禹汉文 张玉国 许奕祥 谢唯
（广州擎天材料科技有限公司 广州510860 ）
摘要：介绍了电梯梯门用水性氨基烤漆的配方设计思路,并对水性氨基烤漆的静电喷涂工艺进行了探讨。
关键词：电梯 梯门 水性涂料 静电喷涂
引言
电梯的梯门大多使用两种材质：一种为不锈钢，另外一种是碳钢。不锈钢依靠其表面形成的一层极薄而又坚固细密的稳定的富铬氧化膜（防护膜），能够防止氧原子继续渗入氧化，而获得比较优良的抗锈蚀能力；而碳钢材质加工后如果不及时涂覆防腐蚀涂膜，将会很快受到水汽的影响，产生严重的锈蚀。业内大众化梯门产品一般采取粉末涂装予以防护，但是粉末涂料具有与液体涂料不足的方面，主要有：首先外观不如液体涂料好，且对于颜色的调配不如液体涂料灵活多变；其次，金属闪光涂料的金属质感远远达不到液体涂料的效果。因此在电梯梯门涂装作业中液体涂料一直与粉末涂料共存，随着环境保护以及绿色生态发展要求，很多电梯生产企业已经采用了水性氨基烤漆来取代以往的溶剂型涂料。
由于电梯梯门是批量化自动线生产，生产企业采用静电喷涂的涂装方式，水性涂料采用水作为稀释剂，液体容易导电，所以供漆系统以及静电喷枪均要更换为相应阻抗级别，此工作一般由专业的喷涂设备厂家调试完成。
1 电梯用水性氨基烤漆的配方研究
1.1 配方设计思路
水性氨基烤漆主要有几类：水溶性聚酯/丙烯酸树脂氨基烤漆；水性聚氨酯氨基烤漆；水性丙烯酸乳液氨基烤漆。通过实验验证与对比，水性聚氨酯氨基烤漆体系成本偏高，某些性能达不到要求；丙烯酸乳液氨基烤漆在生产操作、耐化性能以及静电吸附效果等方面不如水溶性聚酯/丙烯酸树脂氨基烤漆，经过综合评价，选择水溶性聚酯/丙烯酸树脂氨基烤漆作为基础体系。
碳钢底材需要涂膜提供很好的防腐蚀能力，通过实验验证，以三聚磷酸铝搭配磷酸锌可以起到较好的耐盐雾性能。
考虑到生产作业便利性、产品储存性以及环保要求，
选择以少量的二乙二醇丁醚作为成膜助溶剂以满足施工要求。
1.2 水性氨基烤漆底漆配方
经过实验验证，最终制定出水性氨基烤漆配方，如表1。
表1 水性氨基烤漆配方
1.3 水性氨基烤漆面漆漆配方
面漆配方与底漆配方大致相同，只是在防锈颜料上有所增减。
2、电梯用水性氨基烤漆的产品性能
通过制板检测，性能如表2所示。
表2 产品性能
检测项目 |
预期指标 |
检测方法 |
原漆外观 |
粘稠液体无结块现象 |
自测 |
粘度（涂-4杯，25℃）/s |
120-180 |
GB/T 1723-1993 |
细度/um |
≤20 |
GB/T 1724-1998 |
PH |
8.0-8.5 |
GB/T 8538.7-1987 |
固体含量 （105℃X3h）/% |
60±5 |
GB/T 1728-1989 |
干燥条件 |
（160-170）℃，20min |
GB/T 6751-1986 |
柔韧性/mm |
1 |
GB/T 1731-1993 |
硬度（铅笔法） |
≥1H |
GB/T 6739-2006 |
冲击强度（kg.cm） |
50 |
GB/T 1732-1993 |
附着力（划圈法）/级 |
≤1 |
GB/T 9286-1998 |
耐水性（40℃x240h） |
无明显气泡 |
GB/T 1733-1993 |
耐酸性（0.1NH2SO4） |
120h无明显起泡，脱落，允许轻微变色 |
GB/T 9274-1988 |
耐碱性(0.1NaOH） |
120h无明显起泡，脱落，允许轻微变色 |
GB/T 9274-1988 |
耐溶剂 |
1.0kg工业酒精，200次无伤痕，脱色 |
GB/T 23989-2009 |
耐候性 |
＞400h（QUV）,失光少于20%，色差在1.0内 |
GB/T 1865-2009 |
耐中性盐雾/h |
≥120 |
GB/T 1771-2007 |
耐中性盐雾/h （复合涂层） |
≥240 |
GB/T 1771-2007 |
3、电梯用水性氨基烤漆的施工工艺
电梯梯门兼具防腐蚀性以及装饰性，所以一般会有不锈钢（原质感，无需喷涂）、色漆以及金属闪光漆等效果，一次喷涂很难兼顾功能与装饰性，因此大多采取复合涂层涂装方式。考虑到大批量流水线生产，湿碰湿静电涂装方式是最经济最有效的。
3.1电梯用水性氨基烤漆的施工工艺流程（实色漆）
3.2电梯用水性氨基烤漆的施工工艺流程（金属闪光漆）
4、电梯用水性氨基烤漆的应用探讨
4.1 静电喷涂原理以及技术参数
静电喷枪头为高压静电发生器,作为阳极；被喷涂件及流水线作为阴极,静电喷枪头与被喷涂件之间存在着很大的电场力。喷涂施工时,压缩空气吹出的涂料带电液滴在高压电场的作用下飞向阴极被涂件,并被牢固地吸附在被涂件上。通过静电吸附，带正电的涂料液滴甚至能够被吸附到喷涂件的背面,大大提高了涂料的利用率,这种情况在普通的空气喷涂中是不能达到的。
水性涂料静电喷涂技术参数
电压：70~90kV,
电流：50~100mA,
喷涂黏度：20~30s(涂4号杯),
漆液的体积电阻率：2~20MΩ·cm,
输漆量：150~250mL/min,
喷涂空气压力：0.15~0.2MPa,
扇形空气压力：0.15~0.2MPa,
枪距：200~250mm，
雾幅：250~350mm。
4.2 水性涂料静电涂装的特点
水性涂料静电涂装与溶剂型涂料静电涂装比较，主要有以下不同：
（1）水性涂料本身就是导电液体，所以水性静电喷枪必须更换为更高绝缘级别的专用水性喷枪，供漆系统同样需要做好绝缘保护。
（2）溶剂型涂料静电喷涂的上漆率与涂料的电阻率以及溶剂的挥发效率有最直接的关系，而水性涂料的上漆率则大多取决于涂料体系以及助溶剂和环境湿度的影响。
（3）溶剂型涂料湿碰湿工艺允许底漆残留部份溶剂，水性涂料湿碰湿则对底漆的溶剂残留要求较高（水性涂料应该理解为水份），只有水份挥发完才不会受到面漆影响，这在以水性金属闪光漆为底色漆，油性罩光清漆为面漆时更加明显。
（4）水性涂料静电涂装对湿度的影响远远大于对温度的影响，湿度太高时甚至会影响正常生产，因此，为保证涂装产品品质一致，一般都会要求喷涂线采取恒温恒湿的控制方式。
4.3 水性涂料湿碰湿涂装工艺（2C1B）
溶剂型涂料因为不同溶剂具备不同的挥发速度，通过选择不同沸点的溶剂和调整溶剂的配比可以达到表干较快，很容易实现复合涂层的湿碰湿工艺。水性涂料因为采用水作为载体，挥发受到环境湿度以及温度的影响很大，添加成膜助溶剂一来作用不如溶剂型涂料中明显，二来有违环保涂料低VOC的原则，因此只能在树脂选择、颜基比等方面考虑，适当结合必要的助溶剂来达到快速表干的目的，同时在底漆流平段加入红外干燥的方式来对底漆闪干，促进底漆漆膜中的水分挥发。
传统两喷两烘工艺（2C2B）与湿碰湿工艺（2C1B）的对比如表3所示。
表3 2C2B与2C1B工艺对比
从表3可以看出，经过调整，湿碰湿工艺完全能够达到两喷两烘工艺涂装产品的外观与性能，而且在能耗方面以及VOC排放上降低了大约50%，然而生产效率却大幅度提高100%以上，目前已经在汽车涂装、摩托车涂装等很多行业推广试用。
4.4 水性涂料静电涂装中的常见问题
水性涂料静电涂装中的常见问题主要有：缩孔、边角效应、漆膜上漆率（膜厚）、流挂、起泡等，引起问题的主要因素以及解决办法与溶剂型涂料基本相同，在此不再详述。
5、结语
通过现场验证以及配方调整，水性氨基烤漆能够很好的适应静电喷涂，而且同样能够满足湿喷湿以及水性罩光等喷涂工艺；经过检测，性能与溶剂型氨基烤漆相当。目前已经成功的应用于HITACHI电梯梯门的防护与涂饰！
文章发表于《涂料技术与文摘》2015年 第12期，转载仅供科学普及和知识分享。
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