、涂裝工藝設備水平、工藝布置等），但都大同小異。

1.2.1 后30 a引進掌握的汽車涂裝先進技術

（1） 涂裝前處理工藝低溫化、快速化、磷化少沉渣化、表調和鈍化劑的改進都取得了進步；但磷化處理的公害（磷和重金屬）因環(huán)保問題，已屬需淘汰工藝?，F(xiàn)今已成功開發(fā)環(huán)保薄膜型無磷轉化膜處理工藝，以替代磷化處理。

（2） 成功開發(fā)無鉛、無錫CED涂料，高泳透力和薄膜型超高泳透力CED涂料，使CED涂裝更環(huán)保、更經濟。薄膜型無磷轉化膜處理工藝（鋯鹽或硅烷，或兩者復合型產品）與薄膜型超高泳透力CED涂料配套，是當今汽車車身綠色打底涂裝的最新工藝。國內已有近10條車身涂裝線采用此工藝。底面合一電泳涂料也在商用車底盤件上得到應用。

（3） 汽車車身設計要求車身內外縫隙必須全部涂密封膠，車底面和受石擊的表面需噴涂抗石擊涂料，車內鋪熱熔瀝青墊片或噴涂防聲消音涂料等均有明確的技術要求，這是產品設計的一大進步。為此，車身涂裝車間增設涂密封膠線（俗稱PVC線），它是提高車身氣密性、水密性和舒適性的關鍵工序，也是提高汽車車身耐蝕性、延長其使用壽命（產生穿孔腐蝕由2～3 a延長到10 a以上）的三大工藝（CED打底涂裝、PVC線和涂裝后空腔噴或灌防銹蠟）技術措施之一。

（5） 中涂面漆涂裝采用旋杯式自動靜電噴涂技術，20世紀90年代采用往復機式自動靜電噴涂機（側噴機和頂噴機）噴涂車身外表面，進入21世紀以來，機器人杯式自動靜電噴涂機替代往復機噴涂中涂、底色漆和清漆，由僅噴涂車身外表面，內表面手工噴涂發(fā)展到車身內外表面全部采用機器人噴涂，建立了智能化全自動（擦凈、門蓋開啟關閉、測厚、噴涂內外表面等）機器人靜電噴涂面漆線。涂膠和車底涂料的噴涂也由機器人替代了人工。

（6） 為適應環(huán)保的需要，采用低VOC環(huán)保型涂料替代傳統(tǒng)有機溶劑型中涂和底色漆，減少涂裝工序。老線改造一般采用高固體分涂料，新建車身涂裝車間采用水性中涂和水性底色漆。我國從2004年起，已有30多條轎車車身涂裝線采用水性中涂和底色漆，且由標準的水性涂裝工藝（中涂烘干）發(fā)展到非緊湊型水性三濕（3wet，即中涂+BC+CC烘1次）涂裝工藝和緊湊型水性三濕（3wet，即BC1+BC2+CC烘1次）涂裝工藝，這比歐美滯后10 a多；商用車采用緊湊型溶劑型三濕（3wet，即BC1+BC2+CC烘1次）涂裝工藝替代原標準工藝。

（7） 噴漆室排風循環(huán)利用技術獲得應用。噴漆室排風，一般采用上供風下排風，不循環(huán)利用，其風源是室外的新鮮空氣，為保證噴涂的作業(yè)環(huán)境［溫度（23±20）℃、相對濕度（RH）65%～75%）］，夏季需要冷卻降溫，冬季需加熱升溫，空調能耗大（CO2排放量大）。噴涂室成為涂裝車間高能耗設備之一，自動靜電涂裝和低VOC型涂料的采用為噴漆室排風循環(huán)利用創(chuàng)造了條件，自動靜電噴涂區(qū)段由再生循環(huán)排風空調裝置供風，國內已有多家公司采用該技術。

（8） 干式噴漆室（干式漆霧捕集裝置）替代濕式噴漆室已是發(fā)展的趨勢。引進的干式噴漆室有ECODryscrubber、Dryspin、EISCRUB和E-Cabe 4種，解決了濕式噴漆室耗水量大（為每小時補充循環(huán)水量的1%～2%）、含化學藥品（絮凝劑）和漆渣的污水（二次污染危險物）等問題，濕式噴漆室的水洗式噴霧收集裝置在歐美國家已開始限制使用。

（9） 涂裝車間車身輸送設備（技術）在適應涂裝工藝需要，如提高水平面涂裝質量，工序間帶液少和“氣泡”問題方面有了重大革新。前處理、電泳線采用擺桿輸送機和更先進的滾浸式輸送機（如Rodip）替代推桿懸掛輸送鏈。入槽角度可由25°～300°提升到450°、900°甚至3 600°旋進式，減少水平被涂面的顆粒。在采用滾浸式輸送機場合，車身可見水平面朝下，能大幅度提高涂裝質量和減少車身帶（兜）液量，確保車身表面100%涂裝處理完善。烘干、PVC、中涂、面漆、貯存跑空線等，采用滑撬輸送機系統(tǒng)，工藝靈活性大，特別適用于涂裝車間的立體（多層）工藝布置。

1.2.2 汽車涂裝、涂料后30 a的經驗教訓

（1） 自20世紀90年代轎車工業(yè)合資化后，設計、建設的轎車車身涂裝線，仍舊采用有機溶劑型涂料的傳統(tǒng)涂裝工藝，這是因為當初認為采用水性中涂和水性底色漆，投資大、運行成本高，能耗大，噴涂條件苛刻、難掌握，噴涂水性涂料的工藝不夠成熟，而對涂裝公害的危害認識不到位，再加上當時我國的環(huán)保法規(guī)不夠嚴格。實際上歐美汽車工業(yè)從20世紀90年代初就著手狠抓汽車涂料水性化和節(jié)能減排技術，經過近20 a的改進和完善，實現(xiàn)了汽車涂裝工藝技術及用材的更新?lián)Q代，并且完全能夠滿足苛刻的環(huán)保法規(guī)要求。

直到最近4～5 a，我國引進的幾條車身涂裝線才全面采用上述新工藝、新技術，達到歐洲綠色涂裝車間（Eco-Paintshop）標準。但有些汽車公司近年新建立的車身涂裝線，按水性中涂和水性底色漆設計建造，投產時卻又改用有機溶劑型涂料，以致造成現(xiàn)在70%以上的車身涂裝線仍采用有機溶劑型涂料，多數涂裝車間VOC和CO2排放嚴重超標，VOC排放量＞100 g/m2，能耗和水耗為國際水平的2～3倍，甚至更高，汽車產量和GDP（國民生產總值）上去了，可同時涂裝公害嚴重破壞了人們的生存環(huán)境。

（2） 汽車工業(yè)和涂料工業(yè)大而不強，轎車用高檔涂裝材料市場的80%以上被洋品牌占領，涂裝技術尚屬跟隨型。在合資公司中，涂裝工程設計、招標基本上聽外方的，中方話語權少。原生產汽車涂料的廠家退出汽車涂料市場（沈陽、北京廠已消失，天津、上海廠實力大大減弱）。

（3） 應加強環(huán)保意識、以及防治涂裝公害和節(jié)能減排的立法和執(zhí)法力度，進一步提高涂裝清潔生產和創(chuàng)建綠色涂裝車間的認識。嚴格按“綠色”涂裝理念（10個更少、2個更高、1個更低）進行涂裝工藝和設備的精益化設計；審核、檢驗和優(yōu)化現(xiàn)涂裝工藝流程的每道工序、每臺涂裝設備，杜絕涂裝過程中的浪費，消除無效作業(yè)和超值功能，使能源和材料盡可能得到最佳利用；培訓作業(yè)人員，加強涂裝工藝和生產管理，提高生產效率和涂裝一次性合格率，減少或消除涂裝公害。

（4） 商用車車架采用底面合一電泳涂料，導致漆膜的耐腐蝕性能下降，要提高涂層的耐候性能勢必犧牲涂層的耐腐蝕性能，因為兩者是矛盾的。建議采用環(huán)氧電泳漆+噴涂低溫面漆工藝，或底盤采用整體噴漆工藝。

（未完待續(xù)）