水性漆在輸調(diào)漆系統(tǒng)的應(yīng)用(定稿)1.18

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1、水性漆在輸調(diào)漆系統(tǒng)的應(yīng)用劉繼華（奇瑞汽車股份有限公司規(guī)劃設(shè)計院241009）【摘要】鑒于汽車涂裝水性漆工藝的應(yīng)用越來越廣泛,本文就涂裝輸調(diào)漆系統(tǒng)的水性漆應(yīng)用及設(shè)備要求、設(shè)備選型配置等進(jìn)行了闡述?！娟P(guān)鍵詞】輸調(diào)漆水性漆低剪切穩(wěn)壓1、前言為促進(jìn)汽車涂裝的環(huán)保清潔生產(chǎn)，降低VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)排放，水性漆的應(yīng)用在汽車涂裝工藝中將逐步取代溶劑漆并成為主流，為適應(yīng)水性漆的設(shè)備要求，傳統(tǒng)溶劑型的涂裝設(shè)備如：機(jī)器人噴涂系統(tǒng)、輸調(diào)漆系統(tǒng)、預(yù)烘干設(shè)備、空調(diào)制冷除濕設(shè)備、噴漆室、廢漆處理設(shè)備等必須進(jìn)行相應(yīng)的變更。輸調(diào)漆系統(tǒng)（集中循環(huán)供漆噴涂系統(tǒng)）作為涂裝油漆的輸送、調(diào)壓、調(diào)溫設(shè)備，在水性漆應(yīng)

2、用方面，為了實現(xiàn)水性涂裝的穩(wěn)定品質(zhì),需要進(jìn)行包括穩(wěn)壓器、輸漆泵、背壓閥、攪拌器等多項設(shè)備的細(xì)節(jié)變更。2、水性漆的應(yīng)用特性2.1水性涂料與溶劑涂料相比，水性涂料的主要成分中，含有＞60％的水，溶劑涂料中含有＞70％的VOC溶劑（見圖1）。在發(fā)泡性方面，水與溶劑相似，本來很難起泡，即使起泡也會馬上消失，但在水性涂料成分中，添加了為防止樹脂分散而加入的界面活性劑，受其影響，水性漆產(chǎn)生的氣泡變得穩(wěn)定不易消失，容易形成為氣泡。輸漆系統(tǒng)在設(shè)備方面需要考慮攪拌器的攪葉形狀設(shè)計、攪拌器的轉(zhuǎn)速設(shè)定等。圖1水性油漆與溶劑油漆比較2.2水性涂料的粘度一般在55±5S(#FC4)，較傳統(tǒng)溶劑型涂料粘度

3、高20～30S，油漆呈現(xiàn)粘稠狀，流動性較差，對泵的選擇要有動力要求。（見表1）表1水性涂料和溶劑涂料的比較涂料涂料粘度稀釋劑PH值管理發(fā)泡性絕緣電阻值水性涂料高水要大低溶劑涂料低各種溶劑不要小高2.3水性涂料的表面張力大于溶劑張力，蒸發(fā)潛熱遠(yuǎn)高于溶劑，同時導(dǎo)電率高，由于導(dǎo)電性大容易出現(xiàn)電蝕反應(yīng)，易導(dǎo)致輸調(diào)漆設(shè)備的管路氧化、生銹。(見表2)表2水和溶劑的特性比較沸點蒸發(fā)潛熱表面張力導(dǎo)電率融點溶劑蒸發(fā)速度（℃）（cal/g）（dyne/cm2）（25℃）（℃）水1005407378360甲苯11086292.4195-95二甲苯14483302.668-253、水性漆對輸調(diào)漆系統(tǒng)的

4、要求根據(jù)水性漆的應(yīng)用特性，水性漆的應(yīng)用對輸調(diào)漆系統(tǒng)設(shè)備的要求如下（相比較溶劑型漆設(shè)備）：3.1由于水性漆導(dǎo)電性大容易出現(xiàn)電蝕反應(yīng)，易對設(shè)備產(chǎn)生氧化、生銹，為防止設(shè)備及管路的腐蝕，減少銹斑變成碎屑混入涂料內(nèi)形成顆粒的幾率，所有接觸水性漆的部位材質(zhì)必須為SUS不銹鋼材質(zhì)。傳統(tǒng)的碳鋼泵不能采用，管路考慮SUS304及以上型材，國內(nèi)大部分水性漆廠家應(yīng)用不銹鋼304、304L,部分新建涂裝線有采用SUS316。3.2配管中不能使用不同種類的金屬材質(zhì)，防止不同材質(zhì)產(chǎn)生的電位差帶來的電蝕。3.3避免攪拌器在油漆攪拌過程中的漩渦引起空氣進(jìn)入流體及產(chǎn)生分層現(xiàn)象。3.4對整個系統(tǒng)要求為低剪切設(shè)計，

5、從攪拌器的攪拌、管路彎曲、穩(wěn)壓器、過濾器等皆為低剪切設(shè)計。3.5由于水性漆對施工溫濕度的要求嚴(yán)格，需要輸調(diào)漆系統(tǒng)的溫控精度在23±0.5℃內(nèi)，所有管路需要保溫處理，保溫材質(zhì)厚度≥12.5mm，泵體需要保溫等。3.6由于水性漆的清洗劑主要成分為純水+少量親水溶劑，所以需要增設(shè)純水供給裝置取代溶劑輸送系統(tǒng)，同時純水供給裝置需要經(jīng)過管中管溫控后輸送至各工位，在傳統(tǒng)溶劑型的溶劑輸送設(shè)備中，溶劑是不需經(jīng)過管中管換熱系統(tǒng)。3.7由于水性漆的高粘度，輸調(diào)漆系統(tǒng)需提高泵的輸送能力。溶劑型色漆在循環(huán)系統(tǒng)中的流速要求為0.3~0.7m/s，而水性色漆的流速則要求為0.15~0.4m/s。3.8水性

6、漆在輸調(diào)漆系統(tǒng)的投產(chǎn)前清洗需要更為細(xì)致的清洗步驟：清洗稀釋劑→親水性稀釋劑→樹脂清洗→純水洗。4、水性輸調(diào)漆系統(tǒng)的設(shè)備配置4.1循環(huán)方式：水性輸調(diào)漆系統(tǒng)的循環(huán)方式通常采用兩線循環(huán)。兩線循環(huán)系統(tǒng)的槍站設(shè)計不需要三線系統(tǒng)中的墻置式油漆調(diào)壓器，通過使用一個槍下調(diào)壓器或槍下Y形接頭來控制噴槍的噴涂流量，降低了調(diào)壓器的設(shè)置對油漆產(chǎn)生的剪切力、同時管路元件相對較少、系統(tǒng)換色清洗方便等，在國內(nèi)水性漆的生產(chǎn)線上，應(yīng)用最為普遍。在國外的部分工廠，由于三線式涂料循環(huán)系統(tǒng)有一定的靈活性，同時較容易擴(kuò)張、系統(tǒng)通常有較高的壓力、流量、循環(huán)速率的可調(diào)性等，在水性漆上也有不少的應(yīng)用。4.2輸漆泵：按動力模式

7、分為氣動泵、液壓泵、電動泵，國內(nèi)汽車廠家暫無電動泵應(yīng)用實例，絕大部分廠家采用氣動泵及液壓泵，水性漆的應(yīng)用即有用氣動泵也有用液壓泵，如東風(fēng)本田水性漆用氣動泵進(jìn)行輸漆，江淮新轎車線水性漆采用液壓泵，奇瑞第四涂裝線采用液壓泵來滿足水性漆的輸送要求，氣動泵應(yīng)考慮其排氣污染性和水性漆的縮孔敏感性問題。按結(jié)構(gòu)分為柱塞式、離心式、活塞式，鑒于柱塞泵的穩(wěn)定性和低剪切力、適應(yīng)的黏度范圍廣等優(yōu)點，其應(yīng)用最為廣泛，柱塞泵的選擇需要首先確定泵的流量，可按以下公式進(jìn)行計算。同時水性漆的流速比溶劑型漆慢要求為0.15~