杭叉集团股份有限公司 浙江省杭州市 311305
摘要：在社会经济发展中，由于环保意识淡薄，导致环境污染问题日益严重，不仅限制了经济的可持续发展，也给人们的健康造成了一定的威胁。涂装工作中通常会使用溶剂型涂料，其中的有机溶剂VOC具有一定的挥发性，这也是造成环境污染的主要原因。首先，挥发性有机化合物会与大气层中的物质产生化学反应，比如，汽车尾气排放物、氨、硫氧化物和氮氧化物等，出现粒径在2.5μm以下的可吸入颗粒物。其次，光化学烟雾、酸雨等也是由于VOC造成的。此外，空气中的氮氧化物会与挥发性有机化学物产生化学反应，促进臭氧的形成，给人类健康造成严重威胁，诱发各种疾病。水性漆环保涂料的应用，能够有效降低VOC的排放，避免各种有害物质的产生，达到保护环境的目的，同时也避免了对人体造成的损害。
关键词：水性漆；施工工艺；特点分析
1.水性漆简介
水性漆，又称水性涂料，是以水而不是传统的有机溶剂作主要溶剂或分散介质，其含水量约为20%～50%。以水为稀释剂，即水作为介质，不含有苯、甲醛、游离TDI等有毒重金属［1］。水性漆成分包括溶剂、树脂、颜料和添加剂等，其有机溶剂较低，在5%～15%之间，对降低污染节省资源效果显著。凡是把水作为溶剂或者分散介质的涂料都可以成为水性漆，按化学成分主要可分为丙烯酸树脂型、水性聚氨酯型、环氧树脂型、无机水性涂料、有机硅水性涂料等5类。按用途水性漆又可以分为水性防锈漆，水性钢构漆，水性木器漆，水性地坪漆等等。
2.水性漆施工技术特点
2.1油漆循环系统技术特点
由于水性漆的主要成分是水，所以水性漆循环系统使用的材料必须是不锈钢材料。油漆循环系统的设计和使用中最重要的要求就是要保证油漆不沉淀，所以适当的搅拌和运动是不可或缺的。但必须注意剪切力的控制，搅拌器过慢或输漆管路运动过慢会造成油漆沉淀，过快则会造成剪切力过大，使油漆加速老化、黏度降低，直接影响喷涂质量。还有，循环缸内的液位不能低于搅拌叶，循环管路内和调漆间室体的温差不能过大，管路内温度太高会造成循环缸内壁冷凝水太多，反之则会造成油漆结块。根据经验得知输漆压力控制在1.0～1.5MPa、背压压力控制在0.1～0.4MPa、管路温度和环境温度控制在22～26℃时能得到良好的产品质量。溶剂型清漆使用DIN-4杯测量并控制清漆黏度，但水性漆需使用旋转黏度仪测量黏度，传统的黏度杯测量值误差较大，最好是同时运用2种测量方法。
2.2喷房系统技术特点
水性漆喷房施工环境对喷涂质量有很大的影响，所以应满足以下条件：1）喷房亮度明亮且均匀；2）温湿度适宜；3）无灰尘；4）良好的供风系统；5）良好的文丘里除渣系统；6）完备的防火设备。根据以往经验，水性漆要得到良好的产品质量，需同时满足以下条件：1）照度应控制在750～1500lx；2）温度22～26℃为最佳，相对湿度55%～75%（65%最佳）；3）灰粒控制要求5μm的为1%，10μm的为0；4）手工段向下风速0.2～0.4m/s，自动段向下风速0.4～0.6m/s。水具有高导电性，所以喷涂水性漆和喷涂溶剂型漆所使用的自动喷涂系统也有很大的区别。
为了防止高压静电泄露至主循环管路，水性漆机器人内部使用柱塞泵代替齿轮泵，将喷漆回路与主循环管路断开，防止危险发生。目前上汽乘用车喷涂水性漆使用的是FANUCP-500型机器人，循环喷涂之间的冲洗时间大概为20s，旋杯转速一般控制在40～60kr/min，机器人工艺空气压力控制在（5.16～7.23）×105Pa。
2.3烘房系统技术特点
运用水性漆喷涂工艺的车间，中涂烘房开始段都会有一个预烘干的过程。在这个阶段温度会被升高到80℃左右，起到蒸发水分的作用，之后再将温度升高到170℃左右，使漆膜彻底烘干。之所以这样设计，是因为水性漆如果升温过快，会造成水分蒸发过快，而导致橘皮等缺陷的出现。水性色漆喷涂完成之后，需要通过闪干烘房进行脱水处理，才能完成“湿碰湿”的喷涂工艺。根据以往经验，色漆脱水率需控制在90％～95%之间，脱水过大会造成失光、发花、外观差等缺陷，脱水过低则会造成针孔等缺陷。
3.水性漆环保涂料在涂装中的应用
在涂装中应用水性漆环保涂料，需要对车身表面参数进行合理控制，并明确其工艺要求，保障涂装的效果，发挥水性漆环保涂料的最大效能。Ra≤0.35（cutoff2.5，cutoff即临界值，是判断检测结果的标准）是涂装中对电容粗糙度的参数要求；控制闪干时间为5～6min；0.2～0.4m/s是外板机器人喷涂的沉降风速控制范围，0.4～0.6m/s是内板喷涂的沉降风速控制范围；在喷涂过程中可以应用两段式脱水工艺，为了保障良好的脱水效果和水的分散，应适当降低升温斜率且保持升温热风的柔和性；在保温段加强热风流，保障水分的散发及时；选取车身2～3cm进行测试，得出提升脱水性能的最佳参数设置，控制升温段脱水烤箱中热风流速为0.5～1.0m/s，控制保温段脱水烤箱中热风流速为1.0～1.25m/s；
合理控制烤箱含水量在10g/kg以内，对于车体连续进入代入的水分进行有效平衡，保障新鲜空气的及时供应，含量为25%～30%；对于门内温度和车身温度进行合理把控，保温段外表铁皮温度应该约为70℃，门内温度约为65℃；合理控制BC2到脱水烘房的常温闪干时间，一般约为3min；在车身进入清漆内板喷涂区的过程中需要经过强冷区，内板温度应该在35℃以下，外板温度应该在30℃以下。在中涂烘房中施工时，为了避免直接高温造成的气泡等问题，需要进行低温预烘烤，之后进行高温烘烤固化处理。
为了保障涂料水分的有效蒸发，需要在80℃环境下持续约为5min，升温段控制在约160℃进行固化。在底色漆闪干烘房施工时，控制漆膜含水量约为10%，防止脱水率过低或者过高引起的漆膜针孔与清漆施工效果不佳等问题。在闪干烘房设置保温区、升温区、进口端气封、出口端气封和强冷区。进行脱水率试验对经过闪干烘房的涂膜含水量进行测定，以判断闪干烘房是否达标。
4.水性漆环保涂料的应用前景
在我国的涂装工作中，水性漆环保涂料的应用规模正在逐渐扩大，尤其是随着我国工业发展水平的提升和科学技术的进步，水性漆环保涂料被应用于社会多个领域。溶剂型涂料正在淡出人们的视野，水性漆的使用有利于我国低碳理念的推行。溶剂型中涂+溶剂型底色漆+单组份罩光清漆工艺体系，是当前汽车涂装线采用的主要模式。随着水性漆环保涂料性能的不断提升，中涂烘干室预留预烘区、输调漆与喷漆室采用不锈钢材料、色漆与清漆预留中间烘干区等工艺流程逐步得到使用，极大地满足了水性漆环保涂料的工艺标准，是提升涂装效率、发挥水性漆环保性能的有效途径。对于溶剂型中涂面漆进行合理的改造，能够有效实现水性中涂面漆的应用。
结语
综上所述，溶剂型漆产生的VOC含量较高，对于环境和人体都会造成严重危害，不符合我国绿色化生产理念的要求。而水性漆环保涂料在涂装中的应用，能够有效降低挥发性有机化合物的排放，防止与大气成分发生化学反应，达到环境保护的目的，降低了对工作人员身体健康造成的危害。另一方面，在光泽、鲜映性以及涂膜质量等方面，水性漆也具有自身优势。
参考文献：
[1]张贵智，王秀锦，申标，等.浅谈水性漆环保涂料在涂装中的应用[J].汽车实用技术，2018（21）：263-264.
[2]覃永刚.水性漆在汽车零部件涂装中的应用研究[J].内燃机与配件，2018（18）：221-222.