工程機械涂裝水性化研究與應用

李孟君

摘 要：工程機械，用于工程建設的施工機械的統稱，包括挖掘機械、起重機械、路面機械等，廣泛應用于建筑、電力、道路等工程領域，工作環境惡劣，對涂層的防腐和裝飾性能要求較高。2016年12月1日，中共江蘇省委、江蘇省人民政府印發《“兩減六治三提升”專項行動方案》的通知，要求機械設備等行業在2017年底之前全面使用低VOCs含量的水性涂料代替原有的溶劑型涂料，本次研究以此為背景展開，針對工程機械涂裝水性化研究作簡要說明，并結合實際的工作經驗對水性化在工程涂裝中的應用展開具體論述。

關鍵詞：工程機械；涂裝水性化；研究；應用

引言

近年來工程機械涂裝不斷的朝著資源節約型、環境友好型方向發展，而水性涂料，以水作溶劑或者作分散介質，能夠大大減少VOCs的排放，降低對環境、人體的危害，并與我國當前的環境保護法相關規定相契合，是工程機械行業涂裝發展的重要方向之一。下面以工程機械涂裝水性化為主題進行展開。

1工程機械涂裝及水性化涂裝

工程機械類型較多，包括挖掘機械、起重機械、路面機械等，因其大多應用于工程而得名，如我國的徐工、三一重工、中聯重工即是此類產品的知名生產企業。從涂裝工藝的角度分析，它是工程機械生產環節的一個部分，不僅能夠起到防腐、裝飾作用，而且是工程機械產品最為直觀的顯示標志，我國大部分工程機械都選取黃色作為主要的色彩，其旨在于醒目、引人注意，以保障施工中的標識認知，提高人們的安全意識。從涂裝的部分進行獨立分析，它可以完全獨立的成為一個生產小體系，其中包括結構件涂裝和整機涂裝；以某個工程機械產品為例，結構件涂裝就包括上件、拋丸、底漆、底漆烘干、膩子、膩子烘干、打磨、面漆、面漆烘干、下件等流程。

目前，水性涂料主要應用于汽車行業，而工程機械行業大多數仍使用溶劑型涂料，行業內僅三一重工于2016年底率先在大型挖掘機結構件涂裝線應用水性涂料，其大型挖掘機結構件涂裝線在原有溶劑型結構件涂裝線上稍作調整，增加底漆預熱、底漆流平保溫、面漆預熱、面漆保溫流平工序，使用雙組份水性環氧底漆和雙組份水性聚氨酯面漆，噴涂完成后結構件表面質量能夠滿足工程機械外觀質量要求。

2工程機械涂裝水性化應用

水性涂料與溶劑型涂料相比，其優勢主要體現在原材料來源廣泛，VOCs含量低，安全成本低。而在施工工藝方面，水性涂料的施工工藝要求明顯高于溶劑型涂料。下面以某企業的挖掘機結構件涂裝和整機涂裝為例，對水性涂料施工工藝和溶劑型涂料施工工藝進行對比說明。

由表1可看出，水性涂料施工工藝流程與溶劑型涂料施工工藝流程基本一致，但對溫度、濕度要求較高，主要體現在以下四點：

2.1涂裝前預熱

溶劑型涂料噴涂前無需對工件預熱，可直接噴涂；水性涂料在噴涂前需對工件預熱，工件表面溫度需維持在15-35℃。

2.2噴漆室溫濕度控制

溶劑型涂料施工基本不受濕度影響，通過選擇不同的固化劑和稀釋劑應對溫度變化；而水性涂料噴涂時，涂料中的水變成蒸汽膨脹，可瞬間使噴漆室濕度升高；當濕度過高時，原本噴涂好的平整漆膜會發生流掛，所以必須進行除濕，而且溫度需維持在5-35℃之間。

2.3涂裝后保溫

溶劑型涂料在噴漆后可直接在流平室流平，對溫度無要求；而水性涂料噴涂后續保溫流平，要求溫度不低于15℃，濕度不大于70%。

2.4涂料存儲

溶劑型涂料存儲時間長，無特殊要求；水性涂料存儲時間短，存儲溫度需高于0℃，低于35℃，存儲期內易出現PH值下降和粘度降低。

綜上所述，工程機械涂裝線水性化需新增涂裝前預熱系統、涂裝后保溫系統、改造噴漆室送排風系統、涂料存儲倉庫；同時由于水性涂料以去粒子水為溶劑或分散介質，易引起普通金屬件的銹蝕，需改造噴漆室室體和集中供漆系統，從而滿足水性漆的使用要求。

3工程機械涂裝水性化推廣應用中存在的問題

水性涂料在工程機械推廣應用存在以下問題：

（1）施工性能差。水性涂料對底材溫度、前處理和噴漆室濕度要求較高；同時流平時間要求10-15min，無法滿足部分結構件涂裝線的生產節拍需求。

（2）涂料成本增加。水性涂料相比于溶劑型涂料成本至少上升30%，企業直接生產成本上漲。

（3）能耗成本增加。水性涂料在噴漆前需要預熱、噴漆后需保溫流平，同時由于水的蒸發潛熱大，烘干能耗上漲，預計涂裝能耗上漲15%。

（4）設備改造成本高。水性涂料相比于溶劑型涂料對涂裝環境要求更高，現有設備需改造后才能滿足要求；同時技改時間長，部分涂裝線需停產改造。

（5）全供應鏈配套成本及能力將受到影響，現有工程機械外配套供應商設備改造難度更大，技術消耗和穩定周期更長。

4結語

工程機械涂裝水性化是行業發展的趨勢，但是水性化涂裝推廣應用還存在諸多問題，需進一步深化研究及實驗論證，并與涂料供應商聯合攻關，切實解決好質量、成本和施工工藝問題，待問題解決后再全面推廣應用。本文行文倉促，部分問題的分析認識還不夠透徹，歡迎讀者批評指正。

參考文獻：

[1]齊祥安.工程機械對低VOC涂料的選擇與應用[J].中國涂料，2015（04）.

[2]成中平，顧廣新，徐杰，等.水性羥基丙烯酸樹脂對工程機械用雙組分水性聚氨酯面漆性能影響的研究[J].涂料工業，2016（8）.

[3]陳明，顧廣新，秦文，等.工程機械水性化涂裝的應用研究[J].現代涂料與涂裝，2013（01）：42-45.

[4]張瑞.電泳涂裝在工程機械燃油箱上的應用研究[J].上海涂料，2015（02）：37-41.

[5].第12屆車用涂料與涂裝技術研討會征文[J].涂料工業，2014（01）：60.

[6]陳康.高紅外加熱技術在工程機械結構件涂裝線上的應用[J].裝備制造技術，2011（04）：155-157.