通过水性漆在工程机械领域的研究，能否提高清洁度和喷漆效率？

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文|凹脸的外星人

编辑|凹脸的外星人

前言

随着消费者对产品的要求不断提高，各主流制造商越来越注重产品的“精细化” 和外观装饰性能 。

不仅要求产品的功能和性能要达到一定的水平，更要求产品的外观设计 和细节处理精致 ，让消费者在使用产品时感受到更好的视觉和触感体验。

与此同时，工程机械的涂装工艺水平和装备水平也在迅速提高，并有逐渐向汽车行业涂装靠拢的趋势。

目前工程机械行业几乎都采用传统溶剂型防护涂料，虽然施工性能较好，施工窗口较大，但有机溶剂排放量严重超标，不能适应新环保法的要求。

因此研究并推广水性漆在工程机械领域的应用具有现实意义。

本文主要阐述了水性漆在工程机械涂装行业的应用现状，并用实例分析水性漆在工程机械涂装工艺设计中的工艺要点、配套设备要求及应用优势 ，指出采用水性漆的涂装工艺是未来工程机械涂装发展的方向之一。

工程机械涂装质量要求

工程机械包括挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机械、路面机械、桩工程机械、工业搬运机械等。

工程机械产品要求涂膜具有优良的防腐蚀性能、较好的装饰性、良好的机械性能及耐候性。国内某大型工程机械对漆膜的主要性能要求参照JB/T5946—1991。

目前大多数厂家提供的水性面漆的光泽比溶剂型漆略低，一般在88～90(60°光泽)和83～85(20°光泽) ，能够满足工程机械的基本要求。

工程机械产品涂装特点

(1)工程机械产品大多是以结构件中厚板为主，外形尺寸大，质量高，品种多。生产线的纲领一般以小批量为主，故生产节拍较慢。

(2)工件表面有油污、氧化皮或锈迹，需要在涂装前进行除锈、除油等处理。

(3)工程机械涂装结构件产品尺寸差异大，多采用低温烘烤漆或自干漆。

(4)采用混线生产，人工喷涂作业方式，输送设备以自行葫芦或重型积放链为主。

(5)目前主要工艺是采用零部件涂装、整机补漆的工艺。

工程机械产品涂装工艺

我国工程机械行业至今还是以20世纪80年代传统的三涂层体系(底漆+2道面漆)为主。该工艺方案成熟，施工方便。

目前典型的结构件涂装工艺流程为:上件→自动抛丸除锈或喷丸→人工清理→喷底漆→流平→底漆烘干→底漆强冷→局部刮腻子→干燥→腻子打磨→吹净→喷中涂漆(需要时)→喷面漆→流平→烘干→强冷→下件。

由于工程机械涂装基本是以溶剂型漆为主，生产工艺落后，且缺乏有效治污技术，对环境造成不利影响。

因此如何提高产品涂装质量，降低成本，同时符合国家环保 、节能、消防及职业卫生的要求成为工程机械涂装的发展重点。

水性漆在工程机械涂装行业的应用

相关法律法规规定的VOC排放要求及工程机械产品涂装过程排放典型值所示(按膜厚

100μm，底漆固含量约55%、面漆固含量约45%，通风量按15～20万m3/h计算) 。

VOC排放要求及工程机械产品涂装过程排放典型值：

从可以看出，在未经处理的情况下使用水性涂料，总VOC排放量≤20kg/h，总VOC排放浓度≤180mg/L，能达到规定的排放要求。

以涂料年用量300t的工程机械生产厂家为基数，进一步从用户比较关注的成本方面进行分析。

水性漆与油性漆相比有上述多方面优势，且工程机械行业对涂层的耐候性、耐腐蚀性、装饰性、机械性能 等要求及涂装作业环境要求普遍低于汽车行业，理论上容易实现全水性漆的涂装。

但是在实际生产中，采用水性漆工艺依旧存在对环境温度及湿度的要求严格、设备投资增加及运行能耗和成本高昂等问题，导致工程机械水性漆涂装工艺难以普及 。

如喷漆室室体增加不锈钢内衬，成本增加约20%；流平室需改造为闪干室，增加不锈钢内衬及循环风机等，成本增加约50%。

进入喷漆室前增加脱脂工序，导致运行能耗及成本的增加;以及生产时喷漆室需增加能耗及设备保证涂装所需的环境条件。

节拍计算

年生产挂数：15000挂；生产班制:二班，全年工作300d；设备年时基数：4560h、生产节拍=设备年时基数/年生产挂数=4560×60min/15000挂=18.24min/挂。

水性漆的工艺流程

工艺流程为：上件→喷/抛丸处理→清理→脱脂处理→水洗→吹干→水分烘干→喷涂水性底漆→流平→闪干→底漆烘干→底漆强冷→“湿碰湿”2道水性面漆→流平→闪干→喷涂水性罩光漆→流平→烘干→强冷→下件。

水性漆的施工工艺要点

(1)前处理工艺

水性漆涂装对工件前处理质量要求略高于溶剂型漆，除锈等级=Sa2.5，同时工件表面应无油，故前处理采用喷/抛丸除锈处理和脱脂、水洗等工艺，并进行水分烘干 ，以保证工件表面前处理质量。

(2)喷涂工艺

喷涂采用底漆、面漆全水性漆的工艺，底、面漆喷 涂均在水旋式喷漆室内完成，漆雾去除率达到99.7%。

采用高压混气静电喷枪和高压无气加空气辅助喷涂方式，每次喷涂成膜厚度不大于50μm ，既提高着漆率，又利于提高漆膜表面质量。

此外严格控制喷漆室的温度保持10～35℃ ,湿度保持50%~75% ，以保水性漆的喷涂质量。

(3)闪干及烘干工艺

每次喷涂后设置闪干工序，确保大量挥发出来的水分能够及时地排出 ，确保漆膜良好的外观光泽;闪干工序之后设置烘干工序，彻底干燥漆膜。

(4)输送工艺

本次自制件涂装线设计根据结构件产品涂装的多样性，将前处理线与喷漆线设置为一条三行程或四行程的环形强制流水生产线 ，充分利用自行葫芦线输送。

总装后不再进行整机涂装，只对工件上少量损伤部位进行补漆。

与水性漆配套的涂装工艺及设备要求

（1）除锈

采用通过式自动抛丸除锈的方式，尽可能均匀彻底地抛射除锈。除锈等级为Sa2.5级。 另设置人工清理室，利用压缩空气将工件表面的氧化皮、砂粒、粉尘吹清，达到要求的工件表面清洁度。

（2）除油

在水性漆涂装环节里，由于水的表面张力较高，工件表面残余的油污容易造成跑油。

因此对前处理质量要求高于传统的溶剂型涂料，必须对工件进行较为彻底的除油除锈 ，必要的时候进行表调处理 ，使工件有形成完整水性涂膜的基础。

采用全喷淋工艺，45～55℃脱脂液 、常温水洗对工件进行喷淋，喷淋压力0.2～0.3MPa 。

涉及的设备有室体、滴水区、喷淋槽、喷淋泵、油水分离装置、过滤装置、换热系统及喷嘴、阀门、相应的管道等。

（3）喷漆

在喷漆室中喷涂水性漆时，水从液态变成水蒸汽其体积膨胀1244倍，使喷漆室中的湿度瞬间升高，当湿度达到90%以上或低温下水的挥发速度明显降低，漆膜容易产生流挂，影响涂装质量。

因此需要对环境条件进行控制。控制温度在10～35℃,相对湿度在50%～75%较为适宜。

喷漆过程中需保障良好的通风，使涂装过程中产生的水汽及时排走。

在北方寒冷低温地区最好具备加热送风的条件，使环境的温度不会过低 ，可投入空调设备，保证喷漆室温度在15～28℃,湿度在(50±10)%的条件，这是水性漆最佳的涂装条件，但设备投入及运行成本太大，企业一般不考虑此条件。

根据不同的环境条件，对使用的水性涂料施工参数进行调整，是保证工件涂装质量不产生弊病的有效辅助措施。

喷漆室室体材料:由于水性漆以水作为稀释剂，而水挥发形成的湿气容易导致钢板或镀锌板的腐蚀 ，因此喷漆室及循环水处理系统等最好采用不锈钢板材或渗铝板。

（4）闪干

在喷涂过程中，水性漆的漆雾在到达基材之前，漆雾液滴中的挥发分主要是水 ，其挥发量比溶剂型涂料的挥发明显要少(一般20%～30%，溶剂型可达50%～60%)，因此，水性漆湿膜中大量的水会在后续的干燥过程中挥发出来。

为防止含有大量水分的湿漆膜(水性底色漆中水的含量约为63%)在水分蒸发前进入烘干炉 ，造成湿膜流坠、起泡等弊病。

因此在进入加热烘干工序之前，应该设置闪干工序。闪干工序可使湿膜中的绝大部分水分挥发出来，一般挥发率可达95%～98%。

闪干工序要有较好的通风条件，温度一般不超过45℃，时间为10～15min 。

如果涂层较厚，闪干时间需适当延长 ，否则涂层内水分和溶剂没有及时挥发出来，经高温烘烤后容易出现针孔、痱子等漆膜缺陷。

闪干室通常也要采取防腐措施，用不锈钢或渗铝板制作。

（5）烘干

烘干工序在生产线设置有闪干工序的情况下，后续烘干与溶剂型涂料的差异不大，只是水性漆的烘干时间要略长，烘烤温度也略低，一般不超过80℃,时间以30min为佳。

室体材料:与喷漆室类似，最好采用不锈钢制成 。

水性漆与粉末涂料在工程机械行业的优势对比

(1)工程机械行业的结构件以中厚板为主，目前油漆均采用低温烘干漆(60～80℃)，若采用粉末喷涂，则烘烤温度至少在140℃以上，能耗高，而采用低温的水性漆，则容易实现。

(2)工程机械产品以小批量生产为主，生产节拍较慢，其涂装线比较适合采用程控自行葫芦输送，方便灵活。

而自行葫芦不能承受100℃以上的高温烘烤，否则葫芦电机及电气元件容易损坏。

只有当工程机械批量较大时，方可采用积放链输送， 因而限制了粉末喷涂的应用范围。

(3)粉末涂料施工时换色时间较长，因此其应用有一定的局限性。而水性漆和溶剂型漆一样，换色时间短。

结语

(1)在工程机械行业的涂装线上使用低VOC的水性涂料，可以满足尾气直排标准，据估算，与溶剂型涂料相比，减排量可达80%～90% 。

(2)在涂装工艺方面，在生产厂房面积允许的情况下，对原有的溶剂型涂料涂装线进行局部的设备改造。

如前处理线增加脱脂工序；喷漆室增加不锈钢内衬 ；流平室改造为闪干室；涂料、喷枪及供漆系统改为水性配套等，即可满足水性漆的使用要求，满足工程机械行业的涂层质量要求。

迪确美自喷漆：以实力打造高效的工程机械局部涂层翻新修补方案

哪里有工程建设哪里就需要工程机械，但在很多人的认知里，工程机械就是泥泞脏污的，但事实上，工程机械一开始也是光鲜亮丽的，需要经过一系列涂装才能到达目标“战场”上。工程机械的涂装并非一件简单的事情，需要经过很多道工序才能成型，此外在工程机械下线后还要进行外观检测，达标的工程机械才能进行销售。那么工程机械涂层的局部修补又该如何进行？迪确美自喷漆又将发挥什么样的作用？今天就一起来了解一下吧。

工程机械行业景气度提升，对外观防腐提出新的要求

工程机械行业景气度与下游需求直接相关，闻 " 基 " 起舞是工程机械行业的真实写照。而今年，全国重大项目密集开工，信贷面宽松，基建需求显著回暖，预计对工程机械的影响，明年年初就会见效，在项目开工率、开工小时提升上都会有所体现。

与此同时，今年海外市场需求增长，工程机械出口数量保持高位，海外景气度持续向上。 综合来看整个行业景气度好于上年同期，工程机械主要公司前三季度净利润同比多数出现不同程度增长。

如何在激烈的市场竞争中脱颖而出，是各大工程机械制造企业非常重视的，除了产品的可操作性及性价比外，工程机械的外观如今也成为非常关键的环节。随着市场竞争环境的扩大化，及消费观念的转变，客户购买工程机械时自然是对设备外观有着一定的期待，工程机械的外观品质也逐渐得到重视，即不但要注重设备内在性能与可靠性，还要确保整机外观装饰性能优良。

因此，各大制造商愈发重视工程机械的装饰性，一些工程机械的外观装饰面，其涂层装饰性和防腐性要求甚至达到了汽车涂装水平。可以预见涂装质量也将精细化，涂装质量控制要求也会更高。

工程机械涂装要求提升，引发下线修补需求

涂装，是满足工程机械装饰性和防腐性的途径，涂料固化后所形成的涂层对于工程机械而言，就是一层靓丽的防护盔甲，可防止腐蚀介质与底材直接接触，避免激烈化学反应的发生，从而延长产品使用年限。

毕竟工程机械不管喷涂得再漂亮，一旦进入施工环境，很快就会被泥沙掩盖，而在这些泥沙掩盖下的腐蚀，才是它们面临的真正威胁，也是对涂层最为关键的考验。

因此工程机械对涂装的防腐性能要求要高于美观度： 在满足一定外观质量要求的基础上，制造商对工程机械整机涂层的腐蚀性能要求往往更为严苛。

若想要改善工程机械外观质量，确保外观涂层能够过关，我们需要从不同角度进行涂装质量控制，除了仪器设备等硬件，还需要良好的操作和管理，更涉及到涂料与涂装工艺，及时维护修补涂层局部缺陷也很重要。

首先要从源头上防止一定的涂层缺陷问题的发生，在涂装完成后再进行外观监测，进行翻新修补，继而完成涂装质量控制的完整过程。

完整的涂层才得以具备强有力的防腐性能，以更好地应对环境中各种腐蚀威胁，一旦涂装出现缺陷，如漏喷、起皱、针孔颗粒等问题发生，那防腐等性能将大打折扣，影响工程机械产品的使用寿命。

及时对工程机械涂层进行维护修补是一项必须持久进行的工作 ，而涂层的缺陷往往是局部性的比较多，寻找专业高效的涂层维护修补方式，可以大大节省成本。

迪确美自喷漆

中山大桥化工集团在工程机械涂料研发制造领域位于行业领先位置。2017年，为了更好地为客户提供配套涂料服务，中山大桥化工集团推出迪确美自喷漆，可针对解决工程机械等工业品涂层的翻新修补需求。

依托集团多年来的涂料研发制造经验，迪确美自喷漆在市场应用过程中，逐渐形成了满足不同涂层翻新修补需求的系列，原厂漆品质，产品通用性强，涂料性能出色，更切合工程机械涂装下线漆面点补维修的要求。

针对工程机械的涂层缺陷问题，迪确美自喷漆发挥出强大优势，可更好覆盖到内角、缝隙等难以涂装的位置，保证有效涂装，满足防腐需求，迪确美自喷漆的附着力可根据客户需求，定制达到0级，即最优等级。

在涂层适配性上，迪确美提供通用型、水性、粉末型自喷漆及双组份自喷漆，分别可对应满足油漆涂层 、水性涂层及粉末涂层的翻新修补需求，其中双组份自喷漆的性能更加优越，可满足更多复合涂层的翻新修补标准，不仅可用于工程机械的涂装下线修补，还可以用于工程机械车身及零部件转配过程中涂层缺陷的小面积修补。

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