机床表面涂装用漆

2008年5月 第11卷第5期 现代涂料与涂墓 ModemPaint&Finishing May．2008 V01．11No．5 机床表面涂装用漆 王怀奎，马喜顺 (石家庄市油漆厂，石家庄050081) 摘要：介绍了目前国内机床行业用漆的使用特点、涂装工艺及机床漆涂装配套，讨论了机床漆涂装过 程中容易出现的质量问题及处理。 关键词：机床漆；涂装弊病；涂装工艺 中图分类号：TQ633文献标识码：A 文章编号：1007—9548(2008)05—0034一05 PaintforCoatingtheSurfaceofMachine WANGHuai——kui,MAXi—·shun Abstract：Thepresentapplicationcharacteristics，coatingprocessandpaintsystemforcoatingthesurfaceofma- chineinChinaareintroduced．Theproblemseasilyoccurredduringcoatingsandcountermeasuresarediscussed． Keywords：paintformachine，defectsofcoatings，coatingprocess l 引言 近年，随着国民经济的迅猛发展，国内机床行业飞 速发展。并具有极大的市场发展潜力。随着机床行业 的发展，机床厂家及其用户对机床的表面涂装提出了 更高的要求，而国内机床厂家发展水平不一，用漆的质 量水平也不一样，涂料供应方大多生产过去的老品种， 并没有针对机床行业研制适用的专用涂料，基于此，本 人结合多年为机床厂用漆配套的实践，就目前国内机 床行业的用漆现状、存在问题、使用特点、涂装特点和 机床漆涂装配套方案，以及机床漆涂装过程中容易出 现的质量问题和处理方法等进行了讨论，以期对提高 我国机床的涂装质量能有所帮助。 2国内机床行业的发展现状 根据国家发展战略，我国的机床行业在未来相当 长的一段时间内有极大的市场发展潜力，归纳机床行 业及其用漆的发展形势，有如下几．爪特点。 ． (1)机床行业发展规模将继续扩大 机床是工作母机，制造机器的机器。机床工业是 装备工业的核心，机床行业在深入研究的基础上提出 了发展国产机床特别是数控机床的规划和政策，以提 高我国制造业的水平。根据国家计委投资研究所预 测，“十一五”期间，我国机床市场所孕育的商机高达 320亿一400亿元，按照1．5％的用漆量计算，其用漆 量可达4亿一6亿元。 (2)数控机床未来5年年均增长30％ 机床行业的发展趋势为数控机床，目前，数控机床 的增长速度明显快于普通金属切削机床，数控机床在 金属加工机床总量中的比例逐年上升，我国机床的数 控化率逐年提高。预计，未来5年我国数控机床的年均 增速在30％以上。 (3)机床总体装配水平与国外相比存在较大差距 目前我国机床工业逐步形成五大产业群，形成诸 多龙头企业，但这些龙头机床集团在国内的市场占有 率不是很高，远没有达到垄断的地步。机床总体装配 水平与国外相比还存在较大差距，总体情形是高端失 守、低端混战，缺乏创新产品，缺乏中华品牌，缺乏 核心竞争力，不能满足我国成为世界机床制造强国的 需要。 (4)机床行业对涂装用漆的质量将提出更高的要求 国内机床机械业产能较大，但是高档数控机床仍 需大量进口，机床的技术水平亟待提高。我国机床发 展要赶超世界先进水平仍需要较长的时间，有着巨大 的发展空间，同时为涂料厂提供了发展机会。国内机 床急需改进表面涂装的质量问题，应满足高装饰性、高 防护性的要求。 3机床用漆品种及其特点 在当前国内外机床市场竞争日趋激烈的情况下， 各厂商在不断提高机床内在质量与功能的同时，十分 万方数据 2008年5月 第ll卷第5期 现代溶科与溶装 ModernPaint&Finishing 。 Mav．2008 V01．1lNo．5 讲究机床外观的装饰性，以便给用户一个赏心悦目的 第一印象。 机床上广泛采用的涂料种类有：过氯乙烯机床漆、 改性过氯乙烯机床漆、氯化无规聚丙烯机床漆、丙烯酸 改性硝基漆、环氧漆、聚氨酯漆、锤纹和桔纹漆、不饱和 聚酯腻子、机床水性涂料、磷化底漆等。其中，高档漆 以丙烯酸改性聚氨酯机床漆、聚氨酯机床漆(分装)等 为主，其主要性能是漆膜坚硬光亮，具有良好的附着 力、优异的抗磨损性能、良好的耐干湿交替性、优良的 耐水、耐汽油、耐润滑油和抗化学腐蚀性、抗潮性和耐 油性等。 其它档次的有：丙烯酸改性过氯乙烯机床漆、聚氨 酯改性过氯乙烯机床漆等，涂膜具有比一般过氯乙烯 树脂漆更优异的防腐性能，有良好的化学防腐性，能耐 候、耐寒，有良好的防延燃性；涂膜有良好的流平性及 良好的丰满度和光泽，干燥性好。由于采用合理的复 合溶剂，喷涂时不易产生流挂，涂膜有良好的物理机械 性能和耐冲击性能，表面硬度好，耐盐雾耐湿热等。 国产机床中有光面漆仍占相当的比例(约40％)， 国外机床使用有光面漆的也不少，但所用涂料品种的 质量档次较高。对一些大机床，通常使用无光漆或半 光漆，尽管漆膜无光或半光，但漆膜丰满，质地细腻。 最近几年机床行业使用的美术漆有桔纹漆、凸纹漆等， 且其所占比例明显上升，大约占到了51％，特别是美、 德、瑞士、意大利、西班牙等国的机床均普遍采用这类 美术漆。 4国内机床涂装现状 4．1单独的机床漆生产厂家不多 现在国内一些机床厂家使用的涂料存在的问题 是：①档次低，外观差，品种单一；②装饰性及耐久性 较差。 目前生产机床漆的企业均是最近十年间成立的小 公司，而生产机床漆的老企业很少。新企业一般以用 途命名，老企业没有突出在机床方面的用途，仍在沿用 成膜物命名方法。石家庄市油漆厂金鱼机床机械漆公 司自成立以来，在机床漆的配方及施工配套方面 做了大量的工作，形成了一些特色产品，在国内北方众 多的大中型机床厂得到了广泛的应用。 4．2机床用漆涂装特点 (1)涂装是一种高技巧工作 涂料涂装是一种技巧性很强的技术工种，喷涂前 的调漆就大有学问，除精确的涂料配比外，还要注意涂 料的黏度、环境温度等各方面因素，此外过程检验是否 及时对漆膜的饱满感和光泽度有很大影响。 (2)配套性要求高 由于底漆是直接喷涂在经过表面处理的车身或部 件外表上的第一道涂料，是整个涂层的开始，所以要求 底漆与底材必须具备良好的防腐性、防锈性、耐油性和 耐水性，同时必须具有良好的附着力，与上层的中涂或 面漆具有良好的配套性。 中涂漆是用于底漆和面漆之间的涂料，这就要求 它既能牢固地附着在底漆表面上，又容易与上面的面 漆涂层相结合，起着重要的承上启下的作用。中涂漆 除了要求与其上下涂层有良好的附着力和结合力外， 同时还应具有填平性，以消除被涂物表面的洞眼、纹路 等，提高整个涂层的装饰性。 (3)涂料选型很重要 目前工程机械厂家使用的底漆品种较多，单组分 的有丙烯酸漆、改性硝基漆、环氧酯漆、改性丙烯酸漆； 双组分的有环氧漆、聚氨酯漆。单组分的丙烯酸漆、改 性硝基漆等由于干燥速率快，夏天喷涂时，常会出现干 喷现象，在被涂表面形成不了连续的漆膜，产生大量的 粉状物，影响面漆的施工，单组分的底漆与聚氨酯面漆 的配套性不好。双组分漆虽然施工麻烦一些，但在耐 腐蚀性等关键性能上明显高于单组分漆。 (4)面漆要求质量高 面漆是工程机械整个涂层中的最后一层涂料，它 在整个涂层中发挥着主要的装饰和保护作用，决定了 涂层的耐久性能和外观。正因为面漆所处的位置特 殊，这就要求面漆比底层涂料有更完善的性能。首先， 耐候性是面漆的一项重要指标，它要求面漆在极端温 变湿变、风雪雨雹的气候条件下，不变色、不失光、不起 泡、不开裂。 4．3机床用漆涂装的方向 “货卖一张皮”这句话有一定的片面性，但也如实 地反映出外观对产品参与市场竞争具有十分重要的作 用。因此作为机床厂，要十分讲究涂装的材料与工艺。 严格工艺条件，研究机床漆膜色彩设计，以适应机床市 场的变化。国内的涂料研究与生产部门要尽快开发出 一批符合机床涂装技术要求的高质量机床配套漆。在 面漆品种及色彩上要多样化，开发有光面漆、锤纹漆及 凸纹漆等新品种，以供各机床厂根据市场需求选用。 要努力提高机床漆的配套性，使其具有非常好的防护 性和装饰性。 5机床用漆的技术要求 根据ZBJ50011—89《机床涂漆技术条件》，机床漆 的技术要求主要有5条：①快干(表干不大于4h，实干 24h)；②一定的耐湿热性能【(47±2)oC，相对湿度不 小于95％，21d达到合格级】；③较好的耐油性(20’机 械油，21d通过)；④较好的耐切削液性能(耐碱性切 35 万方数据 2008年5月 第11卷第5期 现代涂料与涂装 ModemPaint&Finishing May．2008 V01．11No．5 削液，21d通过)；⑤所用底漆、腻子、二道浆、面漆及 稀释剂配套性好。 另外，将逐步淘汰普通空气喷涂。用普通空气喷 枪喷漆，材料浪费大，且污染环境。将推广高压无气喷 涂、静电喷涂等低污染喷枪。涂料根据涂装方式的变 化，也要作出相应的调整。 6机床用漆配套方案 6．1机床漆选择 涂料、涂装技术和涂装管理是涂料涂装的三要素， 机床产品需要喷底漆、中涂漆和面漆3道漆，因为3道 漆是层层叠加上去的，这就要求涂料的配套性要好，否 则喷涂第2道涂料的时候容易出现咬底和起皱现象。 因此，配套性好是选择涂料的一条重要标准。机床用 漆配套性研究工作需要涂料生产厂家的积极配合，这 是一个很重要的方面。 6．2配套方案 (1)铸件涂装 铸件涂装配套方案见表l。 表1金属铸件涂装配套方案 (2)钣金件涂装 钣金件涂装配套方案见表2。 表2钣金件涂装配套方案 7机床用漆色彩搭配 7．1国外机床 国外机床采用带黄头的灰白色，即黄灰色占相当 大的比例(约44％)。其中有浅黄灰、深黄灰等。这些色 彩给人一种明快、洁净的感觉，是当前的流行色。 7．2国内机床 国内机床漆仍以果绿和浅灰为主。一般机床的上 部选用浅色漆，下部选用深色漆，中间部位或顶部采用 鲜艳的装饰带，总体效果协调，比较受欢迎。 7．3颜色搭配趋势及特点 机床漆颜色的搭配总体的发展特点是：色彩明快、 对比强烈。 8桔纹漆在机床上的应用 我国的机床铸造水平与国外发达国家水平相比， 存在较大差距，用桔纹漆能遮盖部分铸造的缺陷。过 去使用的多为单组分桔纹漆，根据单组分桔纹漆的成 膜机理，漆膜的机械性能存在一定的设计固有缺陷， 例如附着力问题，一直不容易解决。利用双组分丙烯 酸改性聚氨酯桔纹漆可以避免上述缺陷，综合性能 优异。 在为机床行业提供高质量机床配套漆方面，石家 庄市油漆厂走在了同行的前面，特别是金鱼牌丙烯酸 聚氨酯桔纹漆，以其良好的综合性能，在国内主要大型 机床厂得到了广泛的应用，诸如：宝鸡机床厂、济南机 床厂、鲁南机床厂、威海华东数控机床厂等。在近几年 的展览会上，桔纹漆的涂装发展趋势良好。一般常用 的双组分桔纹漆的性能指标见表3。 表3丙烯酸聚氨酯桔纹漆(双组分)性能指标 桔纹漆是一种高级的工业美术漆，因其施工后漆 膜凹凸不平、类似橘皮而命名，其装饰效果华贵、典雅 大方。丙烯酸桔纹漆干燥速率较快、硬度高、耐磨性和 附着力较好，具有较好的保光保色性。适用于机械、机 床、精密仪器、医疗器械等贵重仪器设备的涂装。 9涂装弊病原因分析及解决办法 目前，机床厂家使用的涂料品种多数是双组分涂 料，诸如环氧类漆、丙烯酸聚氨酯桔纹漆或平光磁漆 等。双组分涂料施工比较复杂，并且更容易出现一些 弊病，为保障涂装质量，下面就使用聚氨酯漆或环氧类 涂料时容易出现的一些漆膜弊病以及解决办法等作一 简要叙述。 9．1黄变 涂料干透后，过一段时间漆膜发生变黄现象。 (1)产生原因 ·固化剂成分的影响 丙烯酸聚氨酯漆用固化剂分芳香族与脂肪族2种 类型，前者耐黄变性能差，而后者优异，对于要求耐黄 变严格的花色与场合，需要采用后者；固化剂中游离 万方数据 2008年5月 第11卷第5期 现代滁料与涂装 ModemPaint&Finishing May．2008 V01．1lNo．5 TDI含量太高也会导致漆膜很快变色。 ·涂料原料组成的影响 涂料中使用的树脂、颜料与助剂等的生产厂家及 牌号不同，均可导致不同程度的涂膜变黄。 ·涂料施工问题 丙烯酸聚氨酯类涂料在干燥时间较短的情况下． 涂料的综合性能不能达到最优，例如涂膜的硬度一般 需要在常温干燥7d才达到最高，如果在干燥时间较 短的情况下，在涂料的性能还没有充分发挥出来的时 候就投入使用，涂料的交联密度低，此时如果接触油污 和汽油等小分子物质，该类小分子物质极易渗透到涂 膜中，造成积存残留，影响涂膜的进一步交联与固化， 造成涂膜的相对分子质量小，同样活性基团残留多，留 存黄变基因。 在涂膜尚未彻底干透之前，就进行涂膜表面的清 洁，在使用汽油等物质擦洗油污时，汽油有可能渗透到 涂膜中，在涂膜中残留，影响涂膜的致密性，使涂膜过 早溶胀与降解，导致相对分子质量降低，活性基团增 多，生色基团增多。 ·配套方法的影响 机床涂装常用的施工工艺如下： 过氯乙烯底漆一过氯乙烯腻子一过氯乙烯二道底 漆-+环氧二道底漆一桔纹面漆 其中使用的环氧二道底漆为双组分漆，固化剂为 胺类物质，该固化剂在配比合适的情况下，能充分反应 且较少有固化剂残留，对面漆产生的影响较小，但是， 如果固化剂的配比过量，涂膜固化后，固化剂有残留， 那么固化剂就会上升到涂膜表面，与空气中的二氧化 碳发生反应，生成胺基甲酸酯，该类物质会造成涂膜过 早地变黄。 同时，环氧漆为耐候性很差的涂料，在室外使用， 很快产生黄变，如果面漆在喷涂批次间涂膜厚度差异 较大，底层环氧漆对黄变的影响不容忽视。 根据最终性能需要，机床用涂料施工配套中一般 采用不同种类的涂料，由于涂料成膜物质的差异，相互 之间可能彼此影响。 ·使用环境的影响 在条件恶劣的环境下使用，如长期在酸性或碱性 条件或油污严重的环境下使用，均可造成涂膜的过早 溶胀与降解，导致相对分子质量降低，活性基团增多， 该类活性基团在阳光紫外线照射下，产生蒽醌生色基 团，导致涂膜颜色加深。 (2)解决办法 ·涂料配套问题造成的黄变解决办法 环氧二道底漆用固化剂配比应更加准确和科学合 理；环氧二道底漆必须在彻底干燥的情况下才能进行 面漆的涂装；工件表面涂装面漆漆膜厚度要控制均一， 降低环氧底漆对变色的影响程度。 ·施工问题 使用中性清洁剂。 ·涂料的问题 提高涂料品质：降低游离TDI、选用不黄变产品。 9．2光泽低 涂料干燥后光泽较低，其产生的原因是：①咬底； ②涂料耐久性差造成光泽在短时间内降低；③底漆未 彻底干透；④固化剂用量太低或太高，交联密度不够。 解决办法有：①需要更换涂料用稀料，调整挥发速 率或溶解力；②涂料干燥彻底，才能喷涂面漆；③需要 优化涂料用配方，筛选高光树脂及采用耐久性良好的 颜料；④固化剂加入量要准确。 9．3涂膜脱落、附着力不良 基底与漆层间失去附着力，面漆与底漆失去附着 力等，其产生的原因有：①与基材的表面张力不匹配； ②基材的清洁度及含水、含油污等方面的影响；③腻子 太厚，质量太差；④固化剂添加太多或未搅拌均匀；⑤ 底漆干燥后未有效打磨。 解决办法有：①注意产品的选用；②基材要干爽、 清洁，有一定的粗糙度；③选择优质腻子，尽可能薄刮； ③固化剂配比准确并搅匀。 9．4开裂 涂膜干燥后产生裂纹，其产生的原因有：①基材变 形严重；②涂膜太脆，固化剂加量大；③配套不良，上硬 下软。 解决办法有：①基材品质要稳定；②选用柔韧性好 的涂料，正确添加固化剂；③产品按要求配套使用。 9．5橘皮 平光漆漆膜干燥后不平整，像橘子皮，其产生的 原因有：①涂料施工黏度太高；②稀释剂质量不良；③ 压缩空气中水、油含量太高；④喷枪口径较小或枪距 太远。 解决办法有：①调低施工黏度；②选用配套的高级 稀释剂；③加强检查空压机，定时放水，形成制度；④调 整喷枪口径、改进喷涂技术。 9．6平光漆表面粗糙、凹凸不平或有颗粒 为得到具有良好手感的涂膜，需要控制涂料黏度 与溶剂的挥发速率，涂膜表面效果与施工环境温度、喷 漆距离、出漆速率、出漆量、喷枪的扇形面积等因素有 关。涂料黏度高，流平差，手感差；涂料黏度低，流平性 好，但是，容易流挂。 造成漆面粗糙的原因有：①环境温度高，稀释剂快 37 万方数据 2008年5月 第11卷第5期 现代涂科与涂装 ModemPaint&Finishing May．2008 V01．1lNo．5 干；②喷距太远，出油量太小，空气压力过大；③环境不 好，落尘严重；④涂料中混入杂质；⑤施工黏度太高；⑥ 基材太疏松粗糙；⑦稀释剂溶解力不够。 预防措施有：①加入慢干溶剂；②调整好施工参 数，强化施工技术；③清洁施工现场及待干环境。 9．7光泽不良 施工后涂膜光泽不能满足要求或者光泽不均匀， 其产生的原因是：①底漆层，尤其是腻子层厚度不一， 吸油量不一致；②涂料太稀，施工固含量太低；③固化 剂用错或比例不当；④涂料中混入水分等杂质，施工环 境湿度太高；⑤稀释剂溶解力不够或搭配不当。 解决办法是：①底漆不能过厚；②按要求调节施工 黏度；③固化剂配套并正确配比；④必要时加入适量的 防白水；⑤选用配套稀释剂。 9．8咬底 底漆被面漆的溶剂溶胀，干燥后起皱，其产生的原 因是：①底漆干燥时间不适当；②面漆溶剂太强。 解决办法有：①底漆必须干透或湿碰湿施工；②面 漆溶剂溶解力应适中。 9．9干燥不良 涂料施工后不干或干燥速率缓慢，其产生的原因 是：①误用、少用或忘用固化剂；②稀释剂不适当(PU 稀料中含醇，夏季配方冬天用等)；③气温过低；④一次 性施工太厚；⑤底漆未干透而重涂。 解决办法是：①按比例添加配套的固化剂；②选用 合适的稀释剂；③施工及干燥现场适当升高温度；④一 次性涂布不宜过厚；⑤底层干透后重涂；⑥做l一2遍 封闭底漆。 9．10流挂(流泪) 涂料因重力作用而下坠，其产生原因是：①施工黏 度过低；②一次性涂布太厚；③溶剂挥发速率太慢；④ 喷距太近，出漆量太大。 解决办法是：①适当提高施工黏度；②一次性涂布 不宜太多或太厚；③选择适宜挥发速率的溶剂；④调整 至适当的喷涂参数。 9．11气泡(暗泡、针孔等) 涂料涂装很容易出现气泡问题，其产生的原因是： ①搅拌太剧烈，空气混入(搅拌、刷涂等)；②Pu面漆 或底漆中含水，与固化剂反应生成；③溶剂挥发成气 体，如果不能在施工后逸出涂膜，就会起泡；④双组分 漆中含水，调配后未静置；⑤涂料的施工黏度太高；⑥ 一次施工过厚；⑦剧烈搅拌后，未静置消泡就直接使 用；⑧表干太快，气温过高；⑨固化剂添加过量(eu)。 解决办法有：①Pu漆调配完后静置15rain以上 再使用；②施工黏度降至适当；③一次性施工不可过 厚；④搅拌剧烈，应静置消泡后使用；⑤选用慢干溶剂 调整表干时间，加防白水；⑥固化剂按要求调配准确。 10结语 (1)我国经济的高速增长为机床行业带来了前所未 有的发展机遇，整个机床行业迎来了高速发展时期，与 之配套的涂料生产厂家应该及时跟上前进步伐，做好 涂料的配套及涂料品种的质量更新工作。 (2)“三分涂料，七分涂装”。赶超国外机床涂装的 前沿始终是涂料厂与机床厂共同面对的问题，为了充 分发挥涂料的优异性能，机床厂喷涂技工应该虚心学 习新型涂料的喷涂工艺，对于已经习惯了的传统低档 漆的喷涂手法，应该及时进行更新，双方应该紧密合 作，取长补短，把我国机床的表面涂装质量提高到一个 新的档次。 (3)涂料的施工过程中可能出现的弊病较多，这与 涂料的固有性能有一定的关联，与喷涂的施工方法和 施工环境同样有着较大的关系，机床厂家在重视机床 内在性能的前提下，还要对喷涂线、喷涂设备、喷涂环 境进行改造，提高涂装质量。 收稿日期：2007—11—17 征 订 启 事 《现代涂料与涂装》(月刊)是由北方涂料工业研究设计 院主办的全国性科技期刊，国内外公开发行，国际标准连续 出版物号：ISSN1007—9548；国内统一连续出版物号： CN62一1135／TQa 本刊是中国学术期刊综合数据库来源期刊；《中国 学术期刊(光盘版)》、《中国期刊网》、《万方数字化期刊群》全 文收录期刊；美国化学文摘(CA)收录期刊；荣获第六届全国 石油和化工行业优秀期刊二等奖。本刊是国内涂料行业较具 影响的刊物之一，也是国内涂装行业惟一的正式期刊。本刊 集学术研究、技术信息为一本，融科学性、实用性、新颖性为 一体。主要报道涂料、颜料及辅助材料的研究、开发、产业化 及应用的创新情况；侧重报道的涂装工艺和设备的国内外最 新进展使本刊独具特色。 本刊大16开本，每期定价14元，全年12期共168元， 读者可通过当地邮局订阅，国内邮发代号：54—65，国外代 号：4827BM；也可直接与本刊编辑部联系订阅。 地址：兰州市东岗东路1477号《现代涂料与涂装》编 辑部(730020) 电话：0931—8496343 传真：0931—8662104 联系人：周秀兰 万方数据 机床表面涂装用漆 作者： 王怀奎， 马喜顺， WANG Huai-kui， MA Xi-shun 作者单位： 石家庄市油漆厂,石家庄,050081 刊名： 现代涂料与涂装 英文刊名： MODERN PAINT AND FINISHING 年，卷(期)： 2008,11(5) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xdtlytz200805011.aspx