CN102974522A - 一种将水性涂料应用于工程机械金属部件的涂装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将水性涂料应用于工程机械金属部件的涂装工艺，其特点是在工程机械金属部件基材上将水性防腐蚀底漆和水性聚氨酯纹理面漆结合使用。本发明工艺使水性涂料能正确地用于工程机械金属部件涂装，既解决了叉车因传统涂装工艺带来的危害和安全隐患，又提高了它的保护性和物化性能，延长它的使用寿命。

Description

一种将水性涂料应用于工程机械金属部件的涂装工艺

技术领域

本发明涉及一种将水性涂料应用于工程机械金属部件的涂装工艺。

背景技术

工程机械的使用环境一般都较为恶劣，再加上本身价值高，使用年限长，因此对耐蚀性、耐候性能等要求高。通过对其金属表面进行喷涂处理，可以增强其防腐性能，从而增加其使用年限。传统的涂装方式以溶剂型涂料进行涂装，基本可以满足工程机械的防腐蚀和耐候等性能要求，其施工工艺也已经较为成熟。但由于溶剂型涂料含有大量有毒有害溶剂，且易燃易爆，不符合国家环保涂装的发展要求，目前正在向水性涂料、高固体份涂料、粉末涂料涂装的方向发展，其中又以水性涂料发展最为迅猛。但目前水性涂料由于技术相对不成熟，如果没有正确的施工工艺，其耐腐蚀性不容易达到工程机械防腐的要求。而且传统溶剂型涂料涂装使用的金属表面处理工艺中，需要在进行抛丸处理后，对边角位除锈不干净的地方使用人工打磨等手段进行除锈，耗时耗力，生产效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种将水性涂料应用于工程机械金属部件的涂装工艺，该工艺使水性涂料能正确地用于工程机械金属部件涂装，它既解决了工程机械因传统涂装工艺带来的危害和安全隐患，又提高了它的保护性和物化性能，延长它的使用寿命。

本发明提供的一种将水性涂料应用于工程机械金属部件的涂装工艺，依次包括以下步骤：

(1) 将工程机械关键部件的基材进行预处理，以去除部件表面上的油污和锈蚀；

(2) 涂覆水性带锈涂料，以去除所述部件的基材表面的浮锈；

(3) 喷涂水性防腐蚀底漆，漆膜闪干、表干或烘干后，对涂膜外观和性能进行检验；

(4) 喷涂水性纹理面漆，经过流平后再喷涂一次水性面漆，待漆膜干燥后进行检验、包装。

本发明所述的工程机械关键部件是指底盘、起动机、驾驶室、承重件等结构件，基材预处理是指对关键部件外表面进行抛丸、喷砂、机械打磨、人工打磨和高压水射流等处理，其目的是在涂装前去掉基材表面的锈蚀和油污。

本发明所述涂覆水性带锈涂料可以采用喷涂、刷涂、浸涂等涂装方式。

本发明所述的喷涂水性防腐蚀底漆是指喷涂与基材直接接触的第一层涂料，其颜色主要有红色、灰色等，其目的主要有：提供良好的基材粘附力、防腐蚀性、耐水性等功能。漆膜喷涂厚度约30～80微米（以干膜厚度测量值为准）。

本发明所述的水性防腐蚀底漆为水性环氧酯防腐底漆、水性环氧防腐蚀底漆、水性环氧富锌底漆或水性无机富锌底漆等。其中，水性环氧酯底漆为单组分自干涂料，主要成分为水性环氧酯树脂、颜料、防锈颜填料、助剂、助溶剂和水。所述水性环氧防腐蚀底漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性环氧树脂、防锈颜料、助剂和水，乙组份的主要成分为水溶性的多元胺及其改性产物，使用前将甲、乙两组份按4:1~10:1的重量比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。所述水性环氧富锌底漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性环氧树脂和锌粉，乙组份的主要成分为水性环氧固化剂，使用前将甲、乙两组份按4:1~10:1的重量比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。所述水性无机富锌底漆是以无机硅酸盐为基料、金属锌为主要防锈颜料，另加有其它填料和助剂而成的一种防腐蚀涂料。

所述水性环氧酯防腐蚀底漆中，重量份配比为水性环氧酯树脂：防锈颜填料∶助剂∶水=40~60:20~35:3~5:10~30，所述水性环氧酯树脂为各种改性环氧树脂，如脂肪酸改性环氧树脂、丙烯酸酯改性环氧树脂等，所述防锈颜料为铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝、锌铬黄等，所述助剂为颜料分散剂、润湿流平剂、消泡剂等涂料常见助剂。所述的水性环氧防腐蚀底漆中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性环氧树脂∶防锈颜料∶助剂∶水=40~60∶30~40∶3~5∶15~20，所述水性环氧树脂为水乳化环氧树脂、自乳化环氧树脂等，所述防锈颜料为铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝、锌铬黄等，所述助剂为颜料分散剂、润湿流平剂、消泡剂等涂料常见助剂，所述乙组分的主要成分为水溶性多元胺及其改性物。所述的水性环氧富锌底漆中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性环氧树脂∶锌粉=20~30∶70~80，所述水性环氧树脂为水乳化环氧树脂、自乳化环氧树脂等，所述乙组份的主要成分为水性环氧固化剂，所述的水性环氧固化剂为水溶性多元胺及其改性物。所述水性无机富锌底漆，由组分A与组分B以1∶1.5~3.5的重量比混合而成，所述组分A主要成分包括： 45~70重量份无机硅酸盐溶液、10~35重量份去离子水、2~18重量份无机颜填料和1~10重量份的晶须增强材料和0.5~3.5重量份水性助剂，所述水性助剂包括分散剂、增稠剂、消泡剂。所述组分B由95-98重量份球状锌粉、2~5重量份固化剂混合制得。所述无机颜填料为云母粉、云母氧化铁、磷铁矿粉和钛白粉等。所述无机硅酸盐溶液为碱金属硅酸盐溶液，如硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液、硅酸锂水溶液等，所述晶须增强材料为碳化硅晶须、硫酸镁晶须、硫酸钙晶须等，所述固化剂为两性金属氧化物、聚合磷酸盐、硼酸盐等。

本发明所述的面漆主要是起装饰和保护作用，固化后的水性纹理面漆，有多种颜色和不同光泽，它既有良好的外观、硬度和耐磨性等机械性能，又具备良好的韧性、耐水性、耐湿热性和耐候性等物化性能。面漆漆膜喷涂厚度约30～120微米，复合漆膜合计厚度为60～200微米（以干膜厚度测量值为准）。

本发明所述水性纹理面漆为水性聚氨酯纹理面漆，该水性纹理面漆与底层良好配套性及粘附力。所述的水性聚氨酯纹理面漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性聚氨酯树脂、耐候型着色颜料、助剂和水，乙组份的主要成分为聚氨酯固化剂，所述聚氨酯固化剂为含与羟基反应的异氰酸(NCO)基团的物质，使用前将甲、乙两组份按4:1~8:1的比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。其中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性聚氨酯树脂∶耐候型着色颜料∶助剂∶水=40~50∶20~30∶3~5∶15~20，所述水性聚氨酯树脂为羟基水性树脂，如羟基丙烯酸、羟基聚酯树脂等，所述耐候型着色颜料为钛白粉、耐候红色颜料、耐候黄色颜料等，所述助剂为颜料分散剂、流平剂、润湿剂、消泡剂等；乙组份的主要成分为聚氨酯固化剂。

本发明所述的喷涂水性防腐蚀底漆和水性纹理面漆的闪干和表干均是在室温下自干。本发明所述的烘干是采用烘烤方式对已喷的底漆进行干燥，以促进漆膜中水份挥发，并使漆膜固化，加快施工进度。烘烤温度要求不超过80℃。在实际操作中，烘烤温度控制在50℃～80℃，时间为20～40min。

本发明所述的检验是指对涂膜外观和性能进行检查，检查外观有无缺陷、颜色和性能是否满足要求。

本发明所述的包装是将检验合格的产品易碰、划的部位或部件用柔软的珍珠棉、泡沫或包装袋包裹起来，以免在搬运和装卸过程中被碰伤。

本发明所述的流平是指将喷涂于底漆上的面漆湿膜在常温下停留15～30分钟，在湿膜自身重力、助剂及溶剂的作用下，涂膜将趋向平整。流平过程还可以消除喷涂时产生的泡沫，减少漆膜缺陷，使漆膜更致密，耐水性和耐化学性更好。

本发明所述的喷涂可以是空气喷涂、无气喷涂、混气喷涂及它们附加静电喷涂，即空气静电喷涂、无气静电喷涂和混气静电喷涂。另外，在喷涂每层漆或几层漆的过程中，可以采用“湿碰湿”的工艺，通常在每遍漆喷涂后会闪干一段时间再喷涂第二遍或下一层漆，具体闪干时间可依据涂料种类、参考施工说明而有所不同。各涂层厚度参照具体涂装要求和作业指导书可以略有不同。本发明所述闪干时间为20~40min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1) 本发明工艺是在工程机械金属部件的基材上将水性防腐蚀底漆和水性聚氨酯纹理面漆结合使用，使这种体系的水性涂料能正确地用于工程机械关键金属部件涂装，其涂装后的复合涂层外观好、装饰效果佳（具有特殊的纹理），具有良好的机械性能和物化性能，满足工程机械在恶劣环境中的使用要求。

(2) 本发明工艺使用水性带锈涂料进行处理，通过简单地除去表面浮锈，涂装水性带锈涂料，待干燥后，就可直接涂装常规防锈涂料。经过这样的处理，工程机械金属表面便可以长期防锈。

(3) 本发明工艺使用水性纹理面漆作为面漆进行喷涂，该水性纹理面漆可以：

①具有特殊的纹理效果，提高复合涂层表面美观度：该水性纹理面漆均可以给材料表面形成特殊的纹理装饰效果。水性纹理面漆有细腻和粗糙、开放的点纹理、封闭的面纹理和手感舒服的细腻纹理等纹理类型。

②施工性能良好：该涂料体系的施工方法与传统溶剂型涂料施工方法基本相同，具有良好的施工性能。具有较高的施工固含，可遮盖基材的缺陷，且遮盖力良好，来回喷涂一次即可，既节省了涂料、人工、辅助喷涂材料和动力等，降低了施工成本，又简化生产流程，缩短施工时间，提高生产效率。

③施工工序大幅减少，提高涂装效率，降低涂装成本：使用时，不需要繁琐的前期工序，不需要打腻子，不需要打磨底漆，不需要中涂层，大幅减少施工工序，提升了涂装效率。且由于省略了中涂层，即减少原料消耗，降低涂装成本。

具体实施方式

以下实施例所述的水性防腐蚀底漆为水性环氧酯防腐蚀底漆、水性环氧防腐蚀底漆、水性环氧富锌底漆或水性无机富锌底漆等。其中，所述的水性环氧防腐蚀底漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性环氧树脂、防锈颜料、助剂和水，乙组份的主要成分为水性环氧固化剂，使用前将甲、乙两组份按4:1~10:1的重量比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。所述的水性环氧富锌底漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性环氧树脂和锌粉，乙组份的主要成分为水性环氧固化剂，使用前将甲、乙两组份按4:1~10:1的重量比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。所述水性环氧酯防腐蚀底漆中，重量份配比为水性环氧酯树脂∶防锈颜填料∶助剂∶水=40~60:20~35:3~5:10~30，水性环氧酯树脂为各种改性环氧树脂，如脂肪酸改性、丙烯酸酯改性等；防锈颜料为铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝、锌铬黄等；助剂为颜料分散剂、润湿流平剂、消泡剂等涂料常见助剂。所述水性无机富锌底漆，该涂料通过将制备好的组分A与组分B以1∶1.5~3.5的重量比混合而成，所述组分A主要成分包括： 45~70重量份碱金属硅酸盐溶液、10~35重量份去离子水、2~18重量份无机颜填料和1~10重量份的晶须增强材料和0.5~3.5重量份水性助剂，其中，水性助剂包括分散剂、增稠剂、消泡剂。组分B由95~98重量份球状锌粉、2~5重量份固化剂混合制得。无机颜填料为云母粉、云母氧化铁、磷铁矿粉和钛白粉等。晶须增强材料为碳化硅晶须、硫酸镁晶须、硫酸钙晶须等，固化剂为两性金属氧化物、聚合磷酸盐、硼酸盐等。所述的水性环氧防腐蚀底漆中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性环氧树脂∶防锈颜料∶助剂∶水=40~60∶30~40∶3~5∶15~20，水性环氧树脂为水乳化环氧树脂、自乳化环氧树脂等，防锈颜料为铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝、锌铬黄等，助剂为颜料分散剂、润湿流平剂、消泡剂等涂料常见助剂，乙组分的为水溶性多元胺及其改性物；所述的水性环氧富锌底漆中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性环氧树脂∶锌粉=20~30∶70~80，水性环氧树脂为水乳化环氧树脂、自乳化环氧树脂等，乙组份为水性环氧固化剂，所述水性环氧固化剂为水溶性多元胺及其改性物。

所述的水性聚氨酯面漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性聚氨酯树脂、耐候型着色颜料、助剂和水，乙组份的主要成分为含与羟基反应的NCO基团的物质，使用前将甲、乙两组份按4:1~8:1的比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。其中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性聚氨酯树脂∶耐候型着色颜料∶助剂∶水=40~50∶20~30∶3~5∶15~20，水性聚氨酯树脂为羟基水性树脂，如羟基丙烯酸、羟基聚酯树脂等，耐候型着色颜料为钛白粉、耐候红色颜料、耐候黄色颜料等，助剂为颜料分散剂、流平剂、润湿剂、消泡剂等；乙组份为聚氨酯固化剂，所述聚氨酯固化剂为含与羟基反应的异氰酸(NCO)基团的物质。

所述水性带锈涂料主要成分为60%~80%改性丙烯酸树脂、4%~6%转化剂、1%~3%转化促进剂、1%~3%助剂。其中，转化剂为单宁酸，转化促进剂为邻苯二酚，成膜助剂为防白水，助剂为成膜助剂和消泡剂、流平润湿剂、防霉剂等组成。

实施例1

对工程机械的铸铁基材进行抛丸处理，以去除部件表面上的油污和锈蚀。然后，刷涂水性带锈涂料进行后处理，去除所述部件的基材表面的浮锈。再喷涂水性环氧富锌底漆（其主要组份及配比是水性环氧树脂∶锌粉=20:80，与固化剂水性多元胺配比是5:1），湿膜厚度约60～120微米，室温自干0.5小时以上。漆膜表干后，再喷涂水性聚氨酯纹理面漆（其主要组份及配比是水性聚氨酯树脂∶耐候型着色颜料∶助剂∶水=40:30:5:15，与聚氨酯固化剂的配比是6:1），流平15～30min后再喷涂一次面漆，湿膜厚度控制在100～200微米，然后室温自干。复合涂层干膜总厚度约100～240微米。最后对涂膜外观和性能进行检验、包装。

实施例2

对工程机械的热轧板基材进行喷砂处理，以去除部件表面上的油污和锈蚀。然后，用水性带锈涂料进行后处理，去除所述部件的基材表面的浮锈。再喷涂水性环氧酯防腐蚀底漆（其主要组份及配比是水性环氧酯树脂：防锈颜填料∶助剂∶水=40:25:5:30，湿膜厚度约60～100微米，室温自干0.5小时以上。漆膜表干后，喷涂水性聚氨酯纹理面漆（其主要组份及配比是水性聚氨酯树脂∶耐候型着色颜料∶助剂∶水=50:30:3:15，与聚氨酯固化剂的配比是6:1，湿膜厚度控制在60～140微米，然后室温自干。复合涂层干膜总厚度约80～200微米。对涂膜外观和性能进行检验、包装。

实施例3

对工程机械的热轧板基材进行打磨除锈，以去除部件表面上的油污和锈蚀。然后，刷涂水性带锈涂料进行后处理，去除所述部件的基材表面的浮锈。再喷涂水性环氧防腐蚀底漆（其主要成份的重量份配比为水性环氧树脂∶防锈颜料∶助剂∶水=50:30: 5: 15 与水性多元胺固化剂，配比是8:1，湿膜厚度约60～100微米，80℃烘烤30min，对涂膜外观和性能进行检验，最后喷涂水性聚氨酯纹理面漆（其主要组份及配比是水性聚氨酯树脂∶耐候型着色颜料∶助剂∶水=50:25:4:20，与聚氨酯固化剂的配比是6:1，湿膜厚度控制在60～140微米，然后流平8min，然后80℃烘烤30min，复合涂层干膜总厚度约80～200微米。对涂膜外观和性能进行检验、包装。

实施例4

对工程机械的热轧板基材进行打磨除锈，以去除部件表面上的油污和锈蚀。然后，刷涂水性带锈涂料进行后处理，去除所述部件的基材表面的浮锈。再喷涂水性无机富锌底漆，A组分:B组分=1:3，湿膜厚度约60～100微米，室温固化4小时，喷涂水性聚氨酯纹理面漆（其主要组份及配比是水性聚氨酯树脂∶耐候型着色颜料∶助剂∶水=45:25:3:20，与聚氨酯固化剂的配比是6:1），湿膜厚度控制在60～140微米，然后流平8min，然后80℃烘烤30min，复合涂层干膜总厚度约80～200微米。对涂膜外观和性能进行检验、包装。

Claims (10)

1.一种将水性涂料应用于工程机械金属部件的涂装工艺，其特征是，依次包括以下步骤：

(1) 将工程机械关键部件的基材进行预处理，以去除部件表面上的油污和锈蚀；

(2) 涂覆水性带锈涂料，以去除所述部件的基材表面的浮锈；

(3) 喷涂水性防腐蚀底漆，漆膜闪干、表干或烘干后，对涂膜外观和性能进行检验；

(4) 喷涂水性纹理面漆，经过流平后再喷涂一次水性面漆，待漆膜干燥后进行检验、包装。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤（1）所述的工程机械关键部件是指底盘、起动机、驾驶室、承重件结构件。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征是，步骤（1）所述的基材预处理是指对关键部件外表面进行抛丸、喷砂、机械打磨、人工打磨或高压水射流处理。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤（2）所述的涂覆水性带锈涂料的涂装方式采用喷涂、刷涂或浸涂。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述步骤（3）的水性防腐蚀底漆为水性环氧酯防腐底漆、水性环氧防腐蚀底漆、水性环氧富锌底漆或水性无机富锌底漆；其中，所述水性环氧酯底漆为单组分自干涂料，主要成分为水性环氧酯树脂、颜料、防锈颜填料、助剂、助溶剂和水；所述水性环氧防腐蚀底漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性环氧树脂、防锈颜料、助剂和水，乙组份的主要成分为水溶性的多元胺及其改性产物，使用前将甲、乙两组份按4:1~10:1的重量比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度；所述水性环氧富锌底漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性环氧树脂和锌粉，乙组份的主要成分为水性环氧固化剂，使用前将甲、乙两组份按4:1~10:1的重量比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征是，所述水性环氧酯防腐蚀底漆中，重量份配比为水性环氧酯树脂：防锈颜填料∶助剂∶水=40~60:20~35:3~5:10~30，所述水性环氧酯树脂为各种改性环氧树脂，所述防锈颜料为铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝或锌铬黄，所述助剂为涂料常见助剂；所述的水性环氧防腐蚀底漆中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性环氧树脂∶防锈颜料∶助剂∶水=40~60∶30~40∶3~5∶15~20，所述水性环氧树脂为水乳化环氧树脂或自乳化环氧树脂，所述防锈颜料为铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝或锌铬黄，所述助剂为涂料常见助剂，所述乙组分的主要成分为水溶性多元胺及其改性物；所述的水性环氧富锌底漆中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性环氧树脂∶锌粉=20~30∶70~80，所述水性环氧树脂为水乳化环氧树脂或自乳化环氧树脂，所述乙组份的主要成分为水性环氧固化剂；所述水性无机富锌底漆，由组分A与组分B以1∶1.5~3.5的重量比混合而成，所述组分A主要成分包括： 45~70重量份无机硅酸盐溶液、10~35重量份去离子水、2~18重量份无机颜填料和1~10重量份的晶须增强材料和0.5~3.5重量份水性助剂，所述水性助剂为分散剂、增稠剂或消泡剂，所述组分B由95-98重量份球状锌粉、2~5重量份固化剂混合制得；所述无机颜填料为云母粉、云母氧化铁、磷铁矿粉和钛白粉，所述无机硅酸盐溶液为碱金属硅酸盐溶液，所述晶须增强材料为碳化硅晶须、硫酸镁晶须或硫酸钙晶须，所述固化剂为两性金属氧化物、聚合磷酸盐、硼酸盐。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤（3）所述的底漆的喷涂厚度以干膜厚度测量值为准，计为30～80微米。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤（4）所述的水性纹理面漆为水性聚氨酯纹理面漆，所述的水性聚氨酯纹理面漆由甲、乙两组份组成，甲组份的主要成分为水性聚氨酯树脂、耐候型着色颜料、助剂和水，乙组份的主要成分为聚氨酯固化剂，使用前将甲、乙两组份按4:1~8:1的比例进行混合，搅拌均匀后，再用去离子水或纯净水稀释到施工粘度。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征是，所述的水性聚氨酯纹理面漆中，甲组份的主要成分的重量份配比为水性聚氨酯树脂∶耐候型着色颜料∶助剂∶水=40~50∶20~30∶3~5∶15~20，所述水性聚氨酯树脂为羟基水性树脂，如羟基丙烯酸、羟基聚酯树脂，所述耐候型着色颜料为钛白粉、耐候红色颜料、耐候黄色颜料，所述助剂为颜料分散剂、流平剂、润湿剂、消泡剂；乙组份的主要成分为聚氨酯固化剂。

10.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，步骤（4）所述的面漆的喷涂厚度为以干膜厚度测量值为准，计为30～120微米。