工程機(jī)械涂料與涂裝的發(fā)展趨勢分析

黃新闖

天津七所高科技有限公司 天津 300000

隨著人們對環(huán)保的認(rèn)識(shí)逐漸加強(qiáng)，客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，國家的法律法規(guī)對環(huán)保要求越來越嚴(yán)格。環(huán)境污染大的傳統(tǒng)溶劑型涂裝工藝已經(jīng)不適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展。工程機(jī)械行業(yè)對于涂裝的材料有了更高的要求。與傳統(tǒng)的液體涂料相比，粉末涂料為百分百的固體含量，不使用溶劑或者水作為分散介質(zhì)，而是以空氣作為分散介質(zhì)，包裝運(yùn)輸方便，具有原材料利用率高、可回收使用、一次成膜、設(shè)備易于維護(hù)和清潔、VOC排放幾乎為零，產(chǎn)生的廢棄物少且無毒害、總的運(yùn)營成本低、涂層性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。

工程機(jī)械是裝備工業(yè)的重要組成部分。在《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》中，工程機(jī)械制造行業(yè)也被列為重點(diǎn)整治對象，其改造目標(biāo)和路徑已非常明確：推廣使用粉末和高固體分涂料；積極采用機(jī)器人噴涂、靜電噴涂等先進(jìn)涂裝技術(shù)，有機(jī)廢氣收集率不低于80%。工程機(jī)械粉末涂料相對于工程機(jī)械溶劑型涂料主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①一次上粉率較好，并可以循環(huán)利用，涂料利用率高；②一次噴涂厚度可以達(dá)50-300μm，相當(dāng)于溶劑型與水性涂料幾道甚至十幾道的厚度，可以顯著減少噴涂次數(shù)，提高生產(chǎn)效率；③粉末涂料施工簡單，對工人噴涂施工要求不高，容易掌握，而溶劑型和水性涂料對工人施工要求高，對施工環(huán)境要求較高。

1 影響工程機(jī)械涂裝發(fā)展的因素

1.1 客戶需求發(fā)展

在20世紀(jì)80年代之前，設(shè)備功能、性能是用戶最為關(guān)注的，很少會(huì)有客戶關(guān)注工程機(jī)械的外觀和造型。20世紀(jì)80年代后，外觀質(zhì)量要求開始被提出和關(guān)注。2000年以后，客戶購買產(chǎn)品時(shí)不再限于內(nèi)在的質(zhì)量和性能，對外觀提出了要求。

1.2 工程機(jī)械自身發(fā)展

在工程機(jī)械發(fā)展壯大階段，產(chǎn)品性能及內(nèi)在質(zhì)量是企業(yè)關(guān)注重點(diǎn)，涂裝以防銹為主，兼顧一定裝飾性。到了工程機(jī)械成熟階段，其他方面的質(zhì)量得到提高并穩(wěn)定下來，涂裝外觀質(zhì)量就成了關(guān)注重點(diǎn)。因此，工程機(jī)械自身的發(fā)展水平和發(fā)展階段也會(huì)決定著其涂裝的發(fā)展。

1.3 涂料發(fā)展

只有涂料企業(yè)開發(fā)了適合工程機(jī)械的涂料產(chǎn)品，工程機(jī)械才有選擇的余地，涂料行業(yè)發(fā)展了，工程機(jī)械行業(yè)的涂料與涂裝才能發(fā)展。當(dāng)然，工程機(jī)械對涂料的需求反過來也會(huì)促進(jìn)涂料行業(yè)及產(chǎn)品的發(fā)展。

1.4 施工工藝設(shè)備的發(fā)展

涂料與涂裝是密不可分的。有了新的涂料沒有相應(yīng)的涂裝技術(shù)就難以推廣使用。如，電泳涂料與電泳涂裝技術(shù)相輔相成。再如，目前已經(jīng)在汽車、集裝箱、軌道交通等行業(yè)廣泛采用的水性涂料，在工程機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用就比較緩慢，原因主要是涂裝設(shè)備未能跟上[1]。

1.5 環(huán)保治理發(fā)展

雖然，無論什么樣的涂裝廢氣通過采用合適的廢氣處理裝置處理后都能使其達(dá)到國家和地方的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是不得不考慮廢氣處理裝置的投資成本以及后續(xù)的運(yùn)行成本。

2 涂料與涂裝的發(fā)展趨勢

2.1 自動(dòng)化發(fā)展

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國人口結(jié)構(gòu)逐步老齡化，勞動(dòng)力成本快速上升，我國制造業(yè)長期以來依賴的人口紅利逐漸消失。同時(shí)，隨著全球化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，印度、越南等國家的制造業(yè)也開始崛起，我國人力成本相對這些國家已經(jīng)不再具備優(yōu)勢，因此，我國制造業(yè)面臨巨大的產(chǎn)業(yè)升級(jí)壓力。為了保持我國制造業(yè)的優(yōu)勢地位，建立先進(jìn)的、新型的制造體系迫在眉睫，面對新形勢，制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存?？梢灶A(yù)見，工業(yè)機(jī)器人必將成為我國制造業(yè)升級(jí)的重要依據(jù)力量，因此，發(fā)展自動(dòng)噴涂機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)情況具有重要的社會(huì)意義。

隨著對環(huán)境保護(hù)和安全健康的日益重視，安全生產(chǎn)已成為社會(huì)的共識(shí)，要做到在安全環(huán)保的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，就要對噴涂工藝的優(yōu)化加大投入和研究，對涂裝噴頭運(yùn)行裝置進(jìn)行更合理化的設(shè)計(jì)，這樣才能大幅減少操作工人的數(shù)量、節(jié)省涂料用量、提高涂飾表面的質(zhì)量穩(wěn)定性、提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。同時(shí)，由于噴涂室內(nèi)不需要操作人員，也避免了傳統(tǒng)噴涂存在的安全隱患及人工的不可控性[2]。因此，噴涂工業(yè)化生產(chǎn)變得更加安全環(huán)保、高效便捷，為涂裝生產(chǎn)技術(shù)的改造提供了關(guān)鍵技術(shù)，加快涂裝產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。

2.2 節(jié)能化

傳統(tǒng)的前處理工藝采用的是磷化技術(shù)，但它具有能耗高、磷鎳錳重金屬污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，所以，近年來，硅烷化技術(shù)、氧化鋯轉(zhuǎn)化膜技術(shù)作為新一代環(huán)保型前處理工藝技術(shù)迅速發(fā)展。氧化鋯轉(zhuǎn)化膜技術(shù)處理主要是在氟鋯酸溶液里，金屬表面凝聚沉積轉(zhuǎn)化成一種納米氧化鋯陶瓷膜涂層，它具有工藝簡短、成膜快、環(huán)保、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

硅烷化處理技術(shù)是在金屬表面吸附1層超薄的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜，同時(shí)形成Si-O-Me共價(jià)鍵，它具有處理時(shí)間短、膜薄、沉渣少、無需表調(diào)鈍化工藝等特點(diǎn)。硅烷化技術(shù)的廢液無磷無重金屬，可以降低傳統(tǒng)磷化工藝的生產(chǎn)成本。但是，相比于磷化技術(shù)，硅烷工藝對工件以及其他設(shè)備的要求更加苛刻，例如，工件在硅烷之前必須打磨除銹干凈，否則，會(huì)影響處理效果，而磷化則未必；工件在硅烷水洗之后需要盡快烘干，否則，容易產(chǎn)生反銹等情況[3]。

3 結(jié)語

隨著用戶需求的發(fā)展和工程機(jī)械行業(yè)自身的發(fā)展進(jìn)步，外觀造型越發(fā)重要，造型個(gè)性化、色彩多樣化、外觀靚麗化是工程機(jī)械涂裝的重點(diǎn)方向。受環(huán)保政策影響，選擇低VOCs或零VOCs涂料是工程機(jī)械涂料選擇的發(fā)展方向。為了降低成本，提高效率，多功能涂料以及零部件面漆化、集中專業(yè)化、涂料涂裝一體化、2C1B工藝等將是工程機(jī)械現(xiàn)在乃至將來的發(fā)展方向。得益于自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化設(shè)備技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用，以及人工成本的上漲，工程機(jī)械涂裝也會(huì)向著自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，但是速度不會(huì)很快。