浅谈水性涂料特点及喷涂施工工艺技巧

摘要：介绍了水性涂料的特点、涂装工艺及喷涂施工操作技巧等。

    关键词：水性涂料；喷涂施工；涂装工艺

    中图分类号：TQ639 文献标识码：B 文章编号：1007－9548（2009）10－0034－03

    1·水性涂料的主要类型及发展机遇

    早在1988年美国南加利福尼亚州就对木器家具厂提出了使用水性涂料的要求，经过这些年的研究发展，已获成功。目前，国内木器生产厂也已逐渐推广使用。水性涂料的主要类型:水性聚酯、丙烯酸及聚氨酯水分散体涂料、双组分聚氨酯和丙烯酸聚氨酯涂料。水性涂料是当前发展迅速的环保型涂料，但在亚洲使用比例极低，仅为3%（欧洲为42%）。水性涂料在生产和使用中投资较高，如需要烘干室、强冷设备、生产场地温湿度控制调节设备等，但对现有设备加以改造，也是可行的。在减少污染治理费用、降低材料消耗、保障操作人员健康等方面，能在短期内得到回报。

    水性涂料的诞生和发展主要是受人类对环境保护重要性的逐渐认知所驱动。自1966年美国加州颁布实施第一个限制挥发性有机化合物（VOC）法令以来，各国对严格控制VOC排放量、限制高VOC涂料产品的生产和使用都已经提升到了法律法规的高度，水性涂料因其VOC极低且节省能源而成为现代涂料工业发展的主流方向。

    据对全球各地区涂料产品生产的统计资料显示，北美地区水性工业涂料占到43％，溶剂型工业涂料只占51％；西欧地区水性工业涂料占了34％，溶剂型工业涂料只占52％；而在中国，水性工业涂料只占15％，溶剂型工业涂料则高达80.5％。由此可见，在涂料水性化领域我国与发达国家的差距还很大。所幸的是，这种局面正在改变。随着生活水平的日益提高，人们在居家装修中越来越注重环保与健康，扩大了对水性涂料的需求。近年来我国在水性涂料的研究、生产和应用等方面正以前所未有的速度向前推进，新产品层出不穷，扩大了水性涂料的市场空间。

    近年来，国家在政策法规等方面积极引导，其中颁布的《ISO14020国际标准配套涂料技术标准》对规范和促进水性涂料的健康发展起到了非常积极的作用。前些年由于水性涂料在价格方面的劣势，一定程度上制约了其市场发展，而近年来，原油价格出现了大幅度上涨，导致各地溶剂型涂料的价格不断提升，有的甚至已高过一些水性涂料，这种情况从某种程度上也推动了水性涂料的发展，使有些地方的水性涂料出现了令人振奋的旺销局面，这不能不说是水性涂料发展的一个难得的机遇。

    2·水性涂料的特点

    水性涂料在生产制造及施工应用中以水作为溶剂，使用的设备均可用水清洗；水性涂料中颜料的分散性较溶剂型差，会影响其耐候性；表面张力较溶剂型高，对工件表面的润湿性和展布性差，涂膜易产生针孔、缩孔、气泡及流挂等弊病；水性涂料的水分蒸发慢于溶剂型涂料的溶剂蒸发，闪蒸时间长或需低温烘烤；对含水量较高的水性涂膜需晾干或在低于100℃下分段升温保温，待水分基本去除后才可烘烤;剪切力对水性涂料的稳定性有影响，在循环系统中会随剪切力的不同而出现不同的黏度和流速。然而使用水性涂料是涂装行业的发展趋势，由此涂装设备及工艺必须适应水性涂料的需求。涂装水性涂料相对于溶剂型涂料，具有以下特点：以水作溶剂，消除了施工时火灾的危险性；降低了对大气的污染；仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件；水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；对底材表面适应性好，涂层附着力强；涂装工具可用水清洗，大大减少了清洗溶剂的消耗，施工简单方便。

    涂装水性涂料也存在如下问题：水性涂料对施工环境及底材表面清洁度的要求较高（因水的表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔）；对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点；要求输送管道形状良好，管壁无缺陷；对涂装设备腐蚀性大，需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料，设备造价高；烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗。

    3·水性涂料的涂装工艺

    ⑴家具涂装工艺

    底材打磨→涂底漆→打磨→刮腻子（2～3道，每道干燥2～3h）→打磨（600～1000#砂纸）→涂底漆→罩面漆（1～3道，每道间隔15h，前2道干燥后采用1000#砂纸打磨）→干燥（自干或低温烘干）水性底漆的作用是提高对木材的浸润性，增大附着力;面漆的施工可采用刷涂或喷涂，涂料经200目滤网过滤；黏度为18～22s（涂-4杯）。家具涂装施工时涂膜要薄，防止流挂，采用多层薄涂，干燥时间按生产厂的规定执行。

    ⑵建筑涂装工艺

    对环境和基材的要求：保证水泥/混凝土保养1个月以上并干燥，含水率10%以下；所有门窗安装工程和外设固定设施安装工作结束；涂装面不再有交叉作业。环境温度5～30℃，湿度75%以下；无4级以上大风和阴雨。

    施工步骤：对外墙进行全面清理，去除水泥灰渣，平台部位清扫干净；局部缺陷特殊处理，包括填补、封闭和打磨平整；根据建筑情况考虑对建筑附属物和外设、门窗进行遮盖/封闭；刮涂头道水泥-聚合物腻子，6～8h后用砂纸打磨平整；刮涂二道水泥-聚合物腻子，6～8h后用砂纸打磨平整，腻子层干燥36～48h；涂刷封闭底漆1道，干燥4～6h后，细砂纸打磨；涂刷面漆2道，施工间隔4～8h；清理施工现场。

    墙面面漆施工时，用力要均匀，动作要快捷，避免多次反复涂刷，影响效果。涂装顺序要先上后下，从屋顶、檐柱、顶横梁和椽子到墙壁门窗和底板。其中每一部分也需自上而下依次涂刷。在涂刷每一部位时不能停顿，如果不得不停下来，也要选择房子结构上的连接部位，如墙面与窗框衔接处，这样就能避免难看的接缝。面漆配料后尽量在2h内用完，采用“十字”辊涂法，做到均匀一致、无漏涂、流挂现象。需养护24h以上。外墙金属漆施工采用“十字”喷涂效果最佳，且应搭半枪喷涂，避免产生间隔喷涂阴影。

    ⑶塑料制品涂装工艺

    塑料底材表面处理主要有清洁处理和表面活化处理，其目的是为提高涂膜与底材的附着力。表面的油污可视塑料类型选用低级醇类和芳香烃及酮系溶剂。表面活化的方法有氧化处理、铬酸处理、电晕处理及等离子处理等。此外，由于塑料制品在压制成形后产生残余应力或局部结晶化，涂装时会发生开裂或细纹且不利于涂料润湿，可以分别采用退火或吹离子风来消除。这在开发和应用水性涂料中尤为重要。而表面功能化则是赋予底材导电、真空喷涂金属、紫外线保护层等特殊功能。近年来，塑料用水性涂料主要品种有单组分水性丙烯酸醇酸涂料、水性丙烯酸聚酯涂料、单组分及双组分水性聚氨酯涂料、水性环氧酯涂料等。

    常用的ABS、PC塑料制品涂装工序为：

    底材打磨或修整（适用于有毛刺或表面有缺陷的零件）→预处理（退火处理、醇类溶剂清洗或活化处理）→消除静电（静电除尘）→涂底漆→晾干→烘干→静电除尘→涂面漆→晾干、流平→烘干→冷却→检验涂料施工一般喷涂1～2道，每道膜厚10～15μm。膜层过薄，影响流平；膜层过厚，会产生流挂、缩边等现象。