农业机械等一般工业(ACE)与汽车行业不同，具有产量小、品种多、制造技术和材料差别大等特点，难以推广投资和运行成本较高的水性涂料。

粉末涂料因其省资源、低污染等优势受到ACE行业的重视，山推、土耳其YARIS、徐工科技、徐州卡特、上海龙工、星光农机等工程机械、农机企业均在驾驶室、结构件、覆盖件上使用了粉末涂装工艺。

农机焊合件抛丸后采用粉末涂装工艺具有一定的优势，有助于弥补粗糙度对盐雾、外观等造成的影响。

零部件防腐设计依据

零部件防腐蚀应依据产品所处的大气腐蚀环境及其需服役的年限（耐久性年限）进行设计。

涂装防护工艺设计者在选定防护涂料体系及零部件涂装工艺时，首先也要考虑部件服役期间所处的腐蚀环境级别、气候类型及产品设计规定的耐久性年限。以此为涂装工艺设计前提，选择耐腐蚀性能适宜的防护涂料体系及涂装工艺。

基于钢材腐蚀保护的涂装工艺设计

根据零部件（涂装件）的不同类型、外观装饰性质量要求、大气腐蚀环境级别，设计者应依据涂装现场施工可行性、有效性和经济性的原则，综合选择满足零部件涂层耐久性的前处理工艺和涂层防护工艺方案。

不同部位的处理方式

（1）中大型结构件，优先选择抛丸前处理、喷漆工艺，采用品牌A 涂料，建议涂层体系设计为底漆50~70μm+面漆40~60μm，可满足涂层外观要求；

（2）管类件、小型结构件、薄板类件，优先选择脱脂磷化前处理、喷粉工艺，采用品牌B聚酯类粉末，建议涂层体系设计为聚酯粉末80~100μm，可满足涂层外观要求；

（3）驾驶室等高外观薄板件，优先选择脱脂磷化前处理、阴极电泳底漆+氨基烘漆工艺，采用品牌C阴极电泳底漆与品牌C氨基烘漆涂料，建议遮盖力相对较弱的颜色涂层体系设计为阴极电泳底漆≥20μm+面漆40~60μm；遮盖力相对较强的颜色涂层体系设计为阴极电泳底漆≥20μm+面漆30~50μm，可满足涂层外观要求。

3对粉末涂料的影响

粉末涂料的VOCs含量几乎为零，是VOCs治理源头替代的最佳选择，而且利用率可达到98%以上，几乎没有废物产生，工艺成熟，在各级涂装VOCs质量文件中都被列为传统溶剂型涂料的替代品之一。但是，粉末涂料烘烤温度在180℃左右，如果板材较厚，能耗就增大。虽然粉末涂料在工程机械行业已经使用了20多年，但主要局限在机罩、驾驶室等厚度3mm及以下的薄板件上。随着VOCs治理的加强，能耗成本对粉末涂料应用的影响会有所弱化，粉末涂料在工程机械行业的应用范围将会扩大，从3mm及以下薄板件发展到6mm甚至是10mm的中厚板件，会有越来越多的企业和产品采用粉末涂料替代溶剂型涂料。

4对电泳涂料的影响

电泳涂料是一种VOCs含量很低的环保型涂料，符合VOCs治理的要求，且在工程机械行业已经使用了近20年，工艺非常成熟。但是，电泳涂料适合于大批量生产和薄板件涂装。由于电泳涂装生产线一次性投资大，小批量的生产难以支撑企业去投入和运营一条电泳涂装线。电泳漆膜干燥温度在120℃以上，厚板件能耗较大，因此只能用于机罩、驾驶室等工程机械薄板件。另外，工程机械产品零部件外型尺寸和质量都非常大，受电泳槽尺寸的限制难以实现电泳涂装。因此，VOCs治理对电泳涂料在工程机械行业应用的影响不会很大。

1对传统溶剂型涂料的影响

传统溶剂型涂料见证了国内工程机械行业的成长和壮大。传统溶剂型涂料工艺成熟，应用几乎不受工件、工况、工具限制，仍是目前工程机械用涂料中占比最大的一类。但是，传统溶剂型涂料施工状态VOCs含量一般在60%以上，且大多含有苯系物，涂装施工过程会释放出大量的VOCs，已经成为VOCs治理的重要对象。

2对水性涂料的影响

水性涂料相对于传统溶剂型涂料，VOCs含量大幅降低，施工状态VOCs含量一般在15%左右，有的甚至低于10%。因此，水性涂料是VOCs治理倡导推广使用的涂料之一。水性涂料是技术、工艺成熟的环保型涂料，但是在工程机械行业应用还面临一些难点和问题。一是水性涂料对施工条件要求较传统溶剂型涂料要高，工件表面温度要求15℃以上、环境温度和湿度等施工窗口较传统溶剂型涂料要窄。工程机械以结构件为主，过去基本上都是使用溶剂型涂料，喷漆线也都是按溶剂型涂料进行规划和配置的，没有考虑对工件进行预热，北方地区一些配置较高的喷漆线考虑了喷漆室冬季暖风空调，但很少有对湿度的调节控制装置。二是水性涂料施工工艺成本较传统溶剂型涂料的要高。要满足水性涂料的施工条件，工程机械企业必须投入一定资金对现有喷漆线进行改造，这会导致涂装生产固定成本增加。完成改造后，冬季工件需进行预热，导致涂装生产能耗增加。另外，在60~80℃温度下水性涂料的烘干时间需要40min，比普通溶剂型涂料烘干时间增加10min，漆膜干燥能耗相应增加30%左右。三是水性涂料价格较普通溶剂型涂料高10%~50%，增加了工程机械涂装的物料成本。

但是，水性涂料除了低VOCs特点外，较溶剂型涂料在安全、职业健康方面也有着明显优势。此外，水性涂料的一个重要优势是和电泳涂料、粉末涂料等环保涂料不同，施工应用不受工件大小限制，除前面提到的施工条件和工艺参数外，施工方法与溶剂型涂料相同，可进行喷涂、浸涂等，而且也有自干型的水性涂料，满足各种不同金属零件的涂装需要。

水性涂料在工程机械行业应用的时间不长，但受到VOCs治理的影响，近两年应用范围扩大呈加速之势。在未来两年内，VOCs治理对工程机械水性涂料的影响还将持续，会有越来越多的工程机械企业采用水性涂料替代现有的溶剂型涂料，水性涂料将成为工程机械中应用量最大的一类涂料。

在工程机械行业涂装VOC排放管理日趋严格的环境下，政府部门下发文件要求机械设备类使用环境友好型低VOC含量涂料，降低对环境和人体的危害，因此，为达到环保要求，从源头控制和减少VOC排放，持续开发绿色环保工业涂料，并研究其在工程机械行业的应用越来越迫切。高固体分涂料仍属于溶剂型涂料，相比传统溶剂型涂料施工VOC降低约50%，但是其施工黏度高，需要高压设备喷涂，喷涂大型复杂工件不易控制成膜质量；粉末涂料VOC排放基本为零，但前处理要求高，烘干能耗高，比较适用于薄板件和小型结构件。

水性涂料是挥发物主要成分为水的一类涂料，具有不燃不爆，在储运、施工等过程无火灾危险，作业过程中对人体伤害小等优势。我国汽车、客车及其工程制造行业，水性防腐涂料主要有水性环氧类、水性聚氨酯类、水性丙烯酸类、水性无机硅酸锌类、水性醇酸类等，其中起重机械行业应用最成功的是水性环氧涂料和水性聚氨酯涂料。

水性涂料施工环境窗口较窄，起重机械产品采用水性涂料涂装，需对原有溶剂型涂装线体改造或设备更新。但水性涂料施工VOC排放较溶剂型涂料低70%以上，涂装VOC末端排放可根据环保排放指标、生产喷涂作业量，投入小额资金的活性炭吸附或活性炭吸脱附设备处理，而不需要投入大额资金的沸石转轮浓缩+RTO高效焚烧处理设备，可有效节省VOC处理设备正常运行能源消耗成本。

因此，起重机械涂装生产线在现阶段推广应用水性涂料，要基于涂料成本涂装作业量、环保达标排放指标、涂装线体设备改造成本，以及VOC末端处理设备投入及其运行成本等方面进行综合分析。随着水性涂料行业研发的积累和起重机械涂装制造能力的提升，水性涂料逐步替代溶剂型涂料，实现绿色环保制造水平的升级。

双组分水性涂料成膜机理更加复杂，分水分蒸发、乳液颗粒靠近变形并趋填密、相互扩散融合交联反应等阶段。由于双组分聚氨酯面漆所用固化剂异氰酸酯易与双组分环氧底漆使用固化剂聚酰胺发生反应，虽然可通过调整底漆中树脂、固化剂等方式提高水性环氧底漆干性，但是无法完全避免两者交叉反应，同时双组分聚氨酯面漆羟基和水与固化剂异氰酸酯竞争反应，影响涂膜性能和外观质量。

“湿碰湿”水性涂料在工程机械结构件使用中存在的问题

通过“湿碰湿”水性涂料在挖掘机平台、底架等工程机械结构件上实践和验证，对比评价成膜光泽度略低，但是成膜更加光滑，丰满度好，其他外观质量相当且满足工程机械结构件外观质量要求。水性涂料由于水的物理特性制约，尤其在无降湿和温度调节的喷漆室施工，水性涂料“湿碰湿”存在以下问题：

（1）喷涂水性涂料对涂装作业人员技能要求更高，尤其是两道漆“湿碰湿”需严格控制喷涂顺序和喷涂三要素，否则极易流挂，产生针孔、桔皮、气泡等漆膜弊病。

（2）“湿碰湿”水性涂料取消底漆后打磨及表面缺陷修补，因此对工件表面质量要求更加严格，尤其是工件表面边角部位残留少许油污、锈蚀等会造成喷涂后出现缩孔、附着力不良等问题。

（3）水性涂料相比溶剂型涂料黏性更大，并含有大量可溶于水或亲水物质，水性涂料漆渣从水旋喷漆室循环水中分离难度更大，造成涂装废水COD含量较高，需增加或改造污水处理措施。在条件允许的情况下，建议采用干式漆雾捕集系统解决污水处理问题。

（4）当冬季温度较低情况下双组分水性环氧底漆聚合交联反应将减弱或停止，加之双组分聚氨酯面漆干燥造成底漆层封闭，底漆涂层不能长时间完全干燥成膜，局部漆膜强度不足，拉拔测试漆膜附着力较差，底漆层中间撕裂情况发生。因此“湿碰湿”水性涂料喷涂过程中一方面需严格控制漆膜厚度，另一方面需定期检测烘干室炉温温度和工件表面温度。

为达到环保要求从源头控制减少涂装过程的VOCs排放，水性涂料作为4类低VOCs涂料在工程机械行业越来越广泛应用并成为发展方向之一。从安全环保、涂层性能、能源消耗、实施难易程度、综合成本及投资等方面综合分析，水性涂料具有不燃不爆，在储运、施工等过程无火灾危险，作业过程中对人体伤害小更加安全等优势。而水性涂料“湿碰湿”相比传统“两喷两烘”简化了工艺过程，取消了底漆烘干，节约了底漆烘干能源消耗费用，缩短涂装作业周期，提高了作业效率，降低生产成本。同时涂装生产线减短，生产单元需求面积相对减少。面对挖掘机等工程机械产品需求的持续增长和制造成本压力，水性涂料“湿碰湿”在节能减排方面具有较强的推广应用意义，可获得良好的经济效益。

采用“湿碰湿”工艺底漆、面漆应为相似或相同组分，具有良好的配套性。底漆、面漆全部为聚氨酯体系则较为常见和成熟。底漆为环氧体系，面漆为聚氨酯体系虽可采用“湿碰湿”的方法，但双组分聚氨酯面漆所用固化剂（异氰酸酯）易与双组分环氧底漆使用的固化剂（聚酰胺）发生反应，因此“湿碰湿”涂装时容易出现涂层外观及性能不佳等问题。

工程机械的设计使用年限一般为8～15a，参考标准GB/T30790—2014《色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》，一般认为工程机械所处的工作环境属于大气腐蚀环境中的C3（中等）或C4(高)等级，工程机械的防腐设计属于中期（M）耐久性。此外，市场和用户对工程机械产品外观质量需求逐步提高，因此工程机械产品涂层要求应具有较好的装饰性、良好的机械性能、优良的防腐蚀性和耐候性。

为满足工程机械结构件涂层要求，双组份环氧底漆、双组份聚氨酯面漆为最为常见且成熟的涂层配套体系。环氧底漆是以环氧树脂为主要成膜物质的涂料，环氧树脂分子链中没有酯键，含有极性很强的大量醚键和羟基，而且2个刚性的芳环和较高的玻璃化温度屏蔽了醚键和羟基，漆膜固化后形成网状的三维结构，具有极佳的附着力，耐腐蚀性和耐化学品性能优异。双组分聚氨酯面漆基料主要为含有羟基的丙烯酸树脂，固化剂为脂肪族二异氰酸脂类，两者反应产生大量氨基甲酸酯链节，形成涂膜具有优良的耐老化和外观装饰性能。同时为提高外观质量，需对工程机械结构件主要外观面补刮原子灰，填补前道工序造成的工件表面划伤、磕碰、花斑等缺陷。

零部件涂装工艺设计在使用的涂料确定后，需要从先进、可靠性、优质高产、经济性、环保、节能减排等方面进行工艺评审，设计选用相适应的涂装设备如蒸汽清洗设备、脱脂硅烷喷淋设备、自动喷涂机器人及其喷漆室、燃气红外烘干设备及高效率的输送方式。

整机实施免喷涂工艺，仅对转运、装配、调试过程中磕碰的漆膜进行修补涂装。一般选用低VOC型涂料（如水性涂料、高固体份涂料）使用低压空气喷涂方式进行局部找补。根据环保要求及整机涂装节拍，整机找补后应设计烘干工艺。产量较大的整机涂装废气处理建议采用活性炭吸脱附+催化燃烧处理。

随着国家越来越重视环保及节能减排，VOCs排放标准也会越来越严格．工程机械企业必然通过相应的技术改造、选用先进的涂装材料与工艺来降低VOCs排放，新型绿色涂装工艺的应用场景会越来越广泛。

随着社会的发展和人们审美意识的提高，用户对工程机械产品的外观质量要求也越来越高。涂装作为工程机械生产制造中的一道重要工序，对产品的外观质量、防腐蚀性能有着重要的影响，但也成为了VOCs 的重要来源。为此，国家及地方政府致力于“青山、绿水、蓝天”、大气污染防治攻坚工作，加大对涂装VOCs 的控制，引导企业采用低VOCs 涂料，采用高效喷涂技术，并要求采取废气处理设施对涂装废气进行处理，达标后才能排放。而工程机械在用的部分溶剂型涂料虽然施工性能较好，但有机溶剂排放量严重超标，涂装废气存在无组织排放现象较多，因此推进绿色涂装工艺在工程机械领域的应用具有现实意义。

工程机械涂装体系最高效、最环保的涂装工艺是借鉴汽车涂装理念，改变涂装工艺路线，由整机涂装为主改为零部件涂装为主体。即零部件涂装后，经精心组装、调试后的整机出厂前仅做修补涂装（或在严重的场合，喷涂一道面漆），实施整机免喷涂工艺。而零部件涂装通过引入新涂料、新工艺、新技术、新设备，实现工程机械涂装最大化节能降耗。