水性漆在输调漆系统的应用(定稿)1.18

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1、水性漆在输调漆系统的应用刘继华（奇瑞汽车股份有限公司规划设计院241009）【摘要】鉴于汽车涂装水性漆工艺的应用越来越广泛,本文就涂装输调漆系统的水性漆应用及设备要求、设备选型配置等进行了阐述。【关键词】输调漆水性漆低剪切稳压1、前言为促进汽车涂装的环保清洁生产，降低VOC(挥发性有机化合物)排放，水性漆的应用在汽车涂装工艺中将逐步取代溶剂漆并成为主流，为适应水性漆的设备要求，传统溶剂型的涂装设备如：机器人喷涂系统、输调漆系统、预烘干设备、空调制冷除湿设备、喷漆室、废漆处理设备等必须进行相应的变更。输调漆系统（集中循环供漆喷涂系统）作为涂装油漆的输送、调压、调温设备，在水性

2、漆应用方面，为了实现水性涂装的稳定品质,需要进行包括稳压器、输漆泵、背压阀、搅拌器等多项设备的细节变更。2、水性漆的应用特性2.1水性涂料与溶剂涂料相比，水性涂料的主要成分中，含有＞60％的水，溶剂涂料中含有＞70％的VOC溶剂（见图1）。在发泡性方面，水与溶剂相似，本来很难起泡，即使起泡也会马上消失，但在水性涂料成分中，添加了为防止树脂分散而加入的界面活性剂，受其影响，水性漆产生的气泡变得稳定不易消失，容易形成为气泡。输漆系统在设备方面需要考虑搅拌器的搅叶形状设计、搅拌器的转速设定等。图1水性油漆与溶剂油漆比较2.2水性涂料的粘度一般在55±5S(#FC4)，较传统溶剂型

3、涂料粘度高20～30S，油漆呈现粘稠状，流动性较差，对泵的选择要有动力要求。（见表1）表1水性涂料和溶剂涂料的比较涂料涂料粘度稀释剂PH值管理发泡性绝缘电阻值水性涂料高水要大低溶剂涂料低各种溶剂不要小高2.3水性涂料的表面张力大于溶剂张力，蒸发潜热远高于溶剂，同时导电率高，由于导电性大容易出现电蚀反应，易导致输调漆设备的管路氧化、生锈。(见表2)表2水和溶剂的特性比较沸点蒸发潜热表面张力导电率融点溶剂蒸发速度（℃）（cal/g）（dyne/cm2）（25℃）（℃）水1005407378360甲苯11086292.4195-95二甲苯14483302.668-253、水性漆对

4、输调漆系统的要求根据水性漆的应用特性，水性漆的应用对输调漆系统设备的要求如下（相比较溶剂型漆设备）：3.1由于水性漆导电性大容易出现电蚀反应，易对设备产生氧化、生锈，为防止设备及管路的腐蚀，减少锈斑变成碎屑混入涂料内形成颗粒的几率，所有接触水性漆的部位材质必须为SUS不锈钢材质。传统的碳钢泵不能采用，管路考虑SUS304及以上型材，国内大部分水性漆厂家应用不锈钢304、304L,部分新建涂装线有采用SUS316。3.2配管中不能使用不同种类的金属材质，防止不同材质产生的电位差带来的电蚀。3.3避免搅拌器在油漆搅拌过程中的漩涡引起空气进入流体及产生分层现象。3.4对整个系统要

5、求为低剪切设计，从搅拌器的搅拌、管路弯曲、稳压器、过滤器等皆为低剪切设计。3.5由于水性漆对施工温湿度的要求严格，需要输调漆系统的温控精度在23±0.5℃内，所有管路需要保温处理，保温材质厚度≥12.5mm，泵体需要保温等。3.6由于水性漆的清洗剂主要成分为纯水+少量亲水溶剂，所以需要增设纯水供给装置取代溶剂输送系统，同时纯水供给装置需要经过管中管温控后输送至各工位，在传统溶剂型的溶剂输送设备中，溶剂是不需经过管中管换热系统。3.7由于水性漆的高粘度，输调漆系统需提高泵的输送能力。溶剂型色漆在循环系统中的流速要求为0.3~0.7m/s，而水性色漆的流速则要求为0.15~0.

6、4m/s。3.8水性漆在输调漆系统的投产前清洗需要更为细致的清洗步骤：清洗稀释剂→亲水性稀释剂→树脂清洗→纯水洗。4、水性输调漆系统的设备配置4.1循环方式：水性输调漆系统的循环方式通常采用两线循环。两线循环系统的枪站设计不需要三线系统中的墙置式油漆调压器，通过使用一个枪下调压器或枪下Y形接头来控制喷枪的喷涂流量，降低了调压器的设置对油漆产生的剪切力、同时管路元件相对较少、系统换色清洗方便等，在国内水性漆的生产线上，应用最为普遍。在国外的部分工厂，由于三线式涂料循环系统有一定的灵活性，同时较容易扩张、系统通常有较高的压力、流量、循环速率的可调性等，在水性漆上也有不少的应用。

7、4.2输漆泵：按动力模式分为气动泵、液压泵、电动泵，国内汽车厂家暂无电动泵应用实例，绝大部分厂家采用气动泵及液压泵，水性漆的应用即有用气动泵也有用液压泵，如东风本田水性漆用气动泵进行输漆，江淮新轿车线水性漆采用液压泵，奇瑞第四涂装线采用液压泵来满足水性漆的输送要求，气动泵应考虑其排气污染性和水性漆的缩孔敏感性问题。按结构分为柱塞式、离心式、活塞式，鉴于柱塞泵的稳定性和低剪切力、适应的黏度范围广等优点，其应用最为广泛，柱塞泵的选择需要首先确定泵的流量，可按以下公式进行计算。同时水性漆的流速比溶剂型漆慢要求为0.15~