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技術(shù)|立邦創(chuàng)新打造生物基汽車涂裝解決方案,助推低碳出行

   日期:2022-11-17     來源:立邦集團    瀏覽:1034    
  立邦創(chuàng)新打造生物基汽車涂裝解決方案,助推低碳出行

  汽車的清潔制造概念首先出現(xiàn)在大眾視野,還要追溯到1972年,瑞典斯德哥爾摩召開的第一屆聯(lián)合國人類環(huán)境會議,發(fā)表了汽車行業(yè)首個《環(huán)保宣言》[1]。近半世紀過去,各家車企都已通過技術(shù)創(chuàng)新在環(huán)保層面取得了長足進步,但更多的技術(shù)創(chuàng)新集中在“后處理”環(huán)節(jié),即通過提高生產(chǎn)效率和改善環(huán)保工藝,來降低整體的污染?!跋任廴驹僦卫怼钡膫鹘y(tǒng)創(chuàng)新正在臨近瓶頸。

  今年1月,工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、生態(tài)環(huán)境部等三部門聯(lián)合印發(fā)了《環(huán)保裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動計劃(2022—2025年)》,其中重點就提到,要在2025年前后,實現(xiàn)環(huán)保裝備制造行業(yè)技術(shù)水平的明顯提升,在制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵短板技術(shù)裝備取得突破[2]。11月9日,在上海第五屆中國國際進口博覽會上,立邦中國與科思創(chuàng)宣布達成戰(zhàn)略合作,共同打造前沿的生物基汽車涂裝解決方案,滿足汽車客戶對于性能和外觀的高品質(zhì)要求和綠色減碳需求。汽車制造需要的“新”衣服,來了。

立邦生物基汽車涂裝解決方案應(yīng)用展示

  01 生物基替代石油基 美觀與低碳兼?zhèn)?/strong>

  美觀和低碳兼得的關(guān)鍵在于“生物基”的替代使用。油漆之所以會以“油”為詞首,還要追溯到2000多年前,我國采用桐油作為成膜物[3],來將各種顏色融入其中并形成涂裝包覆在物品外面,形成漆膜,因此油是大部分涂料的關(guān)鍵介質(zhì),也決定了漆的基本性能。但是,傳統(tǒng)自然采集的生漆,在工業(yè)時代卻逐漸力不從心。第一個提出現(xiàn)代汽車流水線生產(chǎn)的福特[4]被迫購買幾千英畝的土地,因為當時的汽車涂料需要近兩周時間才能烘干,在這個過程中,還要擔心天氣、風沙會破壞車漆的形態(tài)。因此,固化劑的添加,成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然選擇,通過添加各種化學(xué)成分和烘烤工藝,汽車涂料可以在2小時之內(nèi)形成干燥致密的漆層。這一技術(shù)是建立在石油作為重要的原料基礎(chǔ)上,尤其是固化劑的制作使用,要添加大量的溶劑,石油基的廢漆膜幾乎不能被降解,這也是現(xiàn)在汽車涂料污染的主要原因。

  技術(shù)升級,要先解決最大的“痛點”。相比“過猶不及”的石油基傳統(tǒng)涂料,如何做到“從有變好”,成了有追求的涂料企業(yè)都在探索的事業(yè),環(huán)保的急迫,為這種自驅(qū)式的創(chuàng)新指明了方向。以立邦為例,解決“痛點”的邏輯非常直白:汽車涂裝中,清漆的固化劑是污染的重難點,如何用更環(huán)保的方式替代?立邦把眼光投向了近幾年正在“文藝復(fù)興”的生物基技術(shù),作為其全球技術(shù)整合的一個代表,立邦選擇科思創(chuàng)在德國研發(fā)的部分生物基固化劑作為基礎(chǔ),開發(fā)新一代的汽車涂裝方案。立邦創(chuàng)新性使用了部分生物基固化劑,即用生物基替代了石油基,其中含有近70%的生物基原材料,通過生物或化學(xué)轉(zhuǎn)成最終產(chǎn)品,生產(chǎn)過程中可有效減少碳排放。在此基礎(chǔ)上,立邦憑借深厚的技術(shù)積淀,將生物基技術(shù)迅速應(yīng)用到了清漆的研發(fā),并在最終通過對大配方和工業(yè)制造的深度整合,形成最終產(chǎn)品。這是立邦生物基涂裝解決方案在環(huán)保背后真正的創(chuàng)新:環(huán)保目標的實現(xiàn)并不是要性能妥協(xié)為代價,相反,在實驗室的測試中,立邦采用生物基的清漆,在硬度、外觀、老化試驗和耐化學(xué)品測試中依然發(fā)揮穩(wěn)定,甚至在部分測試中展現(xiàn)了更好的性能。

  汽車有個說法,“馬力增10匹,不如車重減10斤”,放到現(xiàn)在,這個重要趨勢叫“以塑代鋼”,說白了就是用高性能分子材料取代原有鋼鐵的應(yīng)用。立邦全新一代新涂裝方案的涂料,不僅可以應(yīng)用在傳統(tǒng)金屬件上,更是創(chuàng)新性地便捷應(yīng)用于高性能的塑料零部件,這將有助于電動車整車降低整備質(zhì)量,變相地提高了電動車續(xù)航。在這個層面上,立邦通過技術(shù)升級,讓生物基對石油基形成了真正的“換代升級”,不僅性能更好,更低碳,更重要的是對車企來說幾乎是“無感”的,最終的成品生物基清漆,讓各零部件廠商無需進行任何改造,就能直接替代原本的石油基清漆,對現(xiàn)有客戶生產(chǎn)線實現(xiàn)最大程度的兼容,滿足汽車行業(yè)節(jié)本增效需求,大幅度降低了“環(huán)?!钡拈T檻。這是滿足環(huán)保需求表層價值釋放下,真正的創(chuàng)新思考。

  02 創(chuàng)新低溫電泳技術(shù) 提升產(chǎn)品“環(huán)保性價比”

  立邦生物基汽車涂裝解決方案的優(yōu)勢在于,政府和企業(yè)僅需“很少投入”就能夠得到更好的環(huán)保效益和更優(yōu)秀的產(chǎn)品效果。汽車涂裝環(huán)節(jié)的工藝抽象起來其實很簡單:將經(jīng)過前處理的白車身沉入到涂裝池,完成電泳層對整車的第一道保護,隨后機器人登場,針對不同區(qū)域不同車身,根據(jù)產(chǎn)品和訂單顏色,以及最終清漆保護的需求,層層噴涂并烘干,如此反復(fù),最終完成消費者手中的“原廠漆面”。這中間的污染主要分為兩點: 噴涂環(huán)節(jié)會造成大量的空氣污染,需要用大量的吸附材料回收,且很難循環(huán)利用。烘干過程中要消耗大量的熱能,背后則是制熱設(shè)備的高耗能和廢熱的直接排放。

  立邦生物基汽車涂裝解決方案在產(chǎn)品研發(fā)和替代材料使用上,已經(jīng)帶來了更好的性能和更低的碳排放。而讓其真正成為企業(yè)生產(chǎn)端的一部分,真正實現(xiàn)在汽車制造流程中提質(zhì)增效,并減少能源消耗,是立邦系統(tǒng)化解決的下一個課題。立邦在高性能涂料的基礎(chǔ)上,結(jié)合其低溫電泳技術(shù)的創(chuàng)新,形成的新一代的系統(tǒng)性涂裝解決方案,就是當下對這一課題的最優(yōu)解。既然叫低溫電泳,首先的優(yōu)勢就是“低溫”,相比傳統(tǒng)烘干工藝要保持160℃-180℃左右高溫,并需要大量的加熱設(shè)備,新的解決方案,能夠在140℃下,10分鐘內(nèi),依然保持高泳透力,在車身內(nèi)外形成牢固的保護膜。

超低溫電泳技術(shù)應(yīng)用于大眾安徽新能源汽車

  高泳透力即“復(fù)雜內(nèi)腔形成保護膜的能力”,這對傳統(tǒng)涂料內(nèi)外厚度難兼顧的問題,給出了良好的解決方案,全新方案可以確保內(nèi)外涂層盡可能的均勻一致,還可以盡量節(jié)約涂料用量,在節(jié)約的同時提高了生產(chǎn)效率。同時,低溫烘干及其采用的特殊固化體系,帶來的另一個重要優(yōu)勢,就是更少的物質(zhì)揮發(fā),這也是新一代解決方案最大的亮點,行業(yè)標準在10%以下的加熱減量,被立邦成功降到了3%左右,這將大幅提高涂料的使用效率,同時減少有機物的排放量;還做到了“無錫化”,減少了重金屬應(yīng)用。這滿足了歐盟正在嚴苛實施的“REACH法規(guī)”,即《關(guān)于化學(xué)品注冊、評估、許可和限制的法規(guī)》,對有嚴格環(huán)保認證標準的歐美汽車制造業(yè),以及正在大力提倡“出?!钡闹袊囍圃鞓I(yè)來說,這是事半功倍的真正技術(shù)紅利。

  立邦這一全新汽車涂裝解決方案,為提質(zhì)降本增效拓寬了路徑。通過涂料本身的創(chuàng)新,立邦在上游環(huán)節(jié)就直接減少了有害物質(zhì)的排放和污染。新涂料在涂裝過程中減少了大量的VOC排放,這意味著更少的廢氣收集和處理成本。低溫烘烤大幅度降低了生產(chǎn)中的能源需求,減少了巨大的能源消耗。根據(jù)立邦官方依據(jù)常見汽車生產(chǎn)模型的預(yù)估,全新方案的整車涂料節(jié)約超10%,用于廢氣處理的RTO(蓄熱式熱力焚化爐)碳排放相比接近降低七成,整車烘烤能源成本也有超10%的降低。最終得到的卻是更高的生產(chǎn)速度和更好的涂裝表現(xiàn),以及符合出口法規(guī)的環(huán)保產(chǎn)品。一增一減,產(chǎn)品的“環(huán)保性價比”大幅提高。

  超低溫電泳技術(shù)由立邦全球研發(fā)中心研發(fā),引入中國和歐洲市場后,通過德國大眾集團和斯特蘭蒂斯集團的認證,還成功贏得斯特蘭蒂斯的法國Sochaux工廠競標;另一端,在取得德國大眾的認證后,率先應(yīng)用這一創(chuàng)新方案的是一汽大眾佛山工廠二期建設(shè),而后應(yīng)用于大眾安徽。當下大眾安徽新能源汽車工廠已成功投槽,帶有“新衣服”的汽車,正在離消費者越來越近。這將成為全球技術(shù)全球共享的新一代標桿案例。

大眾安徽新能源汽車工廠已成功投槽

  03 環(huán)保本身 就該是創(chuàng)新的動力

  制造業(yè)保持規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化,還能保證足夠的利潤用于升級規(guī)模和技術(shù)迭代本就非易事。隨著全球汽車行業(yè)不確定性的增加和過往環(huán)保措施臨近瓶頸,整車制造業(yè)的環(huán)保升級面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn)。

  當下,全球制造業(yè)正成為維持全球化趨勢的主要力量,追逐更好技術(shù)解決方案的愿景和更好產(chǎn)品,甚至是更好世界的夢想,驅(qū)動著全球型企業(yè)整合全球資源,通過技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新互通。這為立邦這樣的,具備全球整合,全球創(chuàng)新能力,且在整車、零部件和修補漆上積累了上百年深厚的經(jīng)驗和技術(shù)積淀的企業(yè)提供了巨大的價值潛力:

  1、通過將德國、法國、美國、日本、中國五大全球研發(fā)中心接觸到的技術(shù)交融整合;

  2、通過內(nèi)部資源共享,根據(jù)不同市場需求,將每個研發(fā)中心的創(chuàng)新技術(shù)形成系統(tǒng)方案;

  3、通過一個一個的創(chuàng)新解決方案,立邦得以加入并推動制造業(yè)升級的巨大機遇,驗證創(chuàng)新的價值,并有機會向全球示范下一代制造業(yè)的環(huán)保范式。

  立邦汽車涂裝解決方案應(yīng)用于高合汽車

  一直以來,立邦秉承“永續(xù)大地精彩”的企業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念,以創(chuàng)新科技驅(qū)動環(huán)保產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用,立邦汽車涂裝解決方案的可持續(xù)化發(fā)展正是對這一愿景最好的回應(yīng)。初衷以環(huán)保為引,但最終技術(shù)創(chuàng)新帶來了豐富的成果,不僅為企業(yè)提供了巨大的提質(zhì)增效效應(yīng),更好的外觀表現(xiàn),也有機會讓消費者體驗更多的產(chǎn)品可能性,為企業(yè)在商業(yè)競爭中形成優(yōu)勢投下關(guān)鍵砝碼。

  對于巨大的汽車工業(yè)而言,消費者感知到的產(chǎn)品升級,更多是水面上的冰山。千千萬萬立邦這樣的企業(yè),才真正構(gòu)成了“水面下的支撐”。在這樣巨大體系力下,每一點技術(shù)的變革,都有機會逐漸消融過去百年間人類對環(huán)境嚴酷的改造和破壞。人與環(huán)境的未來,才不會是停留在紙面上的期待和呼喊,不是蕾切爾·卡遜筆下的那個寂靜的春天,才真正步步走向那個取之自然用之自然的美好世界。這才是人類在技術(shù)創(chuàng)新背后,真正寄托的烏托邦理想。

  [1] 信息來源于新民晚報沃爾沃汽車發(fā)表《環(huán)保宣言》五十周年

  [2] 信息來源于《三部委關(guān)于印發(fā)環(huán)保裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動計劃(2022-2025年)的通知

  [3] 信息來源于騰訊網(wǎng)《走進生物基涂料的新時代!》

  [4] 信息來源于百度百科福特生產(chǎn)流水線


 
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