谈水性涂料的涂装工艺及其质量措施.docx

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谈水性涂料的涂装工艺及其质量措施

谈水性涂料的涂装工艺及其质量措施　

杨忠敏

（东风汽车公司,湖北十堰442001

摘要:

根据近年来水性涂料的发展机遇,本文介绍了水性涂料的施工特点、涂装工艺和施

工要点及水性涂料喷涂施工操作技巧;同时指出了水性建筑涂料涂装的常见弊病、原因分析和

防治措施。

关键词:

水性涂料;喷涂施工;常见弊病;防治措施

1水性涂料的主要类型及发展机遇

早在1988年美国南加利福尼亚对木器家具厂提出使用水性涂料,经过这些年的研究发展,已获成功。

国内木器生产厂也已逐渐推广,水性涂料主要类型有∶水性聚酯、丙烯酸及聚氨酯水分散体涂料、双组分聚氨酯和丙烯酸聚氨酯涂料。

单组分和双组分聚氨酯涂料在目前应用相当广泛,水性木器涂料的综合性能已接近聚氨酯聚酯涂料。

水性涂料是当前发展迅速的环保型涂料,但在亚洲使用比例极低,仅为3%（欧洲为42%。

水性涂料在投入生产使用中投资较高,如设备的耐腐蚀、烘干室、强冷设备、生产场地温湿度条件控制调节设备等。

但在现有设备上加以改造,也是可行的,在减少污染治理费用、降低材料消耗、保障操作人员健康等方面,能在短期内得到回报。

涂料生产厂要加快新型水性涂料的开发,提高现有水性涂料质量,减少涂装作业中的细小气泡和烘干过程中产生的气泡,降低固化温度和缩短闪干时间,提高光泽、硬度、外观装饰性及高温回粘等,以符合更广泛的使用要求。

相对于统治涂料世界近一个世纪的溶剂型涂料而言,水性涂料是我们涂料行业的一支新生力量,其诞生和

作者简介:

杨忠敏（1945—,东风汽车公司高级工程师,主要从事车辆运用方面的研究。

发展主要是受到了人类对环境保护重要性的逐渐认知所驱动。

自1966年美国加州颁布实施第一个挥发性有机化合物（VOC法令以来,各国对严格控制VOC排放量、限制高VOC涂料产品的生产和使用的工作都已经提升到了法律法规的高度,水性涂料因其VOC含量极低且节省能源而成为现代涂料工业发展的主流方向。

据对全球各地区涂料产品生产的统计资料显示,北美地区水性工业涂料占了43%,溶剂型工业涂料只占51%;西欧地区水性工业涂料占了34%,溶剂型工业涂料只占52%;而在中国,水性工业涂料只占15%,溶剂型工业涂料则高达80.5%。

由此可见,在涂料水性化领域我们与发达国家的差距还很大。

所幸的是,这种局面正在改变。

随着生活水平的日益提高,人们在装修的过程中越来越关注环保与健康,推动了对水性涂料的需求。

近年来我国涂料业在水性涂料的研究、生产和应用等方面正以前所未有的速度向前推进,新产品层出不穷,扩大了水性涂料的市场空间。

近年来,国家在政策法规等方面积极加以引导,其中颁布的《ISO14020国际标准配套涂料技术标准》对规范和促进水性涂料健康发展将起到非常积极的作用。

前些年由于水性涂料在价格方面的劣势,在一定程度上制约了其市场发展,而近年以来,原油价格出现了大幅度上涨,导致各

地油性涂料的价格被迫不断提升,有的甚至已高过一些水性涂料,这种情况从某种程度上也推动了水性涂料的发展,使有些地方的水性涂料出现了令人振奋的旺销局面,这正是水性涂料发展的一个难得的机遇。

[1]

2水性涂料的施工特点

水性涂料在生产制造及施工应用中以水作为溶剂,使用的设备均可用水清洗;提高固体含量,使价格降低;水性涂料中颜料分散性较溶剂型差,会影响其耐候性;表面张力较溶剂型高,对工件表面的润湿性、展布性差,涂膜易产生针孔、缩孔、气泡及流挂等弊病;水性涂料的水份蒸发慢于溶剂型涂料,闪蒸时间长或需低温烘烤。

对含水量较高的水性涂膜需晾干和在低于100℃温度下分段升温保温,待至水分基本去除,才可烘烤;剪切力对水性涂料的稳定性有影响,在循环系统中会随造成剪切力不同而出现不同的黏度和流速。

水性涂料是涂装行业发展的趋势,由此涂装设备工艺及参数必须适应水性涂料的需求。

水性涂料相对于溶剂性涂料,具有以下特点:

以水作溶剂,节省大量资源;消除了施工时火灾危险性;降低了对大气污染;仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂,改善了作业环境条件。

水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工;对材质表面适应性好,涂层附着力强。

涂装工具可用水清洗,大大减少清洗溶剂的消耗。

施工简单方便,不易出现气泡、颗粒等常见毛病,漆膜手感光滑细腻。

水溶性涂料环保,不含苯类等有害溶剂,不含游离TDI,对人体无伤害,是真正的绿色环保产品。

水性涂料也存在如下的问题。

水性涂料对施工中及材质表面清洁度要求高,因水的表面张力大,污物易使涂膜产生缩孔。

水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差,输送管道内的流速急剧变化时,分散微粒被压缩成固态微粒,使涂膜产生麻点;要求输送管道形状良好,管壁无缺陷;水性涂料对涂装设备腐蚀性大,需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料,设备造价高。

水性涂料对输送管道的腐蚀,金属溶解,使分散微粒析出,涂膜产生麻点,也需采用不锈钢管;烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度要求较严格,增加了调温调湿设备的投入,同时也增大了能耗。

3水性涂料的涂装工艺

3.1家具涂装的施工工艺

底材打磨→涂底漆→打磨→刮腻子（2~3道,每道干燥2~3h→打磨（600~1000#砂纸→涂底漆→罩面漆（1~3道,每道间隔15h,前二道干燥后打磨采用1000#砂纸→干燥（自干或低温烘干。

水性底漆,提高木材浸润性,增大附着力;面漆的施工可采用刷涂或喷涂,涂料经200目滤网过滤;涂料黏度为18~22s。

家具涂装施工时涂膜要薄,防止流挂,采用多层薄涂,干燥时间按生产厂规定。

3.2建筑涂装工艺

3.2.1施工对环境和基材的要求

保证水泥/混凝土保养1个月以上并干燥,含水率10%以下;所有门窗安装工程和外设固定设施安装工作结束;涂装面不再有交叉作业。

环境温度5~30℃,湿度75%以下;无4级大风和阴雨。

修补边角缺损和墙面处,并干燥。

墙面面漆施工时,用力要均匀,动作要快捷,避免多次反复涂刷,影响效果。

涂装上漆顺序要先上后下,从屋顶、檐柱、顶横梁和椽子到墙壁门窗和底板。

其中每一部分也需自上而下依次涂刷。

在涂刷每一部位时,其中不能停顿,如果不得不停下来,也要选择房子结构上原有连接部位,如墙面与窗框衔接处。

这样就能避免难看的接缝。

面漆涂刷二遍,间隔时间2~4h,每次配料尽量在2h内用完。

采用“十字”滚涂法,做到均匀一致、无漏涂、流挂现象。

养护时间24h以上。

面漆不能加水稀释,不能与底漆搅拌混合涂刷,涂刷前充分搅拌均匀。

外墙金属漆施工采用“十字”喷涂效

果最佳,且应搭半枪喷涂,避免产生间隔喷涂阴影。

3.2.2施工步骤

对外墙全面进行清理,去除水泥灰渣,平台部位清扫干净。

局部缺陷特殊处理,包括填补,封闭和打磨平整。

根据建筑情况考虑对建筑附属物和外设、门窗进行遮盖/封闭。

刮涂头道水泥-聚合物腻子。

6~8h后用砂纸打磨平整,刮涂二道水泥-聚合物腻子,6~8小时后用砂纸打磨平整;腻子层干燥36~48h。

涂刷封闭底漆1道,干燥4~6h后,细砂纸打磨。

涂刷面漆2次,施工间隔4~8h。

清理施工现场。

3.3塑料制品涂装的施工工艺

以塑料取代木材、金属的趋势日益增加。

塑料底材表面处理主要有清洁处理和表面活性化,其目的是为提高底材与涂膜的附着,表面的油污可视塑料类型选用低级醇类和芳香烃及酮系溶剂。

表面活性的方法有氧化处理、铬酸处理、电晕处理及等离子处理等。

此外,由于塑料制品在压制成型后产生残余应力或局部结晶化,涂装时会发生开裂或细纹且不利于涂料润湿,可以分别采用退火或吹离子风来消除。

这在开发和应用水性涂料中尤为重要。

而表面功能化则是赋予底材导电,真空喷涂金属、紫外线保护层等特殊功能。

近年来,国外推出塑料用的水性涂料,其主要品种有单组分水性丙烯酸醇酸涂料、水性丙烯酸聚酯涂料、单组分及双组分水性聚氨酯涂料、水性环氧酯涂料等。

美国伊士曼公司出售含有一定量有机溶剂的PP专用水性底漆。

常用的ABS、PC塑料制品涂装工序为:

底材打磨或修整（适用于有毛刺或表面有缺陷的零件,包括填腻→预处理（退火处理、醇类溶剂清洗或活性化处理、干燥→消除静电（静电除尘→涂底漆→晾干→烘干→静电除尘→涂色漆→晾干、流平→烘干→冷却→检验。

涂料施工一般喷1~2道,每道膜厚10~15μm。

膜层过薄,影响流平;膜层过厚,会产生流挂、缩边等现象。

[2]4水性涂料的施工要点

水性涂料的施工方法与常规施工方法无太大差异,应结合工件形状、防腐要求、外观装饰等具体情况,选用刷涂、浸涂、辊（筒涂、淋涂、辊涂等。

对铸件采用浸涂,出槽后要充分流平,但浸涂所形成的涂膜不均匀。

将薄片工件采用水性丙烯酸涂料以辊涂方式涂漆,以215m/min线速度,在230℃下3~4min固化后,能达到预期的涂膜。

4.1水性涂料的喷涂方法

一是空气喷涂,适用于黏度小于30s（涂-4杯的涂料;二是空气辅助无气喷涂（或称混气法,适用于黏度大于30s（涂-4杯的涂料,已在木制家具业普遍使用;三是静电喷涂,由于水性漆的高导电性,应选用水性涂料专用的静电喷漆枪,德国瓦格纳尔、美国诺信公司等多家公司均能提供。

例如:

水性醇酸磁漆的施工条件是涂料黏度:

20~24s（涂-4杯;直流电压:

45~60kV;固化条件是表干30min后于80℃、20~30min烘干。

4.2水性涂料在施工中的注意事项

4.2.1家具涂装前表面处理

木制品经去污或打磨后,表面无木屑粉尘;塑料件经清洁处理后,表面应无脱膜剂类残余污物及毛刺。

根据不同类型塑料材质进行表面活化或功能化处理;金属件在经过脱脂的基材上进行相应转化膜处理,采用喷砂的表面,要求达到Sa21~2级,粗糙度50μm。

4.2.2建筑涂装基层处理

砂浆、混凝土及砖砌体基层表面应达到坚硬、平整、粗糙、干净、湿润。

基层应有满足施工要求的强度;基层如有不平、凹凸之处,应进行平整处理;基层如有妨碍粘结的浮灰层、尘土等杂物,应用钢丝刷除掉,油污、滑动脂等用溶剂除去;对脆弱空鼓部位应除去,并直至露出坚硬的基底,用水泥砂浆找平;对各种缝隙、裂纹、冷接缝等部位,应凿成V形槽,用水泥或乳胶砂浆修补找平,砖砌体灰缝应用水泥砂浆填实压平;

对穿过基层的管道、铁件、电手插座四周、应剔成环形槽用乳液改性砂浆嵌填压实抹平;干燥的基层,特别是砖砌体,表面要喷水湿润处理,并注意用干布擦去游离水分,以提高与基层的粘结力。

4.2.3防水层施工

将水性丙烯酸酯防水涂料加40~50%的水稀释搅匀,在已处理好的基层上涂刷1~2道,这样可以提高涂料向基层中的渗透,增加其对基层的粘附强度。

施工温度大于5℃,低于此温度,影响墙漆成膜质量,施工后漆膜易粉化、剥落,防水、耐污性等技术指标无法保证,墙面上的雨水污染不能清洗干净。

施工天气阴雨天不能施工,施工后必须保证在8h内不能下雨雪等,否则漆膜容易起泡、剥落,防水、耐污性等技术指标无法保证,墙面上的雨水污染不能清洗干净。

墙漆施工不能加水稀释,应充分搅拌均匀,否则易产生色差和影响其质量。

外墙漆施工必须涂刷一遍外墙底漆,且外墙底漆不能和面漆混合一起施工、不能加水稀释,否则墙面则易产生泛碱、泛盐、泛白、泛色等画地图现象。

整块墙面应采用同一批次生产的墙漆施工,如上一批次墙漆少量剩余,不够整块墙面滚涂施工时,应将上一批次少量剩余的墙漆做为第一遍面漆施工使用,整块墙面第二遍面漆全部采用第二批次的面漆施工,保证整块墙面颜色相对一致。

新墙面粉刷灰色水泥后不能有泛碱析盐现象产生,必须干燥15天以上,湿度应小于85%,否则墙面容易产生起泡、剥落、泛碱、泛白、泛色等现象,影响漆膜质量。

每次所配墙漆应尽量在2h内用完,避免被有机溶剂污染,未用完的应盖好桶盖进行保存。

施工墙体质量验收,进行实验应在施工完10天以后方能进行。

5水性涂料喷涂施工操作技巧

喷涂法是水性涂料施工最主要的方法之一,用喷涂法涂饰物体表面,可获得薄而均匀的涂膜,对于几何形状各异,有小孔、缝隙、凹凸不平之处,涂料均能分布均匀;对于喷涂大物面,较涂刷更为快速而有效。

但用喷涂法进行施工也须掌握一些操作技巧。

用洁净的水将涂料调至合适喷涂的粘度,以涂-4黏度计