工程机械涂料的水性之路 任重而道远

工程机械行业的快速发展，促使工程机械涂料在产品结构、技术水平、涂装工艺方面逐步与国际接轨，产销量也大幅提升。笔者翻查数据，发现自2011年以来，中国已经成为全球工程机械产销量最大的国家之一。截至2016年年底，中国工程机械主要产品保有量为672万～728万台。在“一带一路”倡议的带动下，大量的基础设施建设促进了我国工程机械行业的快速发展，2017年工程机械行业主要企业营业收入同比增长20％，且当年实现销售7.6万吨。按照估算，2020年有望达到10.7万吨，可以说，工程机械涂料已经成为中国涂料行业极为重要的组成部分。

当然，我们有必要对工程机械涂料的分类作相应的了解。如果按照涂层划分，可分为底漆、中涂和面漆。

底漆是涂布于物体表面打底的基础用涂料。工程机械尤其是大型工程机械一般都是露天作业，直接与空气、水分、杂质接触，并承受风吹日晒，部分施工工况恶劣，涂膜的附着力和耐腐蚀性能主要依靠这层底漆。

中涂是在底漆和面漆之间起衔接作用的涂层。主要作用是填平底部基材，隔绝底漆层的缺陷，以提高面漆涂层的丰满度、鲜映性等其他装饰性能，增强面漆对涂层的附着力，増加整个配套涂层的厚度，提高整个被涂物的耐水性及防腐性能。而对于装饰性要求不高的零件以及基材表面平整度好的部位，可以不喷涂中涂，从而降低工程机械产品成本。常用的中涂有环氧中涂和聚氨酯中涂。

面漆是工程机械产品的“外衣”，对外观起着举足轻重的作用，直接影响人们的视觉感官。需要注意的是，目前工程机械面漆种类上已经实现多元化。

工程机械主要使用的涂料及配套体系

底漆是工程机械涂料中最基础的涂料，它是直接在经过预先处理过的铁板表面施工而成的。

工程机械上的底漆须具备以下特征:对基材有良好的附着力，在施工后形成的涂膜应有优良的机械强度；同时还须对上层涂料有很好的配套性——底漆本身具有很好的施工性能，并且能适应不同种类的涂装工艺。

常用的工程机械涂料底漆有环氧酯底漆、醇酸底漆、环氧底漆、丙烯酸底漆、聚氨酯底漆以及阴极电泳底漆等。若按底漆不同用途来分，常用底漆有:耐油底漆、防锈底漆、可焊接车间底漆等。

防锈底漆用于普通金属零部件的防锈保护并和下道涂料有很好的配套性:液压件附近主要用耐油底漆，要求涂膜有很好的耐机油、液压油等油类的特性。可焊接车间底漆用于底材预处理完毕后，在正式底漆没有涂布前，作为暂时防锈用的底漆，要求涂膜有很好的可焊接性，施工涂层一般在5-15um。

按照底漆的组分来分，又分为双组分底漆和单组分底漆。单组分工程底漆在施工溶剂型面漆时容易出现咬底和附着力下降问题，故目前双组分环氧底漆已经成为主流配套方案。

底漆是面漆耐久性、美观的前提，底漆的好坏是影响面漆外观美观与否的重要因素，性能不好的底漆甚至会出现剥落和裂纹的现象，因此底漆的选择及其施工是非常重要的，我们可以将工程机械底漆从以下几个方面进行选择。

工程机械基本是露天存放和在户外作业的，有的甚至是在高湿、高温、高盐的环境下作业的，所以涂层防腐性能对于工程机械的使用周期和良好的外观至关重要。它的主要性能测试有涂膜耐水性、耐油性、耐热性、耐盐水性等相关的标准和方法。对于液压件，耐各类液压油的性能是最重要的，否则涂膜受到侵蚀后，脱落到液压油中的涂膜很可能会导致液压系统发生故障，这样就会影响工程机械的日常作业。对于受热零部件表面喷涂的底漆必须要有很好的耐热性，否则受热零部件部位的涂膜脱落，造成此部位的零部件会直接暴露在空气中，从而加快了工程机械的腐蚀速度。

工程机械底漆的力学性能主要有冲击强度、硬度、附着力、柔韧性等性能。如果底漆的力学性能不是很好，那么涂膜在零件或机械的生产、装运、工作过程中很容易就被破坏，从而失去了底漆的防腐性能。

底漆的防腐性能、力学性能以及其他各类性能必须通过底漆施工，并且在干燥成膜后来实现，它的施工性能的好坏还会影响工程机械生产效率、成本及外观的质量。底漆的施工性能主要表现在表干、实干、流平性、涂料的遮盖力及施工适应期等性能上。底漆干燥的时间过长或需要很高的干燥温度，就会影响下道涂料的喷涂时间，从而使施工成本増加:底漆流平性不好会导致涂膜干燥后会出现表面不平整，在喷涂面漆时很可能会出现光泽不高、橘皮、鲜映性不好等弊病。

中涂漆是在底漆和面漆之间起衔接作用的涂层。主要作用是填平底部基材，隔绝底漆层的缺陷，以提高面漆涂层的丰满度、鲜映性等其他装饰性能，同时增强面漆对涂层的附着力，增加整个配套涂层的厚度，提高整个被涂物的耐水性及防腐性能。

工程机械对中涂漆的要求:与底漆和面漆间配套性良好，与上下涂层间的结合力强；涂层硬度适中，面漆的溶剂不能“咬起”此涂层，耐水湿性能要较好，不会引起面漆起泡，打磨性能要较好，能在适当的高温下烘干，且在干打启时，必须不粘砂纸，干性良好。常用的中涂漆为环氧中涂和聚氮酯中涂。聚氨酯中涂的选用主要是老虑涂膜有更好的耐候性能。

面漆可以使工程机械具有很高的光泽、丰富的色彩，并给人以美感。面漆效果直接影响客户对工程机械产品好坏的判断，所以外观颜色和效果越来越受到重视。常用的溶剂型面漆有醇酸、丙烯酸和氯化橡胶、聚氨酯面漆。工程机械对面漆的要求如下。

保护性能

工程机械一般都是室外施工、室外存放，工况恶劣，面临着风吹日晒、粉尘污染和雨水泥水的冲刷。因此，工程机械需要涂料防护使其表面涂覆一定厚度的涂膜，以便隔离大气中的氧水分、尘污等腐蚀性物质，在一定期限内免受腐蚀，保证设备的使用寿命。可以说防护功能是工程机械涂料的基本功能，因此涂膜要求有良好的附着力、耐冲击和柔韧性等力学性能。

国内工程机械行业发展初期，使用涂料以防锈保护功能为主。进入21世纪后，随着行业蛋糕越做越大，竞争日趋激烈，涂层外观也成为构成产品竞争力的一个重要因素，更高的光泽、更高的丰满度、赏心悦目的涂层配色，自然更容易赢得市场。同样随着市场发展，工程机械企业也意识到品牌建设和企业形象视觉识别(VI)的重要性，因此用涂料唠涂到产品表面，起到重要的品牌传播载体作用。

工程机械机器庞大、结构复杂，难以实现所有的表面都具有很高的外观效果。为此，工程机械行业提出了覆盖件的概念，即覆盖在机器设备外部的零部件，包括油箱、驾驶室、发动机罩、盖板等，在这些覆盖件上重点突出涂装的装饰性，要求表面涂膜光滑、均匀、饱满、光泽高、无弊病，并具有一定的耐候性，在一定时期内其失光、褪色在规定的范围内。自2000年以来，工程机械行业对产品外观质量越来越重视，每两年一次的北京工程机械展还专门举行外观评比活动，工程机械涂装的装饰功能愈加突出，用户及制造商都更加重视产品涂装的整体视觉效果。

在选择工程机械面漆时，必须注意和底漆、中涂或腻子的配套性，否则在涂装时可能出现整个涂层起皱和咬底等配套不良现象。面漆施工时要求流平性好、光泽高、鲜映性高、丰满度好，但不能流挂。对于面漆流平性能不好的情况，可能会导致出现流挂、橘皮、鲜映性差和丰满度差等弊病。

当前国内外工程机械的大部分产品仍然采用溶剂型涂料进行噘涂。采用低施工固体分溶剂型涂料，会产生大量的挥发性有机化合物(VOC)排放，对环境造成严重的污染。

我国近年颁布和实施了一系列限制溶剂型涂料的政策和法规，传统溶剂型工程机械涂料市场受到巨大冲击，水性工程机械涂料呼声高涨。

2013年9月，国务院印发《大气污染防治行动计划》，明确在石化、有机化エ、表面涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治，完善涂料等产品挥发性有机物限制标准，推广使用水性涂料，鼓励生产、销售和使用低毒、低挥发性有机溶剂；

2015年1月26日，财政部与国家税务总局联合发布《关于对电池、涂料征收消费税的通知》，宣布自2015年2月1日起对涂料征收消费税。消费税在生产、委托加工和进口环节征收，适用税率均为4％，对施工状态下挥发性有机化合物(VOC)含量低于420g(含)的涂料免征消费税；

2016年7月，国家工信部和财政部联合印发的《重点行业挥发性有机物削减行动计划》中要求:到2018年，工业行业VOC排放量比2015年削减390万吨以上，减少苯、甲苯、二甲苯等溶剂、助剂使用量20％以上，低(无)VOC的绿色涂料产品比例达到60％以上；

2017年9月，环保部印发(“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》，要求如下：

①重点推进集装箱、汽车、家具、船胎、工程机核、钢结构、卷材等制造行业工业涂装排放控制:到2020年，全国工业涂装VOC排放量减少20％以上，重点地区减少30％以上。

②推广使用高固体分涂料，到2020年年底前，使用比例达到30％以上:试点推行水性涂料，积极采用机器人喷涂、静电喷涂等先进涂装技术。加强废气的收集与治理，有机废气收集率不低于80％，喷滚与烘干废气采用焚烧等方式进行处理。

通过上述措施，工程机械制造涂装VOC综合去除率达到50％以上。而在一系列降低VOC的环保政策实施后，相信工程机械涂料将由传统溶剂型涂料向水性涂料等环境友好型涂料转变的速度会大大加快。

水性涂料本身就是用水作为分散介质的涂料，可降低涂装过程中VOC的排放。工程机械使用的水性涂料主要是双组分环氧底漆与双组分聚氨酯面漆，但由于其性能和外观效果与高质量涂层相比还有一定差距，加上其对环境温湿度相当敏感、对工件表面前处理要求较高，所以涂装质量把控难度较大，因此工程机械行业实现大规模成熟应用，还有很长的路要走。

据悉，电泳涂料属于最先成功应用的水性涂料，为了满足不同的需求，阴极电泳涂料发展也十分迅速，基本上每隔3～5年就更新换代一次，目前已经开发的有标准型、低温烤型、厚型、边角覆盖型、耐侯耐久型等阴极电泳涂料。由于电泳涂装不存在死角，使得工件整体防锈性能大大改善，在汽车车身的涂装上得到广泛应用，在工程机械行业也越来越受到企业的关注，目前电泳涂装在工程机械行业的应用主要是驾驶室、机罩等覆盖件上，应用领域也在不断扩大。

可以说，提高工程机械用涂料的防腐蚀性和各种环境气候条件下的适应性，追求更高的外观质量，降低涂枓固化温度，提高施工适应性和环境友好性，将是今后工程机械用涂料研究领域的主攻方向。工程机械涂料涂装也将从材料、工艺、设备等方面不断追求更高的产能、效率、质量，以及更少的材料和能耗，减少直至消除三废排放。

工程机械产品需求及增长幅度与GDP、基本建设投资规模具有较强的相关性，尤其是对国家、对社会产生重大影响的工业领域。随着中国国力的不断壮大、社会的生产需求和环保需求的不断提升，相信工程机械涂料的水性化产品也会跟随时代的进步，呈现出越来越好的发展态势。（来源：防腐涂料视界）