唐欽良，范國棟，李敏風(fēng)

（1.中國船級社認(rèn)證公司，廣東 廣州 510235；2.中山星牌馬龍涂料有限公司，廣東 中山 528445；3.中國涂料工業(yè)協(xié)會專家委員會，上海 201204）

重防腐涂料涂裝工藝的發(fā)展

唐欽良1，范國棟2，李敏風(fēng)3,*

（1.中國船級社認(rèn)證公司，廣東 廣州 510235；2.中山星牌馬龍涂料有限公司，廣東 中山 528445；3.中國涂料工業(yè)協(xié)會專家委員會，上海 201204）

論述了涂裝工藝對重防腐涂料性能實現(xiàn)的重要性，介紹了高性能涂裝設(shè)備──無氣噴涂機的型號、特點及其適用的重防腐涂料類型，概述了鋼結(jié)構(gòu)缺陷及其預(yù)處理等級，不同重防腐涂料對表面處理的要求以及表面處理成本。指出涂裝工藝流程的設(shè)計以重防腐涂料的涂層配套方案和規(guī)定的膜厚，現(xiàn)有涂裝設(shè)備和涂裝流水線的特點，及重防腐涂料的各項施工性能等作為依據(jù)。

鋼結(jié)構(gòu)；重防腐涂料；涂裝工藝；表面處理；無氣噴涂

1 前言

涂裝工藝包括工藝流程的設(shè)計與布置、涂裝設(shè)備的選型、表面處理、無氣噴涂、固化(干燥)等技術(shù)條件的控制等，是重防腐涂料成為產(chǎn)品的過程。因此在重防腐行業(yè)，人們對涂裝工藝的開發(fā)予以極大的關(guān)注，特別是集裝箱行業(yè)，它創(chuàng)新性地推廣了施工采用液壓泵，自動輥涂車間底漆以及自動噴漆中噴嘴多方位固定排列、箱體移動等3項新工藝，大大提高了生產(chǎn)效率：(1)每3 min可生產(chǎn)一只20尺的集裝箱；(2)提高涂層的均勻度，減少涂料耗量 2%；(3)嚴(yán)格控制有機溶劑的揮發(fā)，取得了節(jié)能減排的最好效果。

近幾年來，涂裝技術(shù)在船舶行業(yè)領(lǐng)先的日本與韓國加強了對先進、環(huán)保涂裝技術(shù)的研究，搶占了技術(shù)的制高點，其船舶涂裝生產(chǎn)效率比我國高出20%左右。中國作為世界第一大造船國，也將提高涂裝技術(shù)作為主要競爭手段。如中船重工所屬的長江、長平機械廠與701所3家單位成立了中船重工涂裝技術(shù)聯(lián)合體，主要攻克涂裝技術(shù)難關(guān)，發(fā)展涂裝工藝；上海外高橋船廠將船舶涂料采用大桶包裝方式，涂裝使用先進的雙組分無氣噴涂、加熱噴涂工藝，既保證了涂層質(zhì)量，又減少了涂料耗量，取得了較好的效果。

但在建筑、鋼結(jié)構(gòu)、石化等行業(yè)，涂裝工藝比較落后，很少采用鋼板和型鋼預(yù)處理機進行拋丸、噴車間底漆工藝；很多涂裝單位還在用石英砂作磨料進行開放式噴砂；對厚膜型重防腐涂料卻用手工輥、刷涂方法，很難保證涂層質(zhì)量。因此，涂裝技術(shù)明顯成為行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

2 發(fā)展先進的涂裝工藝

從實際情況分析，我國重防腐涂料制造技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平，但重防腐涂裝總體水平落后于國際著名品牌公司。因涂裝技術(shù)寄寓于重防腐涂料的施工性，故先進涂裝工藝的開發(fā)可以從4個方面進行。

2. 1 高性能涂裝設(shè)備的開發(fā)

無氣噴涂法是重防腐涂料涂裝中最主要的方法，具有以下特點：涂裝效率高，適應(yīng)現(xiàn)代化涂裝流水線；適應(yīng)高固體分厚膜型、無溶劑等高性能重防腐涂料，一次噴漆可達較高的干膜厚度；在掌握合適噴漆壓力的基礎(chǔ)上，施工時可少加或不加稀釋劑，有利于節(jié)能、環(huán)保；無氣噴漆時霧化的涂料無空氣、油、水等雜質(zhì)混入；涂料壓力高、滲透快、涂層附著力好等。

高性能涂裝設(shè)備是實現(xiàn)重防腐涂料高性能的必要條件。隨著重防腐涂料的發(fā)展，眾多的高性能無機、有機富鋅底漆，各類高固體分底、面漆，混合期小于0.5 h的無溶劑環(huán)氧涂料、聚脲等的閃亮登場以及無氣噴涂方法的應(yīng)用，促使了無氣噴漆設(shè)備技術(shù)的發(fā)展。近年來，國外的GRACO、WIWA、WAGNER公司，國內(nèi)的長江、長平機械廠均研制、開發(fā)了各類無氣噴漆機，以適應(yīng)不同重防腐涂料的需要。各種專用無氣噴漆機見表1。

表1 不同專用無氣噴漆機及其特點Table 1 Different special airless spraying machines and their characteristics

2. 2 表面處理的要求

表面處理是噴重防腐涂料前除去鋼材等基材表面的附生物或生成的異物，以提高基材表面與涂層的附著力或賦予表面一定的耐蝕性的過程。表面處理是重防腐涂料涂裝工藝中最重要的部分，是重防腐涂料發(fā)揮優(yōu)異性能的關(guān)鍵。在影響防腐蝕涂層的有效使用壽命的諸多因素中，表面處理質(zhì)量的影響率最高，達49.5%，其他依次為：涂裝工藝條件等26.5%，涂層厚度19.1%，涂料種類4.9%。

表面處理包括去油脫脂，掃砂、噴砂和拋丸，電焊縫及角隅結(jié)構(gòu)打磨處理等，其主要目的是加強與改善涂層與基底間的附著力：(1)基材表面有一定等級的清潔度，提高涂料的潤濕性；(2)使基材表面有一定等級的粗糙度，提高涂料與基材的附著力；(3)強化鋼材表面，有效消除殘余應(yīng)力，增強涂層的耐腐蝕能力。

前幾年，在重防腐涂料、涂裝行業(yè)中特別強調(diào)表面處理的作用。如有些廠家研制的水性無機富鋅底漆對噴(拋)砂的表面清潔度等級必須為ISO 8501的Sa3級，這樣包括人工、材料、能耗在內(nèi)的定額高達35元/m2以上(上海地區(qū))。在某些重點工程中，表面處理費用占包工包料涂裝總費用的 60%。隨著涂裝技術(shù)的發(fā)展和國家對節(jié)能環(huán)保的重視，國內(nèi)外重防腐涂料廠加強了各種高性能涂料對表面處理等級適應(yīng)性的研究。目前，已很少有清潔度要求達到Sa3級的重防腐涂料，使重防腐涂料涂裝技術(shù)在節(jié)能、環(huán)保上又邁進了一大步。表2為AkzoNobel幾種涂料對表面處理的要求。

表2 AkzoNobel幾種涂料對表面處理的要求Table 2 Requirements of surface treatment for some AkzoNobel’s coating materials

在工程成本、涂裝承包費用計算時，須考慮大型工程的設(shè)計、業(yè)主、總包、涂裝的分包等因素。以2種環(huán)氧底漆表面處理費用為例，其成本對比見表3。

表3 2種環(huán)氧底漆的表面處理成本Table 3 Cost of surface treatment for two types of epoxy primers

隨著涂裝技術(shù)的逐漸規(guī)范化，目前特別強調(diào)對切割邊、電焊縫等結(jié)構(gòu)缺陷的處理。ISO 12944-3:1998 Paints and vanishes──Corrosion protection of steel structures by protective system──Part 3: Design consideration國際標(biāo)準(zhǔn)對不同預(yù)處理等級作了規(guī)定，見表4。其中，在C4、C5的大氣腐蝕環(huán)境下，結(jié)構(gòu)缺陷處理的等級必須達到P3級。

表4 表面缺陷及其預(yù)處理等級Table 4 Surface defects and related pretreatment levels

2. 3 涂裝工藝設(shè)計

涂裝工藝流程是涂裝設(shè)計的主要內(nèi)容之一，是保證涂層質(zhì)量的關(guān)鍵。設(shè)計涂裝工藝流程的依據(jù)是重防腐涂料的涂層配套方案和規(guī)定膜厚，現(xiàn)有涂裝設(shè)備和涂裝流水線特點，重防腐涂料的各項施工性能等。以夏漳大橋鋼箱梁外側(cè)涂層配套、上海振華(重工)集團長興基地涂裝設(shè)備流水線為例，鋼箱梁外表面涂裝工藝流程設(shè)計如下(在工廠中)：鋼材─表面預(yù)處理拋丸、噴車間底漆─焊接成型─表面清理、結(jié)構(gòu)處理─檢查清理質(zhì)量，不合格則返工─噴砂除銹─吸塵、除塵─檢查清潔度和粗糙度，不合格則返工─焊縫處貼膠帶─電弧噴鋁─檢查質(zhì)量、厚度等，不合格則返工─噴涂環(huán)氧封閉漆─預(yù)涂、噴涂環(huán)氧云鐵中間漆─質(zhì)量檢查(如外觀、厚度等)，不合格則返工─預(yù)涂、噴涂氟碳面漆─檢查外觀、膜厚及附著力等，不合格則返工─養(yǎng)護。

在工地，鋼箱梁外表面涂裝工藝流程設(shè)計為：壞焊縫補涂合格─其他部位涂層損壞處修補合格─表面清洗、砂布打磨─檢查清洗、打磨質(zhì)量，不合格則返工─噴涂第二道氟碳面漆─檢查外觀、膜厚及附著力等，不合格則返工─全橋交工驗收以前全面涂裝修補─交工驗收。

須引起高度注意的是環(huán)氧云鐵中間漆與第一道氟碳面漆及兩道面漆間的最大涂裝間隔。由于各個重防腐涂料生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品技術(shù)性能不一，上述 2種涂料的最大涂裝間隔也各不相同，見表5。

表5 25 °C下不同廠家3種涂料的最大涂裝間隔Table 5 Maximum coating interval for three kinds of coating materials made by different manufacturers at 25 °C

超過了最大涂裝間隔的涂層必須經(jīng)過打磨處理，以便保證涂層的附著力。除了在涂裝工藝流程設(shè)計中設(shè)計此工序外，還必須保證該工序有充足的操作時間和經(jīng)費(10 ～ 12元/m2)。在實際操作中，涂裝工程隊也不能擅自更改，而涂料公司的技術(shù)服務(wù)人員也必須把好涂裝工藝流程這道關(guān)，偷工減料的教訓(xùn)十分深刻。

2. 4 噴漆環(huán)境條件的掌握

重防腐涂料一般在室外噴漆，溫度、濕度、照明、風(fēng)力狀況等對漆膜質(zhì)量影響較大。在各大公司的重防腐涂料說明書中，均詳細(xì)闡明了噴漆、涂層固化、干燥時所必需的環(huán)境條件。因此，涂料公司技術(shù)服務(wù)人員應(yīng)認(rèn)真指導(dǎo)，嚴(yán)格控制并把關(guān)。需強調(diào)的是應(yīng)根據(jù)涂料的成膜機理、作用，依據(jù)當(dāng)時的環(huán)境條件、有目的地調(diào)節(jié)某些施工技術(shù)參數(shù)，以達到涂層的最好效果。比如，對于封閉無機硅酸鋅底漆涂層、電弧噴鋁和混凝土層的孔隙，必須配套噴涂專用的環(huán)氧封閉漆。在氣溫高于30 °C的季節(jié)，封閉漆容易出現(xiàn)“干噴”狀態(tài)，使環(huán)氧中層漆和面漆的漆膜鼓泡。要解決上述漆膜弊病，可采取以下3條措施：(1)在氣溫低于30 °C的早、晚噴涂作業(yè)；(2)提高操作人員的工作責(zé)任心，盡量使噴嘴與被涂物之間的距離控制在25 ～ 30 cm；(3)適當(dāng)調(diào)慢稀釋劑的揮發(fā)速度，增加封閉漆的滲透能力。

3 結(jié)語

涂裝工藝的正確性和先進性在重防腐涂料中起著至關(guān)重要的作用，在同樣的涂料配套體系中，涂裝工藝直接決定了防腐涂層的保護壽命。因此，在設(shè)計重防腐涂料配套體系時，必須考慮涂裝工藝的正確性和先進性。

Development of coating process of heavy-duty paints //

TANG Qin-liang, FAN Guo-dong, LI Min-feng*

The importance of coating process for achieving the performance of heavy-duty paints was discussed. The airless spraying machine, a high-performance coating equipment, was introduced, including its models, features, and applicable heavy-duty paints. The defects of steel structure and its pretreatment grades, requirements of surface treatment for various heavy-duty paints, and surface treatment costs were summarized. It was suggested that the design of coating process be based on the following aspects: supporting scheme for heavy-duty paints, stated coating thicknesses, characteristics of the existing coating facilities and flow line, and construction performance of heavy-duty paints.

steel structure; heavy-duty paint; coating process; surface treatment; airless spraying

China Classification Society Certification Company, Guangzhou 510235, China

TQ639

A

1004 – 227X (2012) 10 – 0071 – 03

2012–07–25

唐欽良（1972–），男，湖南株洲人，本科，助理工程師，驗船師、審核員，研究方向為船用涂料涂裝。

李敏風(fēng)，高級工程師，(E-mail) li-minfeng@163.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]