水性涂料在工程機械涂裝中的應用分析

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1 水性涂料簡介

1.1 水性環氧涂料

現階段的水性環氧涂料當中，水分散型環氧涂料應用得是最多的，其基料是在水中會乳化的環氧樹脂，環氧樹脂具有憎水性，基本是雙酚A型，其中的固化劑是具有親水性的胺類固化劑。水性環氧涂料通常作為底漆使用，水性環氧底漆里面包括：顏料、水性環氧樹脂，以及水性分散劑、水性觸變劑、水性消泡劑、水性流平劑等添加劑，還有去離子水、醇醚類溶劑等成膜助劑。它屬于雙組分涂料，對鋼材、混凝土和鋁材等基材有著很強的附著力，底漆中需要添加防閃銹抑制劑，適用期沒有溶劑型涂料短長，重涂性要比溶劑型涂料好一些[1]。

1.2 水性聚氨酯涂料

構成水性聚氨酯涂料的成分有：顏料、水性丙烯酸樹脂，以及水性分散劑、水性消泡劑、水性流平劑等添加劑，還有去離子水、醇醚類溶劑等成膜助劑，以水性異氰酸酯樹脂作為固化劑。水性聚氨酯涂料通常作為面漆使用，也是雙組分涂料，涂膜具有特別優異的機械強度、柔韌性、耐磨性、耐久性，還有耐化學品性。因其中存在親水基團，涂膜沒有耐水性，成膜時間跟溶劑型涂料相比較長。

2 性能檢測

2.1 理化性能檢測

（1）制備試樣

選用0.2～0.3mm厚、規格50mm×120mm的馬口鐵板，作為的物理性能試板，按《色漆和清漆標準試板》（GB/T9271）要求打磨，合格后清洗干凈，然后依據《涂膜制備方法》（GB/T1727）把各種涂層制備出來，干膜厚取（20±2）μm，涂膜光澤、顏色、劃格附著力，還有試樣底面漆，所有單涂層干膜厚取（50±5）μm。各待測漆種都至少要作試板3塊，取其中1塊來進行對比檢驗，另外2塊投入檢測，并一一編號以作標記。選用2～4mm厚，規格70mm×150mm的低碳薄鋼板作為化學性能試板，做噴砂處理，除銹等級要求達到Sa2.5級、粗糙度要求為25～40μm，經過檢查、清洗后，按涂膜制備方法把各種涂層制備出來，底面漆的每一個單涂層干膜厚取（50±5）μm。所有待測漆種都要制作試板3塊，其中1塊來進行對比檢驗，另外2塊投入檢測，并一一作編號標記。

（2）檢測

通過對比檢驗可知：水性涂料的物理性能指標跟溶劑型涂料相比，其光澤度大約低5%，固體分大概要低5%～10%，常溫表干所需時間也更長，大概是1～2倍，別的物理性能基本跟溶劑型涂料能夠持平；二者的化學性能指標，包括耐鹽霧、耐濕熱、耐人工老化性能都跟溶劑型涂料差不多[2]。

2.2 水性涂料施工VOC檢測

施工狀態下，水性涂料的VOC不足200g/L，是一種綠色產品，其環保性能明顯比普通溶劑型涂料還有高固體分涂料要好。

2.3 工藝驗證

（1）流程

按加工涂裝線的正常工藝流程（第一步是清洗，緊接著拋光、清理，然后是噴涂底漆，再對底漆流平，并把底漆烘干，等到冷卻后，開始噴涂面漆，接下來就是面漆的流平與烘干，最后是強冷），在涂裝線當中，選用威士伯跟中山大橋水性涂料展開噴涂試驗。下線后，檢測大型結構件涂膜是否有外觀質量缺陷，譬如明顯流掛、橘皮，或者是針孔、縮孔等現象，1d后,確認涂膜沒有明顯缺陷后，對其光澤度、附著力、厚度還有硬度展開檢測。

（2）檢測結果

按涂裝線工藝流程要求，下線晾置工件，使其冷卻1h后，對其外觀質量跟干燥情況進行觀察，晾置1d后對其附著力、光澤、厚度還有硬度等進行檢測。從試驗結果來看：當環境溫度超過15℃，相對濕度不高于75%時，可以按照生產線正常工藝流程展開水性涂料噴涂施工，所得外觀質量完全符合規范要求。

（3）驗證結論

從涂裝線上的水性涂料試驗來看，其工藝當中存在的問題包括五個方面：其一是前期的處理清洗，必須達到較高質量；其二是工件需要在噴涂前做預熱；其三是噴涂時對環境的溫、濕度要求較為嚴格；其四是噴涂后，要求閃干流平；其五是烘干的時間跟溫度都必須保證。故而，水性涂料的工藝要求必須滿足目前溶劑型涂裝線的設備需展開投資改造[3]。

2.4 成本分析

按涂料施工期間的固體含量、施工密度，還有配比，對涂料的理論涂布率展開計算，再按涂料單價，求取單位面積施工所需的涂料理論成本。通過分析比對可以看出：水性涂料跟普通溶劑型底漆比起來，單位面積施工所需的涂料理論成本會增加93.0%；跟普通溶劑型面漆比起來，單位面積施工所需的涂料理論成本會增加單位面積施工所需的涂料理論成本會增加單位面積施工所需的涂料理論成本會增加56.8%。

3 結束語

本文對水性涂料的基本理化性能、施工中的VOC排放、涂裝工藝，還有所需成本做了介紹，并通過與普通溶劑型涂料的比對展開了全面分析。采用水性涂料的VOC排放至少能低70%，這樣一來只需投入成本較低的活性炭，或采用活性炭吸脫附設備稍加處理即可，而不必花大額金額引入RTO高效焚燒+沸石轉輪濃縮設備來處理，從而使其在VOC處理設備及其能耗方面節省大量成本。但是水性涂料施工關于環境的要求比較嚴格，若選擇水性涂料進行涂裝，之前的溶劑型涂裝線體必須做出改造，同時設備也要更新。故而，在目前推廣機械水性涂料涂裝生產線的應用時，要把環保達標排放指標、涂料成本、作業量、改造線體設備的成本，還有VOC處理設備及其運行能耗成本等全部納入考慮。水性涂料產品也在繼續研發中，機械涂裝技術也在不斷提升，水性涂料定能完全取代溶劑型涂料，促進制造業實現綠色環保目標。