水性涂料在工程机械涂装中的应用分析

合肥和安机械制造有限公司 安徽 合肥 230000

1 水性涂料简介

1.1 水性环氧涂料

现阶段的水性环氧涂料当中，水分散型环氧涂料应用得是最多的，其基料是在水中会乳化的环氧树脂，环氧树脂具有憎水性，基本是双酚A型，其中的固化剂是具有亲水性的胺类固化剂。水性环氧涂料通常作为底漆使用，水性环氧底漆里面包括：颜料、水性环氧树脂，以及水性分散剂、水性触变剂、水性消泡剂、水性流平剂等添加剂，还有去离子水、醇醚类溶剂等成膜助剂。它属于双组分涂料，对钢材、混凝土和铝材等基材有着很强的附着力，底漆中需要添加防闪锈抑制剂，适用期没有溶剂型涂料短长，重涂性要比溶剂型涂料好一些[1]。

1.2 水性聚氨酯涂料

构成水性聚氨酯涂料的成分有：颜料、水性丙烯酸树脂，以及水性分散剂、水性消泡剂、水性流平剂等添加剂，还有去离子水、醇醚类溶剂等成膜助剂，以水性异氰酸酯树脂作为固化剂。水性聚氨酯涂料通常作为面漆使用，也是双组分涂料，涂膜具有特别优异的机械强度、柔韧性、耐磨性、耐久性，还有耐化学品性。因其中存在亲水基团，涂膜没有耐水性，成膜时间跟溶剂型涂料相比较长。

2 性能检测

2.1 理化性能检测

（1）制备试样

选用0.2～0.3mm厚、规格50mm×120mm的马口铁板，作为的物理性能试板，按《色漆和清漆标准试板》（GB/T9271）要求打磨，合格后清洗干净，然后依据《涂膜制备方法》（GB/T1727）把各种涂层制备出来，干膜厚取（20±2）μm，涂膜光泽、颜色、划格附着力，还有试样底面漆，所有单涂层干膜厚取（50±5）μm。各待测漆种都至少要作试板3块，取其中1块来进行对比检验，另外2块投入检测，并一一编号以作标记。选用2～4mm厚，规格70mm×150mm的低碳薄钢板作为化学性能试板，做喷砂处理，除锈等级要求达到Sa2.5级、粗糙度要求为25～40μm，经过检查、清洗后，按涂膜制备方法把各种涂层制备出来，底面漆的每一个单涂层干膜厚取（50±5）μm。所有待测漆种都要制作试板3块，其中1块来进行对比检验，另外2块投入检测，并一一作编号标记。

（2）检测

通过对比检验可知：水性涂料的物理性能指标跟溶剂型涂料相比，其光泽度大约低5%，固体分大概要低5%～10%，常温表干所需时间也更长，大概是1～2倍，别的物理性能基本跟溶剂型涂料能够持平；二者的化学性能指标，包括耐盐雾、耐湿热、耐人工老化性能都跟溶剂型涂料差不多[2]。

2.2 水性涂料施工VOC检测

施工状态下，水性涂料的VOC不足200g/L，是一种绿色产品，其环保性能明显比普通溶剂型涂料还有高固体分涂料要好。

2.3 工艺验证

（1）流程

按加工涂装线的正常工艺流程（第一步是清洗，紧接着抛光、清理，然后是喷涂底漆，再对底漆流平，并把底漆烘干，等到冷却后，开始喷涂面漆，接下来就是面漆的流平与烘干，最后是强冷），在涂装线当中，选用威士伯跟中山大桥水性涂料展开喷涂试验。下线后，检测大型结构件涂膜是否有外观质量缺陷，譬如明显流挂、橘皮，或者是针孔、缩孔等现象，1d后,确认涂膜没有明显缺陷后，对其光泽度、附着力、厚度还有硬度展开检测。

（2）检测结果

按涂装线工艺流程要求，下线晾置工件，使其冷却1h后，对其外观质量跟干燥情况进行观察，晾置1d后对其附着力、光泽、厚度还有硬度等进行检测。从试验结果来看：当环境温度超过15℃，相对湿度不高于75%时，可以按照生产线正常工艺流程展开水性涂料喷涂施工，所得外观质量完全符合规范要求。

（3）验证结论

从涂装线上的水性涂料试验来看，其工艺当中存在的问题包括五个方面：其一是前期的处理清洗，必须达到较高质量；其二是工件需要在喷涂前做预热；其三是喷涂时对环境的温、湿度要求较为严格；其四是喷涂后，要求闪干流平；其五是烘干的时间跟温度都必须保证。故而，水性涂料的工艺要求必须满足目前溶剂型涂装线的设备需展开投资改造[3]。

2.4 成本分析

按涂料施工期间的固体含量、施工密度，还有配比，对涂料的理论涂布率展开计算，再按涂料单价，求取单位面积施工所需的涂料理论成本。通过分析比对可以看出：水性涂料跟普通溶剂型底漆比起来，单位面积施工所需的涂料理论成本会增加93.0%；跟普通溶剂型面漆比起来，单位面积施工所需的涂料理论成本会增加单位面积施工所需的涂料理论成本会增加单位面积施工所需的涂料理论成本会增加56.8%。

3 结束语

本文对水性涂料的基本理化性能、施工中的VOC排放、涂装工艺，还有所需成本做了介绍，并通过与普通溶剂型涂料的比对展开了全面分析。采用水性涂料的VOC排放至少能低70%，这样一来只需投入成本较低的活性炭，或采用活性炭吸脱附设备稍加处理即可，而不必花大额金额引入RTO高效焚烧+沸石转轮浓缩设备来处理，从而使其在VOC处理设备及其能耗方面节省大量成本。但是水性涂料施工关于环境的要求比较严格，若选择水性涂料进行涂装，之前的溶剂型涂装线体必须做出改造，同时设备也要更新。故而，在目前推广机械水性涂料涂装生产线的应用时，要把环保达标排放指标、涂料成本、作业量、改造线体设备的成本，还有VOC处理设备及其运行能耗成本等全部纳入考虑。水性涂料产品也在继续研发中，机械涂装技术也在不断提升，水性涂料定能完全取代溶剂型涂料，促进制造业实现绿色环保目标。