工程機械傳動部件水性漆涂裝試驗
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摘要：隨著國家對于環(huán)保問題的高度重視，嚴控涂裝工程機械涂裝施工過程中的VOCs的排放已成為趨勢。傳動部件涂裝“油改水”，是勢在必行。如何選擇適合工況的水性漆，如何最具經(jīng)濟性的進行設(shè)備升級滿足水性漆施工要求，如何滿足不同客戶的水性漆需求，成為涂裝工藝人員新的研究課題。
關(guān)鍵詞：水性漆；環(huán)保；工藝
山推股份傳動分公司是國內(nèi)最早生產(chǎn)各類工程機械變速箱、變矩器等傳動部件的專業(yè)公司，為全國數(shù)十家內(nèi)外資工程機械主機廠配套。傳動部件安裝在機體內(nèi)部，不受陽光照射，按照涂裝質(zhì)量要求為C級（注：駕駛室為A級；機罩等覆蓋件為B級；發(fā)動機和變速箱、變矩器、油泵、馬達等為C級；底盤件為D級）。C級件漆膜性能主要是防銹性、耐濕熱、耐高溫，對于耐候性和保光保色性要求較低。同時，對漆膜的附著力、耐沖擊性、柔韌性等物理指標要求較高。公司傳動類部件的涂裝一直采用的是油性雙組份環(huán)氧底漆和油性雙組份聚氨酯面漆。傳動部件的涂裝，主要是箱體外表面，箱體大都是鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁件，進廠時，均已噴涂一層底漆，以保證在加工和裝配過程中不產(chǎn)生銹蝕。裝配完成后的傳動部件的施工工藝如下：脫脂（70℃～90℃熱水）→干燥20分鐘→噴底漆→烘干10分鐘→噴面漆→流平10分鐘→烘干50℃～70℃，30分鐘→自然風(fēng)冷10分鐘→下線產(chǎn)品下線半小時左右后即進行塑料袋包裝并裝箱入庫。近年來，由于國家對于環(huán)保問題的高度重視，中央和各地方環(huán)保部門相繼制定了越來越嚴格的政策，嚴控涂裝施工過程中的VOCs的排放。原有的油性漆涂裝施工，雖然我們采用了催化燃燒等末端治理措施，仍然無法確保達標排放，既污染環(huán)境，又經(jīng)常因VOCs排放超標而不得不限產(chǎn)停產(chǎn)。為徹底解決這一問題，我們適時開展了工程機械傳動部件水性漆涂裝試驗研究課題，從源頭上控制治理涂裝施工中VOCs的排放。一年多來，我們進行了大量的試驗研究，取得了圓滿的結(jié)果，主要研究成果如下：
1水性漆的選用
根據(jù)傳動部件的涂裝性能要求，我們先后選用了十余家國內(nèi)外水性涂料廠家的水性漆進行了對比試驗。試驗驗證了水性漆漆膜性能﹑施工性能﹑VOCs含量以及經(jīng)濟性，等等，最終選定單組份水性環(huán)氧改性丙烯酸底面合一漆，并根據(jù)傳動橋箱產(chǎn)品指標要求委托武漢材料保護研究所對該水性漆進行了檢測，相關(guān)指標要求及結(jié)果如下圖：檢測結(jié)果顯示，單組份水性環(huán)氧改性丙烯酸底面合一漆的各項性能指標完全滿足工程機械傳動部件的涂裝要求。并且表干時間短，兼具底漆的防護性和面漆的裝飾性能，同時將原來油漆施工時，噴涂一道底漆后，再噴一道面漆，改為僅噴一道底面合一水性漆，實現(xiàn)人力和施工時間的優(yōu)化。同時，水性漆VOCs含量≤80g／L，涂裝施工時，排出的廢氣，經(jīng)過濾棉過濾和二級活性炭吸附處理，即可達標排放。當?shù)丨h(huán)保部門檢測認可后，排氣口無須安裝在線檢控設(shè)施，催化燃燒等末端治理設(shè)備也可終止運行。
2涂裝線的改造及施工工藝的調(diào)整
由于受場地和設(shè)備的限制，原有的油性漆涂裝線及施工工藝無法做大的改動，這也是研究課題中的難點。我們在水性漆的選擇過程中，需要充分考慮這個因素，即水性漆必須滿足表干時間短且不需要較長的高溫烘干。為此，我們對原有的涂裝線進行簡單適應(yīng)性改造，增加流平和烘干室的通風(fēng)，對烘干室適度加長，在烘干溫度仍然保持在605℃±5℃時，就基本滿足了水性漆涂裝要求。傳動部件水性漆涂裝下線后0.5小時，即可塑料袋封裝后裝箱入庫。
3涂裝施工便利性的研究
水性漆施工和油性漆有較大的差異，對操作者技能要求更高。為了更便于施工，保證涂裝質(zhì)量，我們與水性生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員進行了反復(fù)試驗，取得良好的效果。操作者只需要在原漆中加入5%左右自來水，施工粘度在20秒～45秒（涂-4杯）之間均可施工，不需要反復(fù)測量粘度。采用空氣噴涂，噴槍口徑根據(jù)工件大小可在1.5～2.5mm間任意選擇，均可達到滿意的涂裝效果，提高了施工效率。
4水性漆涂裝經(jīng)濟性分析
推廣應(yīng)用水性漆，經(jīng)濟效益也是不能不考慮的重要因素。由于水性漆價格較高，各品類價格相差較大，在選用水性漆時，應(yīng)在滿足涂裝性能和質(zhì)量的前提下，選擇適宜的性價比優(yōu)良的水性漆，不宜因追求過高的性能指標，而選用價格昂貴的水性漆。我們選用單組份水性環(huán)氧改性丙烯酸底面合一漆，性能滿足傳動部件的涂裝要求，質(zhì)量穩(wěn)定，VOCs含量低，施工便利，價格不高于油性雙組份聚氨酯漆。使用自來水開稀，節(jié)省了大量的稀料，同時廢氣治理費用大幅度降低。廢漆渣不作為危險廢物，處理方便，費用低廉。綜合測算，傳動部件采用水性漆涂裝，經(jīng)濟效益也十分可觀的。通過開展水性漆涂裝試驗研究達到了預(yù)期目的。目前，為徐工﹑臨工﹑廈工﹑柳工﹑斗山和德工等工程機械主機廠提供的傳動部件已全部切換為水性漆涂裝，并且得到了各主機廠的普遍認可，試驗研究取得了圓滿成功。
參考文獻：
[1]《國內(nèi)外涂料VOCs含量限值標準比較分析》，百度文庫.
[2]《油漆車間設(shè)備設(shè)計》，機械工業(yè)部第四設(shè)計研究院，主編機械工業(yè)出版社出版.
作者：孫世強 宋心賞 單位：山推工程機械股份有限公司傳動分公司
