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1、清洁生产在汽车制造业（涂装）中的应用第1章汽车制造业（涂装）工艺1.1 涂装工艺简介汽车涂装工艺，一般可分为两大部分：一是涂装前金属的表面处理，也叫前处理技术；二是涂装的施工工艺。表面处理主要包括清除工件表面的油污、尘土、锈蚀、以及进行修补作业时旧涂料层的清除等，以改善工件的表面状态。包括根据各种具体情况对工件表面进行机械加工和化学处理，如磷化、氧化和钝化处理。工程机械防锈涂装工艺一般可分为涂装前表面处理工艺和防锈底漆涂装工艺。1.1.1 涂装前金属的表面处理表面处理是防锈涂装的重要工序之一。工程机械防锈涂装质量在很大程度上取决于表面处理的方式好坏。据英国帝国化学公司介绍，涂层寿命受3方面因素
2、制约：表面处理，占60%;涂装施工,占25%;涂料本身质量,占15%。工程机械行业,不同零部件的表面处理方式。机械清理可有效去除工件上的铁锈、焊渣、氧化皮，消除焊接应力，增加防锈涂膜与金属基体的结合力，从而大大提高工程机械零部件的防锈质量。机械清理标准要求达到的Sa2.5级。表面粗糙度要达到防锈涂层厚度的1/3。喷、抛丸所用钢丸要达到GB6484要求。薄板冲压件的表面处理称一般用化学表面处理，工艺流程为：预脱脂一脱脂一热水洗一冷水洗一酸洗一冷水洗一中和一冷水洗一表面调整一磷化一冷水洗一热水洗一纯水洗一干燥。上述的薄板件前处理工艺过程也可根据薄板冲压件的油、锈情况作适当调整，或不用酸洗工序，或不
3、用预脱脂工序。而脱脂和磷化是化学处理工艺中的关键工序，这两道工序直接影响工件化学处理的质量和防锈涂层的质量。在表面处理作业中，打磨这一项对最后的质量影响十分大。特别是早期的传统作业-人工水磨，水磨后残留在板件的水分可导致多项油漆缺陷，所以现在行业里取而代之的便是干磨作业。干磨在现在的行业中已经占据了很大的位置，因为他和传统的水磨相比有着明显的优势。比如：工作效率可以提高40%-60%左右；因为干磨不会产生废水，所以对环境的污染很明显要比水磨的轻；员工的劳动强度也减轻了许多；车辆的返修率以及涂膜的质量等均要好于水磨。比如干磨不会由于有残留在板件中的水分而导致漆膜起泡、长郁子、鱼眼、底材生锈等缺陷
4、。干磨工艺在现有的4s店已经得到普遍的推广，所以干磨技术的推广是行业发展的必然趋势。有关工艺参数和相关辅助设备也是影响表面处理质量的不可忽视的因素。1.1.2 涂装的施工工艺面漆喷涂工艺（1）整车修补涂装：整车修补涂装是汽车美容修补施工中最有代表性、最为全面的涂装工艺。它的关键是要保持有湿边，同时应尽量减少水平表面上飞漆，以防止漆雾沉积到已干的部位而造成砂状表面。在整车涂装程序中，首先喷涂车顶，然后是发动机前盖和侧面等，这样在尽量减少水平表面上飞漆的同时总能保持“湿边”，可以防止飞漆落到已干区域而产生砂状表面。如果有可能，选用下吸式喷漆室较好。这时由于有气流从车顶流向车底，雾形有所不同。（A）
5、 车顶的喷涂。在车顶与风挡玻璃、后窗交界处采用带状涂装法进行涂装。首先从靠近漆工的车边缘的地方开始喷涂。尽可能保持枪与车顶表面在1520cm左右等距，从左到右，再从右到左进行喷涂，喷成中等湿度（每层走枪都是从车顶的边缘开始）。由于修补施工时多采用重力式或虹吸式喷枪，受喷枪杯的影响，喷枪的俯角受到一定限制（要尽可能保持垂直，不要把喷枪拿歪）。每层扇幅重叠覆盖面为50%或65%勺方法从边缘向中心喷涂，一直喷涂到可以看见明显柔和的光泽时为止。（B） 发动机前盖的喷涂。首先用粘尘抹布把表面擦拭干净（注意：不得采用气枪来消除表面，以免前盖上灰尘吹到刚刚喷过涂料的车顶上）。采用带状喷涂法喷涂风挡玻璃与前盖
6、交界处（在前盖边缘最好不要采用带状喷涂法），扇幅重叠覆盖50%或65%每层都从边缘到中心进行喷涂，随后中另外一边，从中心开始往边缘移动进行喷涂，每层扇幅的覆盖约10cmo（C） 后盖的喷涂。用粘尘抹布擦干净表面，要准备足够的涂料，避免喷涂中途涂料用完而造成色差。采用带状喷涂法，沿后窗玻璃的底边喷涂一遍，两层扇幅之间覆盖约。随后换到另一边，从中心开始向边缘移动进行喷涂。在整个喷涂过程中，50M65%余层要湿，走枪速度要快。每层扇幅的覆盖约10cm。(D)侧面的喷涂。和粘尘抹布擦拭表面，备足涂料，由于汽车侧面较长，需要采用分段喷涂法。在适合于漆工走枪的距离处采用带状喷涂法垂直向直喷涂一层，以此分隔
7、成段。在这一段内从底部或顶部开始走两道枪，先从左到右，再从右到左，采用一道喷涂法继续喷涂下去。每一道枪之间扇幅覆盖50%直到这一段表面全部被喷涂覆盖完毕。接着转移到下一段，也是先采用带状喷涂法垂直向下喷一枪，划出第二段。重复上述操作，喷涂第二段，如此重复直到该侧面全部喷涂完毕。(2)整板修补涂装：汽车车身的某一部分，如前盖、车门、后盖等整板大面积的涂层遭到破坏时，就要进行整板修补涂装。一般可能出现两种情况：其一是在板面上没有大的变形或裂痕，只需要对整块板面进行面漆涂装；其二就是板面被破坏，需要整修后面再安装到车身上。前者可以在车身清洗后，涂抹封闭隔离漆，再直接喷涂面漆；后者必须在车身清洗后进行
8、除锈、防腐涂底漆、刮腻子填补凹凸不平之处，喷涂中间漆、封闭隔离漆后，才能喷面漆。整板修补与整车修补不同。整车修补时，面漆的颜色不作重点考虑，因为只要保持整车颜色的一致性，与客户指定的颜色色号相符即可。而整板修补必须考虑到这块的颜色与车身上其他部位原厂漆的色差问题，所以，在进行整板修补之前，必须将修补漆的样板与车身上其他原厂漆的部位进行严格比色，待正确无误才能正式开始涂装。1.2 涂装设备自动和手动静电喷涂成套设备：通过式喷淋、浸淋前处理装置；水帘喷漆室；水旋喷漆室；电热、燃油、燃气、燃煤、蒸汽式热风烘干烘道和烘干箱；悬挂输送、地面输送设备；PC电控系统等；代理销售日本安本、韩国KCI喷涂主机、
9、升降机1.3 、汽车涂装材料1.3.1汽车涂装材料的发展汽车车身面漆是车辆最外层的涂层，它是车辆外观装饰及防腐的直接反映，一般都希望汽车涂层具有极好的光泽度。光泽的优劣除与汽车车身外形设计、车身加工的外表精度以外（如一般感觉圆弧面或凸出面的光泽较平面要好），还与选用的涂料与表面涂层的配套工艺有关。必须进行精心的涂装设计和具备良好的涂装环境条件，才能使表面涂层有优良的装饰性。同时，因为汽车涂装属于高级保护性涂装，所以面漆涂膜必须具有优良的耐腐蚀性、耐候性和耐崩裂性。要想得到色泽鲜艳、光亮度好、防锈能力强的油漆表面，涂料的质量是不可轻视的。在20世纪2030年代，汽车漆料是比较单一的品种硝基纤维素
10、涂料。到了20世纪50年代中期，开始使用醇酸树脂涂料。20世纪60年代中期，热塑性两烯酸树脂涂料在国外开始大量进入市场，取代硝基纤维素涂料而成为汽车修补涂料的主导产品。20世纪70年代中期，一系列双组份涂料开始进入市场，如硝基纤维素丙烯酸异氟酸酯、丙烯酸异氟酸酯等。目前丙烯酸聚氨酯树脂涂料、聚酯聚氨酯涂料已在国内外作为汽车修补的主导产品。由于行业的不断发展，当今的涂料品种已是满目琳琅，今后涂料还会有什么样的发展趋势呢？近年来，水性漆的出现使的汽车涂装这个行业又有了一个新的发展方向。水性漆是以水为分散介质，以特殊水性树脂为基料，配以高科技合成的特种助剂，采用新工艺精制而成。水性漆是涂料工业的革命
11、性换代产品1.3.2水性漆涂料的特点与传统的油性漆相比，水性漆无毒、无味、不燃烧，不用稀料稀释，无需额外的劳保费用，是国际上公认的绿色环保产品。作为涂装行业里的新型产品，那么它与油性漆比它的好处也就很明显了：1 .环保：水性漆为无公害产品，在生产过程中无废渣、废气、废水排放，不存在环境污染。在使用中无毒无味，无苯系物，重金属含量大大低于国家环保限量标准，对人体无危害，是保护生态环境的新一代绿色产品。2 .经济：水性漆涂刷面积是一般油漆的两倍以上；水性漆防锈漆可直接在锈层上涂刷（需去浮漆和油污）。3 .安全：阻燃、防爆，水性漆可在常温、常压下进行生产、运输、储存和使用。4 .快捷：水性漆漆膜干燥
12、速度快，在常温下是普通油漆的1/55 .方便：水性漆直接用自来水稀释即可，施工方便、安全，施工后的工具、设备极易清洗。第2章工艺污染物产生分析21废气废气种类：涂装废弃的成分不仅有:苯，甲苯，二甲苯，粉尘颗粒，大部分的涂装废气还包括了乙酸乙酯，丁酮，异丙醇，醚类等组成。涂装工艺过程Vocs来源:电泳底漆，中途和面漆的喷涂及烘干过程，塑料件加工的涂漆工艺。2.2 废水1. 涂装废水主要来自预脱脂，脱脂，表调磷化，钝化等车身前处理工序；阴极电泳工序和中涂，喷面漆工序。2. 有害物质：涂装前处理:亚硝酸盐，磷酸钾，乳化油，表面活性剂，Ni2+，Zn2+.底涂:低溶剂阴极电泳漆膜，无铅阴极电泳漆膜，颜
13、料粉剂，环氧树脂，丁醇，乙二醇单丁醚，异丙醇，二甲基乙醇胺，聚丁二烯树脂，二甲基乙醇，油漆等。中涂，面涂：二甲苯，香蕉水等有机溶剂，漆膜，颜料粉剂。2.3 废渣涂装废渣主要是有机废渣。包括涂料的残渣和一些抹布棉质品等。一般是通过燃烧消灭。第3章汽车制造业清洁生产标准3.1 指标要求3.1.1 生产工艺与装备要求1. 基本要求(一，二，三级)(1) 禁止使用“淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录”规定的内容;(2)优先采用“国家重点行业清洁生产技术导向目录”规定的内容；禁止使用火焰法除旧漆；严格限制使用干喷砂除锈基本要求2. 涂装前处理（一，二，三级）脱脂设施:有脱脂液维护与调整设施（如油水分离器
14、、磁性分离器等）磷化设施:有磷化液维护与调整设施（如磷化液除渣设施等）温度控制:有自动控温系统工艺安全：符合GB7692涂漆前处理工艺安全3. 底漆电泳漆加料：有自动补加装置（一，二级），人工调输漆（三级）温度控制：有自动控温系统（一，二，三级）电泳漆回收：有三级回收，RO反渗透装置、全封闭冲洗（无废水排放）（一级）；有二级回收电泳漆装置（二级）；有一级回收电泳漆装置（三级）4. 中涂漆雾处理：有自动漆雾处理系统（一,二级），有漆雾处理系统（三级）喷漆室：采用节能型设施，废溶剂有效回收；符合GB14444喷漆室安全技术规定（一，二，三级）烘干室：有脱臭装置，符合GB14443涂层烘干室安全技术
15、规定（一，二级），符合GB14443（三级）5. 面漆漆雾处理：有自动漆雾处理系统（一,二级），有漆雾处理系统（三级）喷漆室：采用节能型设施，废溶剂有效回收；符合GB14444喷漆室安全技术规定（一，二，三级）3.1.2 原材料指标1. 基本要求（一，二，三级）（1） 禁止使用含苯的涂料、稀释剂和溶剂；禁止使用含铅白的涂料；禁止使用含红丹的涂料；禁止使用含苯、汞、砷、铅、镉、锑和铬酸盐的底漆；（2） 严禁在前处理工艺中使用苯；禁止在大面积除油和除旧漆中使用甲苯、二甲苯和汽油；（3）限制使用含二氯乙烷的清洗液；限制使用含铭酸盐的清洗液2. 涂装前处理脱脂剂：采用无磷、低温1或生物分解型的脱脂剂（一级）采用低磷、低温的脱脂剂（二级）采用高效、中温2的脱脂剂（三级）磷化液：（1）不含亚硝酸盐；（2）不含第一类金属污染物3;（3）采用低温、低锌、低渣磷化液（一级）采用低温、低锌、低渣磷化液（二级，三级）3.底漆：i （1） 水性漆（或水性涂料）；（2 ）无铅、 无锡、 节能型阴极电泳漆；节能型粉末涂料（一，二级ii (1)水性漆（或水性涂料）；（2 ）阴极电泳漆；（3）粉末涂料（ 三级 ）4.中涂:i (1)涂料固体份 7 5 %; (2)水性涂料；（3）节能型粉末涂料（一级）i
