氣相防銹包裝材料在汽車行業的應用現狀

魏士禮，徐偉

（蘇州啟陽新材料科技股份有限公司，蘇州 215138）

氣相防銹包裝材料在汽車行業的應用現狀

魏士禮，徐偉

（蘇州啟陽新材料科技股份有限公司，蘇州 215138）

隨著汽車行業的快速發展，汽車零部件的防護問題突出。由于汽車行業的生產特點是零部件分散生產，整車集中裝配，因此運輸過程中的防銹措施顯得很重要。氣相防銹包裝材料是通過其中的防銹因子氣相揮發附著在金屬表面形成分子保護層而起作用的，具有很好的防銹效果，使用簡單方便，在汽車行業得到越來越廣泛的應用。本文詳細介紹了實際應用情況以及應用過程中存在的問題，解決方法。展望了氣相防銹包裝材料在汽車行業的應用前景及發展方向。

氣相防銹包裝；汽車；金屬零部件；綠色包裝

1 氣相防銹包裝材料

近兩年汽車行業的飛速發展，帶動汽車零配件產業快速發展。汽車行業的生產特點是：零部件分散生產，運往世界各地，整車集中裝配[1]。汽車零部件以金屬制品為主，在零部件生產地到集中裝配使用的運輸、存貯過程中金屬制品零部件很容易發生腐蝕。有時候汽車零部件生產出來是合格的產品，但在運輸途中發生生銹，客戶無法使用就會退貨或者返廠二次處理，造成成本的上升。還有在客戶使用過程中生銹，造成客戶生產成本的增加，更重要的是汽車零部件的銹蝕會影響汽車的整體性能，靈敏度，安全性以及汽車的使用壽命。因此汽車零部件生產廠家非常注重零部件的防銹包裝問題，氣相防銹包裝很好的解決了中間過程金屬零部件銹蝕的問題，使用方便，效果好，越來越來多的汽車零部件生產廠家認可并使用。

氣相防銹包裝材料是氣相緩蝕劑通過一定的載體，在密閉包裝的空間里，自由揮發附著在金屬表面進而形成一層保護層，保護金屬零部件不發生銹蝕。氣相緩蝕劑是20世紀40年代出現的一種防銹新材料，最開始是用于軍械器材的防護[2]。因為氣相緩蝕劑具有使用方便、高效、不受物件形狀的限制、保護周期長等特點，所以對它的研究很多，發展特別快，現已成為防止金屬大氣腐蝕的主要材料之一。氣相緩蝕劑是一種或幾種化學物質的復配，只需要放在金屬物體附近，通過揮發或者升華到達金屬表面，從而形成保護膜，防止金屬表面發生腐蝕[3]。一般用飽和蒸汽壓來衡量其揮發性，氣相緩蝕劑的飽和蒸汽壓一般在0.0133～133.332 Pa。氣相緩蝕劑的飽和蒸汽壓太大，揮發的快，則防銹周期短；飽和蒸汽壓小，防銹周期長，但誘導期時間較長。

氣相防銹包裝材料在不斷的發展中，其種類越來越豐富：氣相防銹紙、氣相防銹塑料薄膜/袋、氣相防銹拉伸膜、氣相防銹劑（粉/丸/片）、氣相防銹氣泡膜、氣相防銹膠帶、氣相防銹油/液等。其中最常用的是氣相防銹紙類產品和氣相防銹塑料薄膜系列產品（如圖1/2/3所示）。

2 氣相防銹包裝材料在汽車行業的應用

我國汽車行業發展速度非常快，2009年中國汽車銷量首次超越美國成為世界第一，到2014年中國汽車產、銷量雙雙突破2300萬輛，約占世界汽車產銷量的1/4。汽車產業的發展大大帶動了氣相防銹包裝材料行業的快速發展。

汽車零部件種類繁多，結構復雜，形狀各異，傳統的防護方法主要是通過涂抹防銹油或者防銹油脂來達到防銹效果。首先，這種方法工藝流程相對繁瑣，增加防護包裝環節，并且使用前必須先經過去油，清洗等過程，成本和使用成本相對增加。其次，這種方法過程中會產生大量的清洗液造成環境污染，廢液的處理造成成本增加。采用氣相防銹包裝不僅能降低成本，還能簡化工藝流程，節省人力資源，進而提高生產效率[4]。

圖1 氣相防銹紙

圖 2 氣相防銹粉

圖3 氣相防銹塑料薄膜

不同的汽車零部件，處理工藝不同，采用的氣相防銹包裝方式不同，例如大型零部件或形狀不規則、結構復雜的零件多采用氣相防銹袋或者氣相防銹氣泡膜等；單個且形狀較規則的零件多采用氣相防銹紙加外用塑料薄膜作為包裝材料。運輸距離，儲運環境的不同采用的包裝材料和包裝方式也不同。例如國內某配件廠生產的缸套，要進行海運出口國外，其包裝工藝為：浸涂防銹油——氣相防銹袋包裝——裝箱，向內提前套入大的氣相防銹袋，每層之間墊有瓦楞紙，每層都放有干燥劑，最后將大防銹袋封口，然后封箱。當前市場上以防銹紙和防銹膜/袋為主要的氣相包裝材料，氣相防銹粉/劑為輔助包裝材料或者特定環境下使用，例如腔、筒狀器件等多采用防銹粉劑包裝。不同的零部件要求的防銹包裝等級也不同，大型精密設備或配件要求包裝等級較高，一般用氣相防銹鋁塑復合膜（抗靜電）；一些需要緩沖保護或者尖銳零部件一般采用氣相防銹氣泡膜包裝或者氣相拉伸纏繞膜包裝；簡單的小零部件一般采用氣相防銹紙。部分防銹包裝實例如圖4/5/6/7所示。

圖 4 防銹包裝實例

圖 5 防銹包裝實例

圖6 防銹包裝實例

圖7 防銹包裝實例

有用戶反饋，即使包裝完好的金屬零部件有時也會有生銹現象。據我們調研發現，這與包裝時是否配合使用干燥劑有關系以及運輸環境有關系。36℃時環境中飽和蒸氣壓下的水蒸氣量是42.0g/m3[5]，若相對濕度為80%時，則空氣中水蒸氣量為42.0＊80%=33.6 g/m3。25℃時環境中飽和蒸氣壓下的水蒸氣量是22.0 g/m3[5]，則相對濕度為80%時就有22.0＊80%=17.6 g/m3的水蒸氣存在。當環境溫度由36℃下降到25℃時，每立方米的空間內就會有33.6-17.6=16 g的水蒸氣轉化成液態水沉降在物體表面。一般包裝的外層都會有層PE塑料薄膜，有時候為了防止外界空氣的進入特意選用一些致密的薄膜，但有些地方晝夜溫差較大，包裝內部的空氣很容易造成水汽凝結在產品表面或者附著在包裝的內壁上，從而造成銹蝕。防銹紙的使用成本相對于防銹膜/袋要低很多，因此很多零部件生產廠家采用氣相防銹紙包裝產品。采用防銹紙包裝的時候，要注意一個問題：因為防銹紙具有吸潮的作用，當外部環境空氣濕度大的時候，防銹紙吸潮，其接觸的金屬很有可能發生銹蝕。因此建議在采用氣相防銹包裝的時候最好配合使用一定量的干燥劑。

3 存在的問題

第一，對含有多種金屬及合金的集成產品采用氣相防銹包裝時有時候不能完全達到防銹效果。第二，市售大部分氣相防銹包裝材料，特別是國內生產的氣相防銹包裝材料多含有對環境或者人體有危害的物質。第三，氣相防銹包裝材料在使用過程中的一些問題，例如包裝使用規范沒有統一標準，包裝材料能否多次使用及廢棄材料的處理問題，特別是薄膜類包裝材料。第四，氣相防銹包裝材料與零部件上非金屬材料的適應性。第五，現在的氣相防銹包裝還需要人工包裝，包裝效率較低，包裝存在差異化。

4 展望

汽車行業的快速發展，帶動了氣相防銹包裝材料的發展。氣相防銹包裝材料只有更好更快的向前發展才能更好的服務于汽車行業，優化汽車生產流程，提高汽車生產效率，促進汽車行業的發展。國家大力倡導綠色包裝設計，氣相防銹包裝材料應該朝著綠色、高效、通用、自動化的方向發展[6]。

氣相防銹包裝材料的核心技術是氣相緩蝕劑的應用。新型氣相緩蝕劑的開發應該以環保、高效、通用型為方向，在氣相緩蝕劑的復配協同作用與載體材料的適應性方面加大研發力度。

增加對氣相防銹包裝材料種類的開發設計，豐富產品種類，滿足不同汽車零部件的防護要求。設計出可以用于自動化包裝的防銹產品。開發可以循環使用或者易回收易處理的氣相防銹包裝材料。在保證防銹效果的同時開發較低包裝成本的氣相防銹包裝材料。

氣相防銹包裝材料已成為汽車行業金屬零部件防護的主流方向，希望未來越來越多的人才進行氣相防銹材料的研究，盡早實現氣相防銹包裝材料的綠色化、高效化、通用自動化包裝。

[1]陳晨偉,楊福馨,李立.汽車零部件氣相防銹包裝方案優化研究[J].包裝工程,2013,(17):60-63.

[2]劉朝輝,李樹金.VCI材料在汽車零部件包裝上的應用[J/OL].中國包裝工業,2016,(04):62-63.

[3]田永,方瑛,廖兵.汽車金屬部件防腐原理與措施[J].汽車實用技術,2014,(09):97-100.

[4]孫凱,周紅.一種新型氣相防銹包裝材料——POP結構氣相防銹材料[J].塑料包裝,2015,(03):55-60.

[5]胡林林. 汽車制造中防銹技術的現狀與展望[J]. 材料保護,2000,(04):49-50.

[6]沈萍,趙玉凱,孟素媚,唐艷秋,周紅.氣相防銹熱收縮包裝技術及應用[J].橡塑技術與裝備,2017,(02):63-65.

The Application of VCI Antirust Packaging Materials in Automobile Industry

WEI Shi-li, XU Wei

With the rapid development of automobile industry, the protection of auto parts is outstanding.Since the characteristics of the auto industry production is the scattered parts production and vehicle assembly, the rust prevention measures seem to be very important in the process of transportation. The antirust factor in the VCI antirust packaging material can be used to form the protective layer of molecules through the gas phase volatilization. It displays excellent antirust effect with easy operation, and has been widely used in automobile industry. This paper introduces the practical application and the problems existing in the application process. The application prospect and development direction of VCI antirust wrapping materials in automotive industry are prospected.

VCI antirust packaging; auto industry; metal parts; green packaging

TB484

A

1400 (2017) 11-0033-04

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.11.001

魏士禮（1990-），男（漢族），河南商丘人，蘇州啟陽新材料科技股份有限公司技術研發部副經理，從事氣相防銹包裝材料的研究，郵箱地址：wesley@chinakeysun.cn。