CN107234047A - 工程机械专用水性涂料涂装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供工程机械专用水性涂料的涂装方法，包括以下步骤：基材预处理；喷涂底漆并流平后进行烘烤；喷涂面漆并流平后进行烘烤，其中，底漆为水性环氧防腐底漆，面漆为水性丙烯酸聚氨酯面漆。采用该涂装方法并配合特定的水性涂料对工程机械基材进行涂装，可以有效地避免漆膜弊病的出现，极大地提高了漆膜的柔韧性、耐腐蚀性和耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及涂装技术领域，具体地涉及工程机械专用水性涂料涂装方法。
背景技术
近年来，随着环境污染的日益严重，工业涂装作为挥发性有机化合物(VOC)人为排放源之一，严重影响大气环境。为保护环境、防治污染，各地纷纷制定了工业涂装工序大气污染物排放标准。目前工程机械涂装绝大部分使用的还是溶剂型涂料，产品含有大量有毒有害物质并且易燃易爆，工程机械涂装正朝着环保方向发展，水性涂装作为低碳环保的涂装方式，被越来越多的人接受，水性化涂装也是工程机械涂装今后发展的主要方向。
现有工程机械涂装线均是按溶剂型涂料设计的，在转化成水性涂料的过程中，容易出现各种漆膜弊病，很难达到工程机械的涂装要求。因此需要提供能够减少各种漆膜弊病的工程机械专用的水性涂料涂装方法。
发明内容
为了减少漆膜弊病的产生，本发明提供新的工程机械专用水性涂料涂装方法，该涂装方法配合特定的水性涂料对工程机械进行涂装，可以有效的避免漆膜弊病的出现，防止闪锈的发生，增加了与工程机械基底的附着力，并且提高了漆膜的柔韧性、耐腐蚀性和耐久性。具体地，本发明包括以下内容。
本发明的一方面提供工程机械专用水性涂料的涂装方法，其包括以下步骤：
基材预处理；
喷涂底漆并流平后进行烘烤；
喷涂面漆并流平后进行烘烤，其中，
所述底漆为水性环氧防腐底漆，所述面漆为水性丙烯酸聚氨酯面漆，所述基材的材料选自铸铁、铝合金和不锈钢中的至少一种。
优选地，所述底漆由A组分和B组分组成，所述A组分由水性环氧树脂、助剂、填充剂、颜料和水组成，所述B组分为水性改性脂肪胺固化剂或聚酰胺固化剂；其中所述助剂含有有机金属盐和锌螯合物的复配物，且基于重量所述复配物占所述A组分的0.5-2.0％。
优选地，所述A组分和所述B组分的质量比为4-6:1，所述底漆的漆膜厚度为45-70μm。
在本发明的部分实施方式中，所述面漆由甲组分和乙组分组成，其中所述甲组分由水性羟基丙烯酸分散体、助剂、颜料和水组成，所述乙组分为异氰酸酯固化剂。
优选地，所述水性异氰酸酯为亲水性多异氰酸酯与疏水性低粘度不对称异氰酸酯三聚体按质量的混合物，所述亲水性多异氰酸酯与疏水性低粘度不对称异氰酸酯三聚体的质量比为1-4:1。
优选地，所述甲组分和所述乙组分的质量比为4-6:1，所述面漆的漆膜厚度为40-60μm。
在本发明的部分实施方式中，所述基材预处理是指将基材进行抛丸处理并用溶剂擦拭。
在本发明的部分实施方式中，所述喷涂底漆时保证涂装时的环境温度在10-30℃之间，环境湿度≤75％，所述基材的表面温度比露点温度高3-5℃。
在本发明的部分实施方式中，所述喷涂底漆和喷涂面漆步骤中采用压送式喷枪进行，其中，喷枪口径为1.3-1.5mm，喷枪口离基材的距离在25-35cm之间，喷枪压力为0.7-0.8MPa。
在本发明的部分实施方式中，所述烘烤是在80±10℃下烘烤30±10min。
在本发明的部分实施方式中，所述基材的材料选自铸铁、铝合金和不锈钢中的至少一种。
采用本发明所述的工程机械专用水性涂料涂装方法并配合特定的水性涂料对工程机械进行涂装，其中，保持特定的涂装工艺环境，能够使底漆更好的与基材表面附着，大大提高了漆膜的附着力。而水性环氧树脂中的环氧基使得底漆具有良好的物理、化学性能，对金属材料的表面具有优异的粘接强度，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对酸碱及大部分溶剂稳定，而且面漆中的水性羟基丙烯酸分散体中含有的羟基可以与多异氰酸酯反应，使得漆膜更为致密，柔韧性和耐性更好。因此，所述采用本发明所述的工程机械专用水性涂料涂装方法对工程机械基材进行涂装，可以有效的避免漆膜弊病的出现，极大地提高了漆膜的柔韧性、耐腐蚀性和耐久性，能够满足工程机械的涂装要求。
具体实施方式
通过解释以下本申请的优选实施方案，本发明的其他目的和优点将变得清楚。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。除非特别说明，本发明所述的术语可以指本领域常用的任一种物质。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限值和下限值之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限值和下限值可独立地包括或排除在范围内。
另外，为了更好地说明本发明的内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。本发明中，表示原料含量的单位均基于重量以份计，除非另外说明。另外，关于本发明的技术指标的测定方法均为本领域内使用标准方法，具体可参见最新的国家标准，除非另外说明。
本发明中，名词术语既包括单数形式，也包括复数形式，除非上下文另行明确指出。本发明中所述的“至少一种”不仅仅指包含“一个”或“一种”的情况，更重要的还包含“多个”或“多种”的情况。
本发明所述的基材是指需要进行水性涂料涂装的工程机械设备，包括但不限于运输设备、桩工机械、气动工具、市政工程与环卫机械和各种工程机械专用零部件等，所述基材的材料包括但不限于铸铁、铝合金和不锈钢，优选为碳素钢。所述基材预处理，指将钢材料工程机械基材进行抛丸处理，然后用溶剂擦拭，以去除基材表面的锈蚀、油污、灰尘、切削液、防飞贱剂、探伤剂等，得到预处理的基材。为了控制基材表面的pH值，可以采用碱溶剂例如碳酸氧钠溶液等对基材进行擦拭，以保证基材表面的pH值在8-9之间。
本发明所述的有机金属盐和锌螯合物的复配物是作为助剂的一部分，其中作为必要成分的有机金属盐可以为烷基金属盐或者芳香基金属盐，例如2,7-萘二磺酸钠、柠檬酸铁、碱式乙酸铅、酒石酸氧锑钾、胆酸钠、丁二酸二钠(六水)、硬脂酸镉、甲硫醇钠、二苄基二硫代氨基甲酸锌、酒石酸氧锑钾、乙二胺四乙酸四钠盐和乙二胺四乙酸锌钠盐等。所述锌螯合物是指锌离子嵌合在两个有机分子中间的一种锌结构形式物质。两个有机分子像“蟹钳”一样钳着一个锌离子，形成超稳定螯合结构。
本发明中，通过在底漆中使用含有有机金属盐和锌螯合物的复配物的助剂，能有效抑制水性环氧底漆在低温或高湿条件下干燥过程中出现的闪锈现象，不会对漆膜产生任何不利的影响，而且在干燥过程中转变成了不溶于水的络合物，所以该复配物能够防闪锈的同时还能有效提高涂料干膜的防锈性能和耐盐雾性能。
本发明中，使用水性丙烯酸聚氨酯面漆固化剂，为亲水性多异氰酸酯与疏水性低粘度不对称异氰酸酯三聚体的混合物。与水性羟基丙烯酸分散体反应，与分散体的相容性好，手动搅拌即可混合均匀，并且形成的漆膜干膜厚度达到100μm不起痱子，降低了施工风险，漆膜交联密度高、耐化学品性好。其中所述亲水性多异氰酸酯可以为旭化成的WL72-100，所述疏水性低粘度不对称异氰酸酯三聚体可以为科思创的XP 2840。
本发明所述的硬度通过参考《GB/T 6739-2006铅笔法测定漆膜硬度》来进行测量。所述的附着力通过划格法进行测量得到，具体参考国家标准《GB/T9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验》进行。所述的柔韧性通过参考《GB/T1731-1993漆膜柔韧性测定法进行》。所述的耐酸性通过参考国家标准《GB/T9274-88色漆清漆耐液体介质测定》来测定。所述的耐水性通过参考国家标准《GB/T 1733-1993漆膜耐水性测定法》来测定。所述的耐盐雾性通过参考国家标准《GB/T 1771-2007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》来测定。所述的耐人工老化性通过参考国家标准《GB/T 1865-2009色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》来测定。
本发明中通过采用所述的涂装方法喷涂所述底漆和面漆，得到的漆膜具有很好的性能，不但硬度合适，柔韧性好，而且在耐水性、耐酸性和耐盐雾性能方面都表现极佳。
实施例1
基材预处理：指将钢材料工程机械基材进行抛丸处理，然后用溶剂擦拭，以去除基材表面的锈蚀、油污、灰尘、切削液、防飞贱剂、探伤剂等，得到预处理的基材。
喷涂底漆并流平后进行烘烤：保持环境温度在10-30℃之间，环境湿度≤75％，并通过调整使所述基材的表面温度比露点温度高5℃。然后将上述进行过预处理的基材进行喷涂底漆。
其中所述底漆由A组分和B组分组成，所述A组分由水性环氧树脂、助剂(含RAYBO60，美国瑞宝，1重量％)、填充剂、颜料和水组成，所述B组分为水性脂肪胺固化剂。将5质量份A组分和1质量份B组分混合，采用压送式喷枪进行喷涂至漆膜厚度为55μm，其中，喷枪口径为1.4mm，喷枪口离基材的距离在30cm左右，喷枪压力为0.8MPa。喷涂底漆后流平10min，然后在80℃下烘烤30min。
刮涂工程机械专用水性原子灰后，30min之后进行打磨。
喷涂面漆并流平后进行烘烤：所述面漆由甲组分和乙组分组成。将5质量份甲组分和1质量份乙组分混合成面漆，采用压送式喷枪进行，其中，喷枪口径为1.4mm，喷枪口离基材的距离在30cm左右，喷枪压力为0.7MPa。喷涂面漆至漆膜厚度在50μm左右。然后流平15min后在80℃温度下烘烤30min。
对上述得到的水性漆膜进行测试，得到的漆膜的性质如表1所示。
实施例2
基材预处理：指将铝合金工程机械基材进行抛丸处理，然后用溶剂擦拭，以去除基材表面的锈蚀、油污、灰尘、切削液、防飞贱剂、探伤剂等，得到预处理的基材。
喷涂底漆并流平后进行烘烤：保持环境温度在10-30℃之间，环境湿度≤75％，并通过调整使所述基材的表面温度比露点温度高3℃。然后将上述进行过预处理的基材进行喷涂底漆。
其中所述底漆由A组分和B组分组成，所述A组分由水性环氧树脂、助剂(含RAYBO60，美国瑞宝，1.5重量％)、填充剂、颜料和水组成，所述B组分为聚酰胺固化剂。将4质量份A组分和1质量份B组分混合，采用压送式喷枪进行喷涂至漆膜厚度为45μm，其中，喷枪口径为1.3mm，喷枪口离基材的距离在25cm左右，喷枪压力为0.8MPa。喷涂底漆后流平10min，然后在70℃下烘烤40min。
刮涂工程机械专用水性原子灰后，30min之后进行打磨。
喷涂面漆并流平后进行烘烤：所述面漆由甲组分和乙组分组成。将4质量份甲组分和1质量份乙组分混合成面漆，采用压送式喷枪进行，其中，喷枪口径为1.3mm，喷枪口离基材的距离在25cm左右，喷枪压力为0.7MPa。喷涂面漆至漆膜厚度在60μm左右。然后流平15min后在80℃温度下烘烤20min。
对上述得到的水性漆膜进行测试，得到的漆膜的性质如表1所示。
实施例3
基材预处理：指将铸铁工程机械基材进行抛丸处理，然后用溶剂擦拭，以去除基材表面的锈蚀、油污、灰尘、切削液、防飞贱剂、探伤剂等，得到预处理的基材。
喷涂底漆并流平后进行烘烤：保持环境温度在10-30℃之间，环境湿度≤75％，并通过调整使所述基材的表面温度比露点温度高4℃。然后将上述进行过预处理的基材进行喷涂底漆。
其中所述底漆由A组分和B组分组成。所述A组分由水性环氧树脂、助剂(含RAYBO60，美国瑞宝，0.8重量％)、填充剂、颜料和水组成，所述B组分为水性脂肪胺固化剂。将6质量份A组分和1质量份B组分混合，采用压送式喷枪进行喷涂至漆膜厚度为70μm，其中，喷枪口径为1.5mm，喷枪口离基材的距离在35cm左右，喷枪压力为0.7MPa。喷涂底漆后流平10min，然后在90℃下烘烤30min。
刮涂工程机械专用水性原子灰后，30min之后进行打磨。
喷涂面漆并流平后进行烘烤：所述面漆由甲组分和乙组分组成。
将4-6质量份甲组分和1质量份乙组分混合成面漆，采用压送式喷枪进行，其中，喷枪口径为1.5mm，喷枪口离基材的距离在25cm左右，喷枪压力为0.7MPa。喷涂面漆至漆膜厚度在40μm左右。然后流平15min后在80℃温度下烘烤30min。
对上述得到的水性漆膜进行测试，得到的漆膜的性质如表1所示。
对比例1
将实施例1中的改性环氧树脂改为改性醇酸底漆，其他条件不变，最后得到的漆膜性质如表1所示。
对比例2
在实施例1的底漆中不含有机金属盐和锌螯合物的复配物，其他条件不变，最后得到的漆膜性质如表1所示。
对比例3
将实施例1的底漆中A组分的助剂改为含ZT-709(北京之途化工公司)的组剂，其他条件不变，最后得到的漆膜性质如表1所示。
对比例4
将实施例1中的面漆改为热固性丙烯酸面漆，其他条件不变，最后得到的漆膜性质如表1所示。
对比例5
通过调整使所述基材的表面温度与露点温度相同，其他条件与实施例1相同，，最后得到的漆膜性质如表1所示。
对比例6
通过调整使所述基材的表面温度比露点温度低5℃，其他条件与实施例1相同，最后得到的漆膜性质如表1所示。
表1
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种工程机械专用水性涂料的涂装方法，包括以下步骤：
基材预处理，以控制表面无油无锈；
喷涂底漆并流平后进行烘烤；
喷涂面漆并流平后进行烘烤，其中，
所述底漆为水性环氧防腐底漆，所述面漆为水性丙烯酸聚氨酯面漆，所述基材的材料选自铸铁、铝合金和不锈钢中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，
所述底漆由A组分和B组分组成，所述A组分由水性环氧树脂、助剂、填充剂、颜料和水组成，所述B组分为水性改性脂肪胺固化剂或聚酰胺固化剂；其中所述助剂含有有机金属盐和锌螯合物的复配物，且基于重量所述复配物占所述A组分的0.5-2.0％。
3.根据权利要求2所述的涂装方法，其特征在于，
所述A组分和所述B组分的质量比为4-6:1，所述底漆的漆膜厚度为45-70μm。
4.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，所述水性丙烯酸聚氨酯面漆由甲组分和乙组分组成，所述甲组分含有水性羟基丙烯酸分散体、助剂、颜料和去离子水，所述乙组分为异氰酸酯固化剂。
5.根据权利要求4所述的涂装方法，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂为亲水性多异氰酸酯与疏水性低粘度不对称异氰酸酯三聚体按质量的混合物，所述亲水性多异氰酸酯与疏水性低粘度不对称异氰酸酯三聚体的质量比为1-4:1。
6.根据权利要求4所述的涂装方法，其特征在于，
所述甲组分和所述乙组分的质量比为4-6:1，所述面漆的漆膜厚度为40-60μm。
7.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，
所述基材预处理是指将基材进行抛丸处理并用溶剂擦拭。
8.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，
所述喷涂底漆时保证涂装时的环境温度在10-30℃之间，环境湿度≤75％，所述基材的表面温度比露点温度高3-5℃。
9.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，
所述喷涂底漆和喷涂面漆步骤中采用压送式喷枪进行，其中，喷枪口径为1.3-1.5mm，喷枪口离基材的距离在25-35cm之间，喷枪压力为0.7-0.8MPa。
10.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，
所述烘烤是在80±10℃下烘烤30±10min。
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