減少汽車VOC排放80% “以水代油”奧秘何在？

當前世界各國環(huán)保法規(guī)的日趨嚴苛，對汽車節(jié)能減排要求越來越高，隨著國內(nèi)車市的日益成熟，車內(nèi)空氣質(zhì)量也受到越來越多人的重視。汽車涂裝工藝上采用的是稀料等含有大量具有可揮發(fā)性的有機化合物（以下簡稱VOC）油性涂料，現(xiàn)如何減少汽車涂裝工廠和車內(nèi)VOC排放量成為各汽車制造商需面臨的最大課題之一。

針對這一問題，科思創(chuàng)推出多種車用綠色水性技術(shù)及解決方案，有效幫助車輛實現(xiàn)節(jié)能減排，提升了車內(nèi)空氣質(zhì)量。科思創(chuàng)涂料、粘合劑及特殊化學品業(yè)務部技術(shù)應用開發(fā)亞太區(qū)副總裁李金旗日前在汽車水性技術(shù)領域，就車企關心的節(jié)能減排、車內(nèi)空氣質(zhì)量問題，進行了技術(shù)交流和分享。

科思創(chuàng)涂料、粘合劑及特殊化學品業(yè)務部技術(shù)應用開發(fā)亞太區(qū)副總裁 李金旗

多種水性技術(shù)應用汽車制造工藝

實現(xiàn)整車的水性化是科思創(chuàng)在汽車領域的創(chuàng)新方向。據(jù)李金旗介紹，最初水性化是從汽車車身漆的中涂、面漆開始，當前國內(nèi)主流廠商已實現(xiàn)了中涂和面漆的水性化。隨后延伸到汽車配件，如在汽車保險杠上已推出最新的水性涂料解決方案。進一步將拓展到整車水性化，包括汽車內(nèi)飾膠水性化的推廣，以及汽車座椅聚氨酯合成革的水性化?！翱扑紕?chuàng)通過產(chǎn)品創(chuàng)新，通過與我們的客戶以及下游的終端使用企業(yè)合作，包括噴涂設備供應商等，來實現(xiàn)整車的水性化。提高性能、降低排放、提高消費者的舒適度，這是我們的目標?！崩罱鹌毂硎尽?/p>

針對汽車實際生產(chǎn)需求，科思創(chuàng)研發(fā)出多種水性產(chǎn)品應用于車身涂裝，比如水性樹脂BayhydrolR和水性固化劑BayhydurR。在汽車內(nèi)飾膠應用領域，推出DispercollRU系列，可滿足高性能內(nèi)飾膠的要求。在海綿粘接方面開發(fā)出性能卓越的DispercollRC。在水性聚氨酯合成革應用上則推出ImpranilR ?！拔覀償y手富樂針對凱迪拉克CT6車型展開水性膠合作，在汽車原廠漆也有與涂料企業(yè)和整車廠的合作。因為現(xiàn)在國內(nèi)主流的企業(yè)，無論是合資品牌還是國產(chǎn)的品牌，其實都在做水性化，我們的產(chǎn)品通過客戶其實已出現(xiàn)在投放市場的很多車輛上?！?/p>

當前水性聚氨酯涂料在中國軌道交通領域應用逐漸廣泛。作為水性聚氨酯原材料的發(fā)明者，科思創(chuàng)不僅發(fā)明了水性聚氨酯樹脂和羥基樹脂，同時也發(fā)明了水性聚氨酯固化劑?；谶@些原材料，科思創(chuàng)在中國推廣了一套水性易噴涂技術(shù)體系，可滿足軌道交通企業(yè)對更簡單涂裝的要求，同時也能滿足涂料生產(chǎn)廠商對配方優(yōu)化的要求。從2008年至今，科思創(chuàng)在國內(nèi)軌道交通包括客車領域已經(jīng)涂裝了超過四萬兩千輛的車，在國內(nèi)始終保持著領導地位。對此，李金旗坦言，“我們不單單跟我們自己的涂料客戶合作，同時也走進下游客戶。我們?nèi)ミ^很多的車輛廠，去現(xiàn)場幫助他們實現(xiàn)水性化的噴涂施工。我們也去過軌道車輛廠，去現(xiàn)場進行一些試噴涂活動，幫助他們實現(xiàn)更好的水性涂料施工。整個施工環(huán)境的問題，以及后期的性能，或者生產(chǎn)過程中一些其他問題，我們都會一塊來解決?！?/p>

應用水性聚氨酯膠技術(shù)的凱迪拉克CT6

從全生命周期實現(xiàn)車輛節(jié)能減排

在汽車領域，科思創(chuàng)通過創(chuàng)新車身水性化技術(shù)大幅降低了碳排放，很大程度減少了有機溶劑的用量。車身的中涂和面漆固含一般分別在50%和20%左右，通過采用中涂和面漆水性化技術(shù)，VOC排放降低了80%以上。雙組份高固含聚氨酯清漆的推廣也大幅降低了清漆的排放。據(jù)李金旗介紹，科思創(chuàng)目前在做整體車身的水性化，不僅是原廠車身，還包括一些塑料件，如水性保險杠底漆和水性保險杠面漆，這方面對未來的車身減排有很大的貢獻。在車體內(nèi)部通過用水性膠來替代油性膠大幅降低了排放?？扑紕?chuàng)已與知名粘合劑生產(chǎn)商富樂合作，將水性聚氨酯膠技術(shù)應用于降低車內(nèi)飾膠水的有機溶劑排放。最近合作的車型就是凱迪拉克CT6。

在汽車行業(yè)，除了原廠漆水性化達到節(jié)能減排之外，汽車內(nèi)飾的節(jié)能減排方案也成為科思創(chuàng)目前關注的方向?！耙云噧?nèi)飾的紡織涂層為例，根據(jù)我們最新的LCA（生命周期評估）結(jié)果，使用科思創(chuàng)INSQINR水性聚氨酯技術(shù)生產(chǎn)聚氨酯合成革如應用于汽車座椅等，相對于傳統(tǒng)溶劑型技術(shù)來說，可以大幅將少碳排放。每生產(chǎn)一千平方的水性聚氨酯合成革的全球變暖潛能值較溶劑型聚氨酯合成革低45%，同時可以使生產(chǎn)用水減少95%?！崩罱鹌旖榻B到，“因為溶劑型技術(shù)需要用大量的水把生產(chǎn)過程中的有毒溶劑DMF（二甲基甲酰胺）給洗掉，而用水性技術(shù)的話就不需要水洗這樣一個工藝，所以說可以大幅度減少生產(chǎn)用水。同時如果把水性聚氨酯技術(shù)應用到整個紡織行業(yè)，與傳統(tǒng)的溶劑型技術(shù)相比可以將水體和土壤酸化程度減少20%。使用INSQINR技術(shù)生產(chǎn)聚氨酯合成革，對于水資源緊缺的制造業(yè)國家而言，將會產(chǎn)生顯著的社會影響。如果整個紡織行業(yè)轉(zhuǎn)而使用INSQIN?，每天節(jié)約的用水量將可滿足中國近34萬人口的日常用水需求?！?/p>

在科思創(chuàng)上海一體化基地的生產(chǎn)工藝中，通過利用領先技術(shù)成功實現(xiàn)了降耗減排。據(jù)了解，科思創(chuàng)近日已宣布通過排放體系催化劑升級項目，其位于科思創(chuàng)上海一體化基地（CISS）的硝酸工廠成功將生產(chǎn)中主要排放物氧化亞氮（N2O）和氮氧化物（ NOX）排放分別降低65%和30%，以實際行動支持減排，保護地球。氧化亞氮是《京都議定書》規(guī)定的6種溫室氣體之一，可加劇全球變暖，并會破壞臭氧層；而氮氧化物包括多種化合物，主要為一氧化氮和二氧化氮，是形成霧霾、酸雨的主要物質(zhì)之一?！斑@是我們在生產(chǎn)過程中做的主要行動計劃?？扑紕?chuàng)全球的減排目標是以2005年為基準，到2025年將生產(chǎn)每噸產(chǎn)品產(chǎn)生的二氧化碳排放減少50%?！崩罱鹌毂硎?，“在生產(chǎn)原材料過程中，我們用二氧化碳作為生產(chǎn)用的原材料來降低化石基原材料的依賴實現(xiàn)減排，這個項目已經(jīng)完成了商業(yè)化?！?/p>

降低VOC排放提升車內(nèi)空氣質(zhì)量

當前世界衛(wèi)生組織已將車內(nèi)污染列入危害人類健康的主要污染之一，在趨嚴的環(huán)保形勢下，如何提升車內(nèi)空氣質(zhì)量成為汽車制造領域關注的熱點。據(jù)了解，車內(nèi)空氣質(zhì)量影響因素主要來自八項有毒物質(zhì)的揮發(fā)，涂料和膠水貢獻了其中兩項，分別是甲醛和甲苯。相對于傳統(tǒng)的油性解決方案，新型的水性聚氨酯黏合劑可以降低近80%甲醛和90%甲苯的排放?！翱扑紕?chuàng)水性聚氨酯黏合劑的原材料不含助溶劑，如果黏合劑生產(chǎn)企業(yè)不再額外自行添加，幾乎可以實現(xiàn)零排放，這對車內(nèi)空氣質(zhì)量改善有很大的幫助?！崩罱鹌毂硎?，“通過油性到水性的技術(shù)切換，可以降低80%甲醛和90%甲苯的排放，產(chǎn)品整體性能和生產(chǎn)工藝都不會受到影響，傳統(tǒng)的油性黏合劑生產(chǎn)線可以用來生產(chǎn)水性產(chǎn)品，也可以采用水性黏合劑生產(chǎn)線?！?/p>

此外在產(chǎn)品性能方面，據(jù)李金旗介紹，科思創(chuàng)的水性技術(shù)可實現(xiàn)更高效的黏結(jié)，水性聚氨酯粘合劑可以被應用于粘接復雜結(jié)構(gòu)的內(nèi)飾件，例如汽車門板等內(nèi)飾件大彎曲的表層或帶凹槽的表層。它也能用來粘合各式各樣的內(nèi)飾材料，如網(wǎng)布、織物，皮革和其他材料。因此該解決方案能給予設計師更大的靈活性去開發(fā)符合潮流的汽車內(nèi)飾。同時，減排較為顯著的應用還體現(xiàn)在水性涂料替代油性涂料上，主要包括車內(nèi)飾的儀表盤和把手等。

此外，對于汽車座椅的海綿膠，科思創(chuàng)采用水性氯丁替代油性氯丁，很大地改善了車內(nèi)空氣質(zhì)量。同時，通過采取水性聚氨酯合成革替代油性聚氨酯合成革的生產(chǎn)技術(shù)，不僅在生產(chǎn)過程中降低排放及用水量，在后期使用過程中，也有較低的排放。李金旗表示，“油性生產(chǎn)工藝會有溶劑的殘留，例如DMF和甲苯，但是用水性聚氨酯合成革，由于在生產(chǎn)過程中原材料本身不含助溶劑，只要在生產(chǎn)過程中不額外加助溶劑，其產(chǎn)品本身是很環(huán)保的?！?/p>

談到未來汽車水性技術(shù)的發(fā)展，李金旗表示，“汽車初期的水性化是從車身開始，到目前來看，塑料配件、保險杠、內(nèi)飾膠、座椅合成革的水性化每年的增長速度都非?？?。從車身到配件，到內(nèi)飾膠、門板膠、包括汽車座椅都在轉(zhuǎn)水性，汽車涂料也在水性化，這是很多機會?？扑紕?chuàng)將提供全面的水性解決方案，希望通過原材料及工藝生產(chǎn)的創(chuàng)新，幫助客戶降低整體的成本，這是我們的目標。”