董建峰
（中车山东机车车辆有限公司，济南 250022）
摘要：水性漆在当前货车生产中应用较为广泛，是一种新型环保材料。通过对水性漆性能、施工条件的分析研究，介绍了水性漆涂装的注意事项和施工工艺，通过控制油漆存储环境、涂装前表面清洁度、喷涂用压力、枪距、烘干条件等可有效保证水性漆施工质量，实现货车全面批量使用水性漆。
关键词：水性漆:涂装:施工工艺
0 引言
随着我国全民环保意识的提升以及环保法律、法规的颁布实施，货车涂装在保证防腐蚀性能、外观性能、施工性能的同时，正朝着降低挥发性有机物（VOC）排放的方向发展。由于水性漆的稀释剂主要成分是水，与溶剂型漆相比最大的优点是VOC排放大大降低，目前我公司采用的水性漆经第三方检测VOC含量在50mg/m³以下。水性漆VOC含量低，对环境和人体伤害很小，同时水性漆喷涂后产生的废渣为一般工业垃圾（水性漆漆渣不在危废明细中），经第三方专业部门检测有害物质为0。为贯彻落实《中国中车生态保护污染防治攻坚战三年行动方案》中车货车产品所有企业全面推广使用水性漆的要求，我公司结合近年来水性漆使用及现有喷涂实际情况，根据水性漆使用的要求，从水性漆的应用、喷涂装备及设施、喷涂工艺、人员、运输、储存进行梳理汇总，对存在的问题制定有效的措施，全面推进水性漆使用。2019年已全面实现配件和整车水性漆的批量应用。
1 现状情况
目前，我公司铁路货车涂装采用工艺过程主要包括：板材、型材表面抛丸处理，板材、型材表面自动喷涂预处理底漆，钢结构整车喷涂底漆，钢结构整车喷涂面漆。预处理底漆采用的是可焊性水性环氧类丙烯酸预处理底漆，整车采用的是水性丙烯酸防锈底漆和水性丙烯酸面漆，配件喷涂采用底面合一的水性丙烯酸面漆。我公司已经从预处理底漆、配件用油漆、整车用底漆到整车用面漆均采用水性漆。水性漆是一种以水为稀释剂、挥发性有机溶剂含量很低、符合环保标准的油漆，不含甲醛、苯类化合物等对人体有害的物质。具有较高的推广性和适用性。水性漆喷涂后光泽、饱满度与溶剂型漆的相当，韧性较油性漆好，耐盐雾性能更佳。水性漆的优点主要是环保无污染，防腐性能好。因其以水作为溶剂，基本无异味，无有毒有害物质，废气过滤简单， VOC自然排放就能检测达标，废渣为一般工业垃圾，大大减少了对环境的污染，降低了VOC处理成本和危废处理成本。水性漆无闪点要求，运输使用更安全。水性漆使用的涂装工具都可以用清水直接清洗，不存在危废，极其方便、环保、安全、节能。水性漆有较强的附着力，不易脱落，能够满足我公司现有产品使用的板材型材材质涂装要求。水性漆的使用符合中车的企业理念（双打造一培育）和我公司高质量发展的需要，实现绿色企业的目标。水性漆的缺点主要是：水性漆在施工过程中会受到环境温度、湿度、表面清洁度的影响，水性漆对于基材表面的清洁度(Sa2.5)要求较高，如果清洁度不能达到标准，水性漆涂出的效果会受到很大影响，出现局部起皮、附着力差等缺陷。如果环境温度低于10°，湿度大于75%，水性漆的效果也会受到很大影响，相对湿度大于75%时，水性漆的干燥时间长，容易出现闪锈、流坠、漆膜厚度不均匀等缺陷，低于0 ℃水就会结冰无法喷涂。据了解，中车内部企业大多数已经实现配件和整车批量使用水性漆，水性预涂底漆还在试用阶段。我公司在2019年已全面推行水性漆批量应用，本文就水性漆在使用过程中遇到的问题加以分析，制定相应措施来推广使用水性漆。
2 涂装注意事项
2.1 水性漆存储
水性漆存储需在5 ℃以上，水性漆的运输存储在冬季需要做好防护和保温。水性漆存储库需要安装空调类装备保证温度能够控制在10～30 ℃，安装除湿机类装备控制相对湿度在75%以下。在冬季环境温度低于10 ℃时，施工用水性漆需要提前2 h送入调漆间，调漆间温度应高于10 ℃，保证喷涂前水性漆自身温度能够达到10 ℃以上。
2.2 涂装环境
最佳的涂装环境是温度10～30 ℃，相对湿度在75%以下，保证喷漆室内有良好的通风，手工喷涂风速一般在0.25～0.30 m/s，喷漆房良好的通风条件有利于水气快速流通，补充新鲜空气进入，降低空气湿度。喷漆间的光照度应大于300 lx，重点部位应大于500 lx，有利于操作者观察和补漆。如果喷漆间的喷涂温度、湿度、风速、光照度发生变化就会影响车辆喷涂后的效果，容易出现橘皮、流挂、针孔、漏涂等缺陷，影响喷涂质量。
2.3 喷涂前车体表面清洁度控制
铁路货车主要采用的是板材、型材组焊结构，涂装工艺为：抛丸预处理→自动喷涂预处理底漆→涂水性底漆→喷涂水性面漆。水性漆对基材表面的清洁度要求比溶剂型漆更高，更为敏感，需要在喷漆前做好车体的清洁工作。我公司大部件流转过程中采用磨光机、抛光机、干布等对大部件及整车焊缝、焊缝周边焊烟、飞溅以及烧伤部位的预处理底漆进行打磨，在整车喷涂前设置专门的清理台位，采用与水性漆相配套的中性清洗剂对整车的灰尘、油污等进行清理，并用干布擦拭干净，保证车体整洁度达到sa2.5级以上要求。
2.4 涂装工艺
温度低于10 ℃，相对湿度大于75%时，水性漆喷涂需采用“预热→喷涂底漆→喷涂面漆”的工艺。基材温度对于水性漆的喷涂、干燥及固化有着直接的影响，特别是基材温度低于5 ℃时，会直接影响水性漆的喷涂质量和干燥时间，容易出现流坠、不干等缺陷，低于0 ℃无法进行喷涂。喷涂环境温度小于10 ℃，相对湿度大于75%时，也会影响水性漆的喷涂质量和干燥速度，容易出现流坠、不干、针孔等缺陷。因此，钢结构整车喷涂前基材温度应≥5 ℃，喷漆环境温度大于10 ℃，相对湿度应小于75%。当车体温度低于5 ℃时，喷漆前整车需要先预热至40～60 ℃，预热时间10～20 min。当基材温度高于5 ℃，喷涂环境温度10 ℃以上，相对湿度小于75%时再进行喷涂。当环境温度低于10 ℃时，涂装后会影响水性漆的漆膜质量和干燥时间，所以底漆喷涂完、面漆喷涂完均需进行烘干。一般烘干温度在60～90 ℃，烘干时间为40～60 min。
2.5 水性漆喷涂过程中缺陷的处理
水性漆喷涂前应对不易喷涂的部位进行预涂，然后再按照“先上后下，先难后易”的原则进行涂装。涂装过程中难免出现流坠、漏涂、油漆颗粒、涂装不均匀等缺陷，如果干燥后处理，会留下一个疤痕或油漆处理过的痕迹，很不美观。所以油漆缺陷在涂装过程中进行处理是有必要的，油漆缺陷处理采用不易掉毛的羊毛刷（柔软、不掉毛、吸水性强），在缺陷处轻轻荡平，等表干后再薄喷一遍进行覆盖，可以有效处理喷涂过程中的喷涂缺陷。
2.6 涂装设备、工具
喷漆管路、喷漆泵、搅拌桶等与油漆接触的设备、工具均应采用不锈钢材质，由于水性漆以水为稀释剂，如果喷漆管路、喷漆泵、搅拌桶等为普通材质，在喷漆后，停工过程中容易出现锈，再次喷涂就会影响喷漆效果，造成堵枪、喷漆压力、流量不均匀等问题，同时也降低喷漆设备工具的使用年限。
2.7 水性漆调配
水性漆调漆要严格按照厂家说明书中配比要求进行。一般水性漆和水的质量比为100∶10，油漆黏度（涂-4杯）控制在100s左右，采用风动搅拌机进行搅拌，搅拌时间为5 min，搅拌后静置10 min让水性漆充分融合。同时采用100目以上的过滤网过滤，保证油漆的细度，将漆渣及大型颗粒过滤掉。如果不过滤，喷涂过程中会出现点枪现象，车体留下漆点或喷涂后漆膜上有颗粒状物，影响涂膜外观。采用底漆喷涂和面漆喷漆，每遍油漆厚度40～50 μm，总厚度控制在80～100 μm，底漆和面漆间隔时间一般为20 min。
3 水性漆的施工工艺
1)采用专用开桶器开桶后，将油漆倒入不锈钢搅拌桶中，用风动搅拌器搅拌5 min至均匀，按试板喷漆情况及油漆配比要求加入3%~10%去离子水（无20μm以上泥沙等颗粒物），搅拌均匀，然后静置10 min让水性漆充分融合。调整黏度（涂-4杯）至80~100 s，并做好施工黏度详细记录。
2）确定车体清洁度Sa2.5合格后，进行水性漆涂装，采用60∶1的无气喷涂机（固瑞克喷漆泵），将空气压力调整到0.3～0.4 MPa，喷枪喷嘴直径为2.0mm，进行整车车体底漆喷漆和面漆喷涂，喷涂先进行预涂，然后再按照“先上后下，先难后易”的原则进行涂装，底漆和面漆间隔时间一般为20 min，每遍油漆厚度40～50 μm，总厚度控制在80～100 μm。喷涂完底漆后、喷涂面漆前进行油漆缺陷检查，确保无漏涂、流坠、漆渣、颗粒物、针孔等缺陷，如果发现漏涂、流坠、针孔等缺陷现象，必须要及时采用小型空气喷枪进行补涂漏涂、针孔等部分，采用软毛刷荡平流坠。面漆喷涂与底漆相同，喷漆完成后检查油漆缺陷，确定合格后再进入下一道工序。
3） 喷嘴与待喷涂表面的距离以300～500 mm为宜，喷嘴中心线与待喷涂表面相互垂直，喷枪运行的方向要始终与待喷涂表面平行，以保证涂层的均匀性。喷枪运行速度应均匀平稳，以300～400 mm/s为宜，相邻两条漆带应覆盖50 mm左右。不得进行点射喷涂，防止出现局部漆膜过厚、流坠等现象。不得斜侧面大角度、大距离喷涂，防止出现漆雾飞散，出现大面积漆雾或颗粒，影响漆膜外观。
4）我省在11月份到3月份时环境温度平均低于10 ℃，涂膜需要进行烘干，4月份到10月份允许采用自然晾干，可根据喷漆环境温度、湿度及生产节拍进行调整，既能满足喷涂质量要求，又能满足节能的要求。当环境温度低于10 ℃、相对湿度大于75%或遇到阴雨天时车体涂装后需要进行烘干，烘干温度控制在60～90 ℃，烘干时间为40～60 min。
5）漆膜厚度应采用QNIX8500干膜测厚仪进行检测，涂层厚度检查应按测量单元进行。车顶、一位端墙、二位端墙、一位侧墙、二位侧墙、车体内部各算作一个单元。在每个单元中任测5个点，各点间距应大于1 m，所测量结果符合下列情况之一者为合格：① 5点均达到规定厚度100μm；② 4点达到规定厚度100μm，有1点不低于规定厚度的80％（80μm）；③ 3点达到规定厚度100μm，有2点不低于规定厚度的90％（90μm）。对不合格的单元进行局部或全部补涂，补涂干燥后重新测量，直至合格，修补区域与周围区域涂层的交界叠加应平滑。
6）漆膜外观质量要求：表面无漏涂、气孔、裂纹以及明显的流挂和起皱，面漆颜色与规定颜色无明显差异，涂层表面存在质量缺陷时，应根据缺陷的种类、范围大小和严重程度，进行修整或返工。
4 结语
水性漆替代溶剂型漆是油漆涂装发展的重要方向和趋势。随着人们环保意识的加强、国家环保法律法规的完善、社会的进步，水性漆已经在铁路货车涂装中得到全面的推广应用，并取得了较好的效果。涂装工在进行水性漆喷涂时，要根据水性漆自身的特点合理地进行施工，按照水性漆的工艺流程，把握喷涂过程中的工艺特点，以达到节能、环保、提高其性能和外观质量的效果，从而让水性漆的特点得到最大程度地发挥，保证其应用的科学合理性。
（详情见《现代涂料与涂装》2020-1）
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