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(tǒng)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(huán)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(fā)《“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(yè)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(jīng)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(jié)約型、環(huán)境友好型方向發(fā)展，而水性涂料，以水作溶劑或者作分散介質(zhì)，能夠大大減少VOCs的排放，降低對環(huán)境、人體的危害，并與我國當前的環(huán)境保護法相關規(guī)定相契合，是工程機械行業(yè)涂裝發(fā)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(lián)重工即是此類產(chǎn)品的知名生產(chǎn)企業(yè)。從涂裝工藝的角度分析，它是工程機械生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(yè)，而工程機械行業(yè)大多數(shù)仍使用溶劑型涂料，行業(yè)內(nèi)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(diào)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(huán)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(zhì)量能夠滿足工程機械外觀質(zhì)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(yōu)勢主要體現(xiàn)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(yè)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(xiàn)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(fā)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(xù)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(nèi)易出現(xiàn)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(tǒng)、涂裝后保溫系統(tǒng)、改造噴漆室送排風系統(tǒng)、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(zhì)，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(tǒng)，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(chǎn)節(jié)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(yè)直接生產(chǎn)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(fā)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(huán)境要求更高，現(xiàn)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(chǎn)改造。

（5）全供應鏈配套成本及能力將受到影響，現(xiàn)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(wěn)定周期更長。

4結語

工程機械涂裝水性化是行業(yè)發(fā)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(lián)合攻關，切實解決好質(zhì)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。

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