浅析铁路机车采用水性漆涂装工艺及设备要求

任 斌¹，焦 杨¹，吕崇伟¹，王爱民²

 （1.神华铁路货车公司沧州分公司，沧州 061113 2.山西华豹涂料有限公司，太原 030032）

摘要：本文通过介绍水性漆及其优点，根据其特性以及与传统油漆在施工方面的区别，简述了铁路机车检修时采用水性漆涂装在涂装工艺、涂装设备、施工环境等方面的要求，并提出相应参考建议。

关键词：铁路机车；水性漆；涂装工艺；涂装设备

1、引言：

随着人们对健康和环保的重视以及涂料行业的技术发展，水性漆作为一种革命性的环保涂料，已经被广泛的应用于房屋建筑、家具制作、室内装修、工业工程等领域，但是目前在国内铁路机车检修行业，仍然采用的是传统油漆进行涂装，传统油漆在环境、仓储、运输、施工、废弃物处理及人身安全等方面都存在着诸多弊端，近来来，一些工厂油漆中毒和油漆着火、爆炸等事故频频发生，水性漆的出现，弥补了传统油漆在环保、安全和职业健康方面的缺点，因此采用水性漆涂装、升级涂装工艺是以后机车检修行业涂装发展的方向和趋势。

2、水性漆及其优点

水性漆是一种以高分子树脂为基材，在生产中以水为溶剂、在施工中用水稀释的新型涂料。水性漆属于环保型涂料，相对于传统溶剂型涂料，具有以下特点：

2.1、水性漆以水作溶剂，节省了大量的能源；水性漆消除了施工时的火灾危险性；VOC含量低，降低了对大气污染；水性漆仅含有少量低毒性醇醚类有机物，改善了作业环境条件。

2.2、水性漆对材质表面适应性好，涂层附着力强；水性漆涂装设备可用水清洗，节省了大量能源。

3、水性漆与传统油漆在施工时的区别

3.1、在传统的油性漆施工中，油性漆对于基材、涂装设备以及环境温度控制相对不是很严格，而且由于油性漆的产品组成本来就有溶剂的成分在里边，所以在涂装产品的基材表面有油污的情况下有一定的包容性，虽然影响性能但不易被发现，而水性漆却比较明显，在基材表面存在油污或者清洁度不达标时，施工后会直接显现出来缺陷和质量问题,这样不易存在质量隐患。

3.2、传统油漆含有大量的有机溶剂，有机溶剂闪点低，易着火、爆炸，油漆产生的漆渣易燃，属于危险废弃物，因此油漆对涂装厂房和设备的防火防爆等级要求较高，而水性漆自身有较强的防火、防腐和耐化学性能，对喷漆烘干房等设备设施的消防要求没有那么高。

3.3、油性漆在环境温度方面要求也相对较低，油性漆在低温下粘度会变稠但不会固化，而水性漆在温度低于0度时会产生结冰，所以不管是油性漆还是水性漆，要求施工环境温度都要控制在5度以上，低于这个温度进行施工都会对漆膜的质量造成影响。

4、铁路机车采用水性漆涂装工艺介绍

4.1铁路机车水性漆涂装工艺流程

4.2水性漆的施工工艺要点

4.2.1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涂料，除锈等级≥Sa2.5级，同时工件表面应无油污，所以机车车体及零部件前处理需要采用抛丸除锈和脱脂、水洗等工艺，并进行水份烘干，以保证工件表面的前处理质量。

4.2.2喷涂工艺

 喷涂采用底漆、面漆水性漆的工艺，底、面漆喷涂均在水旋式喷漆室内完成，漆雾去除率可以达到99.7%。采用高压混气静电喷枪和高压无气加空气辅助喷涂的方式，每次喷涂成膜厚度≤50μm，既提高了利用率，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%，以保证水性漆的喷涂质量。

4.2.3闪干及烘干工艺

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

5、与水性漆配套的涂装工艺及设备要求

5.1、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。另外还可以设置人工清理室，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。

5.2、除油

在水性漆涂装环节里，由于水的表面张力较高，机车车体及零部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。

5.3、喷漆

在喷漆室中喷涂水性漆时，水从液态变成水蒸气，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。

喷漆过程中需保持良好的通风，使涂装过程中产生的水气及时排走。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。

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缺陷的有效辅助措施。

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。

5.4、闪干

在喷涂过程中，水性漆的漆雾在到达基材之前，漆雾液滴中的挥发份主要是水，其挥发量比溶剂型涂料的挥发明显要少（一般20~30%，溶剂型涂料可达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。为防止含量大量水分的湿漆膜在蒸发前进入烘干炉，造成湿膜液坠、起泡等弊病，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，湿度一般不超过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。

5.5、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。

6、结束语

随着水性漆的全面应用及其研发技术的不断进展，水性漆的施工窗口会更加扩大，施工工艺也会随之更加成熟，在机车检修行业用水性漆替代油性漆进行铁路机车涂装已经是大势所趋，今后水性漆的应用会更加广泛。

参考文献

[1]曹京宜等编著.涂装表面预处理技术与应用.北京：化学工业出版社，2004.10

[2]GB14444-2006《涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定》

[3]耿耀宗，赵风清.现代水性涂料配方与工艺.北京：化学工业出版社，2004.5