防静电地垫XXXX汽车零部件制造有限公司
XXXX年7月30日
XXXX项目涂装工艺采用水性漆的报告
为落实大连保税区政府相关指示精神，XXXX公司提出采用水溶性漆的要求，经过认真的研究分析，现将研究分析情况汇报如下：
采用水溶性漆方案，涂装车间原有的中涂、面漆线的涂装工艺设计（涂料、施工环境、设备、管理）、在项目投资、生产线运行成本（能耗）、采购体系、三废环保处理等发生了很大的变化。
一、水性漆的工艺简述
水性漆与传统溶剂型漆一样，基本成分包括溶剂、树脂、颜料和添加剂等。水性中涂漆施工固体分较高，一般为50％～60％。喷漆室内的温度和湿度必须严格控制，喷漆室的温度 生产数据采集在23℃～28℃，相对湿度70％±5％，基材或车身温度应保持在喷漆室条件下的露点以上。温度和湿度会影响到水性漆膜的颜、金属闪光效果、漆膜粗糙度、匀性和防流挂性等。水性漆的预烘干温度一般为70±10℃，烘干时间5min，加热挥发要求漆膜固体分含量达到80％以上。
1、水性漆的喷涂工艺要求较高，与一般溶剂型漆喷涂工艺不同。
(1) 水性漆属于聚合物分散性漆，颜料分散性不好。
(2) 水性漆中分散粒子的稳定性较差，对剪切力、热、PH值比较敏感，这对水性漆的运输、制造、喷涂设备提出更高的要求，并且在北方，要求避免受寒受冻，防止因为寒冷破坏漆中的粒子。
(3) 表面张力大，喷涂过程中必须加强管理，否则涂装时易产生下列缺陷和漆膜弊病：led驱动电路a．易流挂；b．展平性不好；c．易产生缩孔、针孔；d．不易深入被涂物表面的小细缝中。
(4) 蒸发热和热容值高，受温度、湿度的影响大，要求喷涂中设置中间加热区，使水强制挥发出去，在喷涂清漆前必须把 90 %的水从水性底漆涂层中除掉( 防止在最终烘烤时沸腾
的水穿过清漆挥发出来)以获得最佳的漆膜外观，从而避免水性底漆被清漆返溶。喷漆室的相对湿度和温度必须控制在一定范围内，以确保喷漆雾化过程中适量的水挥发掉，并且使水和有机溶剂在涂膜中保持适当平衡。
(5) 导电性好，当采用静电喷涂时有特殊要求。
(6) 腐蚀性大，因而对容器、输送管路、喷漆室体等易受潮部位有腐蚀性，需用不锈钢或塑料制品。
2、水性漆的施工工艺
涂装工艺体系是：阴极电泳漆 + 水性中涂漆 + 水性底漆 + 水性（高固体份）罩光清漆。与溶剂型漆不同，水性中涂烘干时需增加红外线升温和保温过程，水性底漆喷涂后增加加热挥发过程。 一般的水性漆施工工艺如下：
(1) 喷涂水性涂漆。
(2) 中涂烘干，工艺参数如下：挥发：室内条件下打包流水线 5 min；红外线升温：2 -3 min，70 ± 10 ℃ ( 车身 )；红外线保温：3 ～ 5 min，70 ± 10 ℃ ( 车身 )； 循环热空气升温：约5 min，165-175 ℃ ( 车身)；循环热空气保温：15 min，165 ～ 175 %( 车身 )； 冷却：车身温度冷却到小于 35 ℃ 。
(3) 喷涂水性底漆。
(4) 加热挥发，工艺参数如下：挥发：室内条件下 1. 5 min ：升温：红外线，1.5 min ，70 ± 10 % (车身) ； 保温：循环热空气，2.5 min ，70 ± 10% ( 车身 ) ；冷却：车身温度冷却到小于极化片35 % ( 约 2min) 。 在加热挥发区必须确保水性漆中 90 %以上的水分挥发掉。
(5) 喷双组分清漆。
(6) 面漆烘干。工艺参数如下： 挥发：室内条件下 3 min；升温：红外线，10 min，125 ± 20 ℃( 车身 ) ；保温：循环热空气，20min，125 ± 10℃( 车身 )； 冷却：车身温度冷却到小于 35 ℃。
二、原材料、设备投资方面
1.水性漆材料成本分析
我公司生产纲领为3万台/年，每年中涂、面漆用水性漆375吨，油漆材料成本可能比溶剂型漆增加约20％～ 30％。
2.喷漆室 室内的温度和湿度必须严格控制，施工区域内温度波动不超过±1℃，相对湿度波动不超过± 5 %，基材或车身温度应保持在喷漆室条件下的露点以上。温度和湿度会影响到水性漆膜的颜、金属闪光效果、漆膜粗糙度、匀性、防流挂性、结构形态能，同时还将影响到电极的污染( 应用静电喷涂时 )。
最佳喷漆室条件如下： 温度：23 ± 1 ℃ ； 相对湿度：65%± 5 %。中涂喷漆室下降风速： 手工区0.45 m／s ，静电喷涂区0.30m／s ，挥发区 0.20m／s ，底漆喷漆室的下降风速： 手工区 0.45 m／s，静电喷涂区 0.30 m／s，空气自动喷涂区 0.50m /s，挥发区 0.30m /s 。
由于水性漆的腐蚀性较大，与水性漆溶剂直接接触的设备需要采用不锈钢或塑料制品，因此设备投资比溶剂型漆的设备增加约10%。
喷漆室室体壁板一般静压层以下都采用不锈钢材质，静压层以上部分不与溶剂直接接触可不采用不锈钢材质，喷漆室排风风管、下部循环水槽、水管等均采用不锈钢材质。
由于采用水性漆时，喷漆室内的温度和湿度必须控制在很小的范围内，因此采用水性漆的难点，如何保证喷漆室的温度、湿度条件。目前采用水性漆工艺，必须加强生产管理和人员培训。
3.烘干室和预烘干室内壁板、风管等一般采用不锈钢材质。
由于产生的水蒸气量大，要特别注意除湿。水性漆中的水性稀释剂不易挥发，不能湿碰湿，水性漆喷涂后需要增加预烘干工序，且预烘干后车身需要冷却才能进入清漆喷涂工位，自然风在较短的时间内很难将车身冷却下来，因此，这里的冷却工位需要空调送风系统增加制冷功能，这些都增加了车间的能源消耗。水性漆涂装能耗较溶剂漆增加了约5%。 加热闪干的通道为八角形，能够最大化地利用热效率，确保热空气垂直喷到车身表面，从而可以适当减少满足脱水率前提下的工艺时间，减少工艺长度。温度和湿度均可调整。最常见的调整湿度的办法就是在循环空气中加人新鲜空气。在干燥的冬季，只需很少的新鲜
空气（5%）置换即可，而在湿热的季节（>27℃和80%的相对湿度），可能需要非常大的新鲜空气置换量。还有另外一个可选的办法是对循环空气除湿。
4. 调漆室及输漆系统
调漆室应尽可能靠近喷漆室。调漆室要有温度调节，以保证施工时最佳的油漆温度（20低频声波吹灰器～ 25 ℃）。调漆室要有足够的水性漆库存空间。当将水性漆从外送往调漆室时，需在调漆室存放足够的时间，以将水性漆升温到施工温度。
输调漆系统与水性漆溶剂直接接触的多数都采用不锈钢材料。调漆罐必须用不锈钢，内表面要尽可能光洁，容器尺寸要尽可能小。尽量减少容器中的空气交换来保持漆面上空气的湿度，避免油漆可能在器壁和搅拌器轴上干结，因此漆罐必须保持密封。容器中油漆液面不能低于回管，避免搅拌时产生气泡。
输漆管路系统采用大直径循环管道，避免系统高压。管路需采用不锈钢或塑性材料，系统中其它的受潮部分也应为不锈钢制品。所有部件，尤其是焊接接头等，必须经过钝化处理。应避免使用含硅树脂、两性电解质等材料用于密封的衬垫、阀门、活塞等，这些材料会导致油漆缩孔。
输调漆所有部件的选择必须符合水性漆使用要求，如稳压器、四通阀和管接头等部件；输调漆的供漆泵适用于水性漆使用要求（材质、输出压力和流量等）；搅拌器选用电动变频搅拌器保证对涂料较低的剪切力，选用低剪切的搅拌桨叶；所有管路系统均采用SUS316材质，并尽量采用焊接方式，从而影响日后水性漆的循环稳定性以及涂装质量。
输漆系统一般设有两道过滤，金属漆的前道过滤器规格为100 ～150μm，单漆为46～ 60μm。后道过滤均可采用100 ～ 150μm 的过滤器。
油漆及调漆用纯水保温装置：能够很好地保温，严格控制油漆及纯水温度。
5.、水性漆的喷涂设备： 水性漆可用空气喷、静电空气喷或高速旋杯、机器人进行施工。雾化方面的基本情况( 如油漆液滴的分散、沉积、喷涂效率等 ) 和溶剂型金属底漆大致相同。但水性漆对流量和漆雾变化更加敏感，如有不当，容易导致漆膜发花和针孔 。因此需增加工艺控制内容，如流体环路控制、雾化空气控制、瞬时触发控制和喷目标距离环路控制。
水性漆静电喷涂设备采用外、内部荷电方式，避免高压电危险。
由于水性漆干后不能重新溶解，对泵和喷等及时清洗，要用特殊的清洗溶剂和增加换次数，以确保设备内部清洁。
6. 水性漆的运输及库存
水性漆对温度很敏感，水性漆运输和贮存时有较高要求。温度控制在 + 5 ℃ 到 30 ℃，在冬季和夏季运输过程中需有加热或冷却装置，为此必须使用控热的卡车或运载装置，在仓库和调漆室内需有空调。 因水性漆中含水，故会使传统油漆运输设备产生腐蚀，不仅损坏设备，而且将影响油漆的流变特性。水性漆贮存稳定性仅3个月，对运输和贮存又有较高要求。
因水性漆中含水，故会使传统油漆运输设备产生腐蚀，不仅损坏设备，而且油漆本身易受 3 价离子如 Fe 3＋的影响，这些离子将影响油漆的流变特性。因此，要求所有接触到水性漆的设备需用不锈钢或塑料制品。
三、 运行成本析
1 ． 能耗分析
水性漆的能耗与溶剂型漆存在3个方面不同：喷漆室温湿度调节，中间加热挥发，排风净化过程。综合来看，采用水性漆的能耗较大。
（1） 喷漆室温度、湿度调节。
水性漆喷漆室的温度最佳控制在 23±1 ℃，相对湿度控制在65 ％±5％。温度、湿度调节需要消耗额外的能量，能耗大小取决于外部天气条件。
（2） 中间加热挥发。
金属底漆涂覆后的中间挥发过程中，由于蒸发时间不能任意延长，因此需设置中间加热区（ 以红外辐射和热空气的形式 ），为此能耗增加。
（3） 加大纯水的用量，增加设备功率800KW,一个变电所。
2． 设备成本分析
（1）中涂、漆、面漆需增加6套机器人喷涂。
（2）调漆间增加制冷机组。
（3）烘干室增加除湿功能。
按同样规模建造一个水性漆的油漆车间，其设备投资比溶剂型漆的油漆车间增加约20 ％。
综上所述，使用水性漆需增加的主要内容及投资，见下表：
序号 | 设备名称或改造项目 | 投资预算（万元） | 备注 |
1 | 面漆线预烘段增加烘干设备 | 400 | 热流平增加天然气50m3/h，电50KW/h |
2 | 空调系统改造 | 80 | 增加表冷段 改为恒温恒湿，制冷量共计3300KW 加温加湿需要软化水8m3/h |
3 | 增加电控系统 | 200 | 变电所位置已经预留 新增变压器 |
4 | 增加制冷站系统（3台1100KW的制冷机组 | 700 | 含车间内管线，不含站房土建费用 |
5 | 集中供漆系统及机器人喷漆系统 | 800 | 中涂2，面漆8、罩光2套、溶剂2套，液压输送 |
6 | 增加纯水装置 | 120 | |
7 | 增加工件流平冷却系统 | 80 | |
8 | 增大水溶性漆蓄凝系统 | 260 | |
9 | 增加水溶性漆仓储系统 | 50 | |
10 | 加大嗅化锂制冷热媒系统 | 50 | |
11 | 增加工业通风防腐系统 | 50 | |
| 合计 | 2790 | |
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四、结论
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