刘海军
（广州市五羊油漆（翁源）有限公司 广东韶关 512622）
摘要：介绍了专用车涂料涂装的现状；结合环保政策法规和专用车涂料的特点，展望水性涂料在专用车的应用前景，以期更好地推动专用车涂料“油转水”的发展。
关键词：专用车 水性涂料 油转水
0 引言
近年来，我国专用车辆得到了迅速发展，专用车涂料市场前景十分广阔，随着环保压力的提高，专用车辆涂装正向着节能、环境友好型、低碳涂料技术趋势发展，如水性涂料、高固含涂料和粉末涂料等。但由于专用车辆的结构件复杂，目前粉末涂料还无法全面覆盖应用，因此水性涂料和高固含涂料成首选。依据水性平台技术专家评估得出，随着水性涂料技术的日益完善，长期来讲，从涂装工艺及末端治理等综合成本方面考虑，采用高固含涂料的环保成本投入更大，因而水性涂料更优于高固含涂料；从政策方面来看，国家还是提倡使用水性涂料替代传统油性涂料[1]。在这个环保大趋所势的时代，由此可见水性漆的经济价值所在，而基于我们丰富的水性漆应用经验，可以为客户提供高质量的水性漆产品、专业性的技术服务支持和完善的培训体系，可以让客户更快更直接的体验到水性漆带来的经济价值。
山东梁山县作为全国专用车辆制造重要基地，VOCs减排压力巨大，实现水性涂料涂装对大幅减少VOCs 排放有着重要的环境保护意义，对全国其它专用车制造基地也会起到重要的影响作用。继我国集装箱制造行业水性化后，专用车制造行业能否成为下一个实现水性化涂装的行业，需要各方共同努力，不仅需要政府机构的不断监督和督促，更重要的是企业自身也要自觉行动，不断推进技术的革新。
1、专用车涂料与涂装现状
1.1 专用车的概念和分类
我国对“专用汽车”的概念根据GB/T 17350-1998《专用汽车专用半挂车的术语和代号》定义为：“装有专用设备、具备专用功能、用于承担专门运输任务或专项作业任务的汽车和汽车列车”，习惯上也把在各基本车型的各种底盘上，改装成各类汽车（改装车）也统称为“专用汽车”。按用途分类可分为公路运输型专用汽车和作业型专用汽车；按其基本结构分类，可分自卸汽车、厢式汽车、罐式汽车、仓栅式汽车、特种汽车等六大类；按服务对象可分为十大类，即商业服务类、环卫环保类、建设作业类、农牧副渔类、石油地质类、机场作业类、医药卫生类、公安消防类、林业运输类和普通专用类[2]。
1.2 专用车涂料种类
1.2.1 底漆
直接涂在经表面处理的工件表面，是复合涂层的基础。保证在被涂物表面形成良好的保护以起到防腐蚀的作用，并增加附着力。通常为环氧树脂漆，丙烯酸底漆，醇酸底漆以及电泳漆等。
1.2.2 中涂层涂料
介于底漆层与面漆层之间的涂层所用品种，主要功用是改善被涂工件表面和底漆涂层的平整度，为面漆层创造良好的基底，以提高面漆涂层的鲜映性和丰满度，提高整个涂层的装饰性和抗石击性。对于装饰性要求搞的表面几乎都采用中间层涂料。通常有丙烯酸漆和丙烯酸聚氨酯漆等。
1.2.3 腻子
易于打磨的膏剂，用于处理颗粒大的不平坦的地方，一般为刮涂施工，通常为环氧酯类和不饱和聚酯类。
1.2.4 面漆
直接影响车辆的装饰性、耐候性以及外观等。还应该具备优良的施工性能，耐擦洗，耐汽油等。通常有醇酸面漆，丙烯酸面漆和丙烯酸聚氨酯面漆等。
1.3 专用车涂料的配套
表1：我国专用车车身涂层的常见配套方案
配套方案 | 涂料类别 | 涂料名称 | 干燥方式 |
配套一 | 底漆 | 醇酸防锈漆 | 自干 |
面漆 | 醇酸磁漆 | 自干 | |
配套二 | 底漆 | 环氧酯防锈漆 | 自干 |
面漆 | 丙烯酸磁漆 | 自干 | |
配套三 | 底漆 | 环氧防锈漆 | 自干或者80℃30分钟 |
面漆 | 丙烯酸聚氨酯磁漆 | 自干或者80℃30分钟 | |
配套四 | 底漆 | 环氧防锈漆 | 自干或者80℃30分钟 |
中涂 | 丙烯酸聚氨酯中间漆 | 自干两小时能打磨 | |
面漆 | 丙烯酸聚氨酯磁漆 | 自干或者80℃30分钟 |
配套一：适用于厢式车、仓栅式汽车等，漆膜总厚度60μm以上，在C2-C3环境下使用两年以上。
配套二：适用于厢式车、仓栅式汽车等，漆膜总厚度60μm以上，在C2-C3环境下使用三年以上。
配套三：适用于自卸车、环卫车辆、罐式汽车等，适合在沿海和潮湿环境下使用，漆膜总厚度90μm以上，在C3-C4环境下使用3年以上。
配套四：适用于环卫车辆、罐式汽车和特种车辆等，适合在沿海和潮湿环境下使用，漆膜总厚度120μm以上，在C3-C4环境下使用5年以上。
1.4 专用车涂装现状
1.4.1 基材的表面处理包括除锈处理、除油处理
除锈处理：用喷丸或喷砂等方式，彻底去除基材表面上的锈蚀、毛刺、焊渣等缺陷；喷砂除锈后的钢材表面，除锈等级应达到GB/T8923-1988中的Sa2.5级，表面粗糙度Ra（12.5-50）μm；经手工或动力工具除锈后的钢材表面，除锈等级应达到GB/T8923-1988中的St3级.车体除锈合格后，用洁净的高压风将全车吹扫，将打磨脱落的灰尘、锈迹等除干净。
除油处理：用棉纱或毛巾蘸汽油或溶剂将待漆表面连续擦洗二遍，清除车身上的油污、手指印等。
1.4.2 涂装质量要求
各项质量技术指标符合GB/T 13492-1992《各色汽车用面漆》和GB/T 13493-1992《各色汽车用底漆》，或者达到各车辆厂的技术指标。漆膜与基材之间附着力牢固，不能剥离或脱落；各道漆膜干膜厚度达到设计要求，硬度适中；无露底流挂、桔皮、针孔等弊病，漆膜颜色光泽均匀一致，整体效果协调美观。
2、水性涂料的概念
2.1水性涂料分类
水性涂料是以水作为介质的涂料。根据成膜物在水中的分散状态，通常将水性涂料分为三类：水溶性涂料、水分散性涂料和乳液型涂料。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以水溶性醇酸树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、电泳涂料以及无机高分子水性树脂等为代表；水分散涂料主要是指以乳液为成膜物配置的涂料。乳液是指在乳化剂存在下，在机械搅拌的过程中，单体在一定温度条件下聚合而成的小粒子团分散在水中组成的分散乳液。主要有乳化乳胶涂料、聚合乳胶涂料、水溶胶涂料等[3]。
2.2 水性涂料的优缺点
水性涂料对底材处理要求高，不能有油污等，对设备有腐蚀，需使用不锈钢及塑料制品，对环境（温度，湿度）要求较严格，表干、实干较慢，甚至需要烘烤。水性涂料虽然存在诸多问题，但通过涂料的改进及涂装工艺、环境、设备等方面技术的不断提高，有些问题在工艺上得到防止，有些通过配方本身得到改善和提高。随着水性涂料技术的进步，性能已达到或超过溶剂型涂料水平[4]。
相比传统的溶剂型涂料，水性涂料溶剂由有机溶剂换成水，降低了有机溶剂对环境的污染。消除了施工时的火灾危险性，水性涂料仅采用少量低毒醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件。一般的水性涂料的有机溶剂在15%以下，对降低污染节省资源效果显著[5]。
2.3 专用车水性涂料质量要求
各项质量技术指标符合HG/T 4570-2013《汽车用水性涂料》；或者达到各车辆厂的技术指标。漆膜与基材之间附着力牢固，不能剥离或脱落；各道漆膜干膜厚度达到设计要求，硬度适中；无露底流挂、桔皮、针孔等弊病，漆膜颜色光泽均匀一致，整体效果协调美观。
2.4 专用车水性涂料的建议配套方案
表2：专用车水性涂料的建议配套方案
配套方案 | 涂料类别 | 涂料名称 | 干燥方式 |
配套一 | 底漆 | 水性防腐底漆 | 自干或者80℃30分钟 |
面漆 | 水性防腐面漆 | 自干或者80℃30分钟 | |
配套二 | 底漆 | 水性环氧防锈漆/水性防腐底漆 | 自干或者80℃30分钟 |
面漆 | 水性丙烯酸聚氨酯面漆 | 自干或者80℃30分钟 | |
配套三 | 底漆 | 水性环氧防锈漆 | 自干或者80℃30分钟 |
中涂 | 水性环氧中间漆 | 自干两小时能打磨 | |
面漆 | 水性丙烯酸聚氨酯面漆 | 自干或者80℃30分钟 |
配套一：适用于厢式车、仓栅式汽车等，漆膜总厚度60μm以上，在C2-C3环境下使用两年以上。
配套二：适用于自卸车、环卫车辆、罐式汽车等，适合在沿海和潮湿环境下使用，漆膜总厚度90μm以上，在C3-C4环境下使用三年以上。
配套三：适用于环卫车辆、罐式汽车和特种车辆等，适合在沿海和潮湿环境下使用，漆膜总厚度120μm以上，在C3-C4环境下使用五年以上。
3、专用车应用水性涂料涂装展望
3.1水性涂料应用的政策因素
国家层面上，确实也在不遗余力的推广水性涂料，各种政策支持十分给力。2017年8月份，环保部原则上通过了《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》，更是明确提出在集装箱制造、汽车制造、家具制造、船舶制造、工程机械制造、钢结构制造等工业涂装领域，在建筑装饰、汽车修理等生活领域重点推广使用或者试点推行水性涂料。这可以说是在全面打压传统溶剂型涂料，推动发展水性涂料。
7月3日，国务院发布关于《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的通知，为加快改善环境空气质量，打赢蓝天保卫战，研究将VOCs纳入环境保护税征收范围。制定排污许可管理条例、京津冀及周边地区大气污染防治条例。2019年底前，完成涂料、油墨、胶黏剂、清洗剂等产品VOCs含量限值强制性国家标准制定工作，2020年7月1日起在重点区域率先执行。
3.2 水性涂料应用的难点
水性工业漆和溶剂型相比，成膜过程对水性涂料的性能起着更加关键的作用，这是因为：1、水性涂料的成膜过程需要额外的几个步骤，即水分蒸发、漆基聚结、官能团反应（如果有）；2、水的蒸发热（蒸发所需能量）比一般溶剂都高；3、湿漆膜中水分与钢材长时间接触有引起闪锈的危险。4、由于水性漆含水，低温会破乳和结冻，导致涂料或涂膜失效。 因而，水性漆的贮存温度不能低于5℃；水性漆涂装时，底材表面温度不宜低于10℃，环境相对湿度不宜低于75%。因而，水性工业漆施工时的温度、相对湿度和通风的控制显得更加重要。甚至在运输和贮存过程中因防冻就需要采取特别措施。我国南方湿热多雨，北方冰霜期长，满足水性防腐蚀涂料施工的良好气候条件的时间窗口不多。水性涂料对底材处理要求更高高，不能有油污等，对设备有腐蚀，需使用不锈钢及塑料制品，对环境（温度，湿度）要求较严格，表干、实干较慢，甚至需要烘烤。还应设置针对水性漆的废渣和污水处理系统。
因而，对于应用端企业来说，不对原有的溶剂型涂料涂装线进行改造，期望简单地将涂料由油漆换成水性就能正常使用，这是不可能的事情。涂料制造商应加强水性漆的应用性研究，并对客户加强这方面的宣全和引导，尽可能为水性工业漆的成功应用创造条件。在大气污染防治日益严格的情况下，有条件油改水的，应尽量实施[6]。
4、五羊专用车水性涂料
4.1 水性底漆
4.1.1水性防腐底漆
采用环保无毒的防锈颜料（磷酸锌、偏硼酸钡、三聚磷酸铝、铁红）和特殊改性水性树脂复配而成；是一种低VOC含量的单组份自干底漆。干燥速度快，防腐性能好。
4.1.2水性环氧底漆
采用环保无毒的防锈颜料（磷酸锌、偏硼酸钡、三聚磷酸铝、铁红）和环氧树脂乳液，再配合改性胺类固化剂；是一种低VOC含量的双组份水性环氧树脂漆。与基材附着力良好，同时具备良好的耐水、耐盐雾性，防腐性能优异。
4.2 水性中涂
水性环氧中间漆：采用环保无毒的屏蔽性颜填料和环氧树脂乳液，再配合改性胺类固化剂；是一种低VOC含量的双组份水性环氧树脂漆；具有良好的附着力、封闭性能及耐磨性，与后道漆具有良好的层间结合力。
表3：五羊水性底漆和中间漆产品的技术指标
项目 | 指标 | ||
水性防腐底漆 | 水性环氧底漆 | 水性环氧中间漆 | |
在容器中状态 | 搅拌后均匀无硬块 | ||
细度（μm）≤ | 40 | 40 | 30 |
贮存稳定性（40±2℃）7d 沉降性/级 ≥ | 8 | ||
干燥时间 表干min ≤ | 60 | 30 | |
实干 h ≤ | 24 | 24 | |
附着力 画圈/级 | 1 | ||
耐冲击性cm | 50 | ||
弯曲实验mm | 2 | ||
杯突试验 mm ≥ | 5 | 4 | |
VOCs（g/L） ≤ | 150 | ||
闪锈抑制性 | 正常 | ||
耐盐雾性（168h） | 划痕处单向锈蚀≤2.0mm，未划痕区无起泡、生锈、开裂、剥落等现象 | — | |
注：中间漆的划格试验和杯突试验是对底漆+中间漆复合涂层的测试结果 | |||
4.3 水性面漆
4.3.1水性防腐面漆
采用进口金红石型钛白粉，高性能的有机颜料和特殊改性水性树脂复配而成；是一种低VOC含量的单组份自干面漆。干燥速度快，光泽度高，储存稳定性好，防腐性能较优，装饰效果好。
4.3.2水性丙烯酸聚氨酯面漆
采用进口金红石型钛白粉，高性能的有机颜料和特殊改性水性树脂复配而成，另一组份为进口的脂肪族异氰酸酯，是一种低VOC含量的双组份自干面漆。具有高光泽，高硬度，具有良好的装饰效果，耐候性好，耐化学品性能优异。
表4：五羊水性面漆产品的技术指标
项目 | 指标 | |
水性防腐面漆 | 水性丙烯酸聚氨酯面漆 | |
在容器中状态 | 搅拌后均匀无硬块 | |
细度（μm）≤ | 20 | |
贮存稳定性（40±2℃）7d 沉降性/级 ≥ 贮存前后细度变化/μm ≤ | 8 | |
5 | ||
干燥时间 表干h ≤ | 2 | 1 |
实干 h ≤ | 24 | 24 |
附着力 画圈/级 | 1 | |
耐冲击性cm | 50 | |
弯曲实验mm ≤ | 2 | |
杯突试验 mm ≥ | 3 | |
铅笔硬度（擦伤） | B | HB |
VOCs（g/L） ≤ | 150 | 80 |
闪锈抑制性 | 正常 | |
光泽（60°角） ≥ | 80或商定 | 90或商定 |
耐温变性（8次）（-40±2℃）/1h，（60±2℃）/1h为一循环 | 无异常 | 无异常 |
耐水性（240h） | 无异常 | 无异常 |
耐酸性（0.05mol/L H2SO4,24h） | 无异常 | 无异常 |
耐碱性（0.1mol/LNaOH,24h） | 无异常 | 无异常 |
耐油性（SE 15W-40机油，24h） | 无异常 | 无异常 |
耐汽油性（93#汽油，6h） | 无异常 | 无异常 |
耐盐雾性 | （360h）后划痕处单向锈蚀≤2.0mm，未划痕区无起泡、生锈、开裂、剥落等现象 | （500h）后划痕处单向锈蚀≤2.0mm，未划痕区无起泡、生锈、开裂、剥落等现象 |
耐湿热性（240h） | 无起泡、生锈、开裂现象，变色≤1级 | 无起泡、生锈、开裂现象，变色≤1级 |
耐人工气候老化性 | （500h）后无粉化、起泡、脱离、开裂现象，变色≤2级，失光≤2级 | （800h）后无粉化、起泡、脱离、开裂现象，变色≤1级，失光≤2级 |
注：划格试验、杯突试验、耐温变性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐油性、耐汽油性、耐盐雾性、耐湿热性和耐人工气候老化性是对复合涂层测试的结果 | ||
5、结语
虽然水性涂料在环保方面占有优势，但是水性涂料也存在一些需要攻克的难关，比如：成本相对于溶剂型涂料来说有所增加，对施工环境要求较高，温湿度的控制要求更为严格，对施工设备要求比较特殊，对操作者的操作技能要求更高。相对溶剂型涂料来说，虽然水性涂料单价成本略有上升，但水性涂料VOC含量低，涂料施工过程中不易爆易燃，在安全性上更加具有优势，其他如漆雾处理、设备清洗等问题也要比溶剂型涂料简化很多，企业运行成本大大降低。随着涂料消费税的征收，水性涂料的优势越来越明显，节能减排是我国环保的重点，也是世界发展的趋势。随着科技的不断进步，涂料工作者不断的探索与创新，施工环境的不断完善，相信在不久的将来，专用车涂料涂装会成为下一个全面水性化的领域。
参考文献
[1]王锡春,李文刚. 汽车用水性涂料的特征及其涂装技术[J].上海涂料，2012，50（6）
[2]韩林. 专用汽车发展分析与对策研究[J].专用汽车， 2005（5）
[3]涂伟萍. 水性涂料（M），北京：化学工业出版社，2005:1---10
[4]商彦章. 水性涂料在商用车上应用前景广阔[J].商用汽车， 2013（1）
[5]乐惠明. 水性涂料在汽车涂装中的应用[J].上海涂料， 2010（3）
[6]十头鸟张斌. 水性工业漆推广应用的瓶颈究竟在哪里？ 微信公众号：工业涂料工程师2017（3）
摘自《首届（2018）专用车绿色涂装发展论坛论文集》
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