一、工程機械涂料概述

20世紀90年代初期，中國工程機械行業(yè)步入快速發(fā)展時期，一大批優(yōu)秀企業(yè)步入國際化、綜合化、規(guī)?；陌l(fā)展。而歷經(jīng)多年不懈努力的發(fā)展，今天，我們可以看到中國工程機械行業(yè)已經(jīng)得到不斷發(fā)展壯大。

工程機械行業(yè)的快速發(fā)展，促使工程機械涂料在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術水平、涂裝工藝方面逐步與國際接軌，產(chǎn)銷量也大幅提升。筆者翻查數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)自2011年以來，中國已經(jīng)成為全球工程機械產(chǎn)銷量最大的國家之一。截至2016年年底，中國工程機械主要產(chǎn)品保有量為672萬～728萬臺。在“一帶一路”倡議的帶動下，大量的基礎設施建設促進了我國工程機械行業(yè)的快速發(fā)展，2017年工程機械行業(yè)主要企業(yè)營業(yè)收入同比增長20％，且當年實現(xiàn)銷售7.6萬噸。按照估算，2020年有望達到10.7萬噸，可以說，工程機械涂料已經(jīng)成為中國涂料行業(yè)極為重要的組成部分。

二、工程機械涂料分類

當然，我們有必要對工程機械涂料的分類作相應的了解。如果按照涂層劃分，可分為底漆、中涂和面漆。

底漆是涂布于物體表面打底的基礎用涂料。工程機械尤其是大型工程機械一般都是露天作業(yè)，直接與空氣、水分、雜質(zhì)接觸，并承受風吹日曬，部分施工工況惡劣，涂膜的附著力和耐腐蝕性能主要依靠這層底漆。

中涂是在底漆和面漆之間起銜接作用的涂層。主要作用是填平底部基材，隔絕底漆層的缺陷，以提高面漆涂層的豐滿度、鮮映性等其他裝飾性能，增強面漆對涂層的附著力，増加整個配套涂層的厚度，提高整個被涂物的耐水性及防腐性能。而對于裝飾性要求不高的零件以及基材表面平整度好的部位，可以不噴涂中間漆，從而降低工程機械產(chǎn)品成本。常用的中涂有環(huán)氧中涂和聚氨酯中涂。

面漆是工程機械產(chǎn)品的“外衣”，對外觀起著舉足輕重的作用，直接影響人們的視覺感官。需要注意的是，目前工程機械面漆種類上已經(jīng)實現(xiàn)多元化。

三、工程機械底漆的特性與種類

底漆是工程機械涂料中最基礎的涂料，它是直接在經(jīng)過預先處理過的鐵板表面施工而成的。

工程機械上的底漆須具備以下特征: 對基材有良好的附著力，在施工后形成的涂膜應有優(yōu)良的機械強度；同時還須對上層涂料有很好的配套性——底漆本身具有很好的施工性能，并且能適應不同種類的涂裝工藝。

常用的工程機械涂料底漆有環(huán)氧酯底漆、醇酸底漆、環(huán)氧底漆、丙烯酸底漆、聚氨酯底漆以及陰極電泳底漆等。若按底漆不同用途來分，常用底漆有:耐油底漆、防銹底漆、可焊接車間底漆等。

防銹底漆用于普通金屬零部件的防銹保護并和下道涂料有很好的配套性:液壓件附近主要用耐油底漆，要求涂膜有很好的耐機油、液壓油等油類的特性?？珊附榆囬g底漆用于底材預處理完畢后，在正式底漆沒有涂布前，作為暫時防銹用的底漆，要求涂膜有很好的可焊接性，施工涂層一般在5-15um。

按照底漆的組分來分，又分為雙組分底漆和單組分底漆。單組分工程底漆在施工溶劑型面漆時容易出現(xiàn)咬底和附著力下降問題，故目前雙組分環(huán)氧底漆已經(jīng)成為主流配套方案。

四、工程機械對底漆的要求

底漆是面漆耐久性、美觀的前提，底漆的好壞是影響面漆外觀美觀與否的重要因素，性能不好的底漆甚至會出現(xiàn)剝落和裂紋的現(xiàn)象，因此底漆的選擇及其施工是非常重要的，我們可以將工程機械底漆從以下幾個方面進行選擇。

1.防腐性能

工程機械基本是露天存放和在戶外作業(yè)的，有的甚至是在高濕、高溫、高鹽的環(huán)境下作業(yè)的，所以涂層防腐性能對于工程機械的使用周期和良好的外觀至關重要。它的主要性能測試有涂膜耐水性、耐油性、耐熱性、耐鹽水性等相關的標準和方法。對于液壓件，耐各類液壓油的性能是最重要的，否則涂膜受到侵蝕后，脫落到液壓油中的涂膜很可能會導致液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，這樣就會影響工程機械的日常作業(yè)。對于受熱零部件表面噴涂的底漆必須要有很好的耐熱性，否則受熱零部件部位的涂膜脫落，造成此部位的零部件會直接暴露在空氣中，從而加快了工程機械的腐蝕速度。

2.力學性能

工程機械底漆的力學性能主要有沖擊強度、硬度、附著力、柔韌性等性能。如果底漆的力學性能不是很好，那么涂膜在零件或機械的生產(chǎn)、裝運、工作過程中很容易就被破壞，從而失去了底漆的防腐性能。

3.施工性能

底漆的防腐性能、力學性能以及其他各類性能必須通過底漆施工，并且在干燥成膜后來實現(xiàn)，它的施工性能的好壞還會影響工程機械生產(chǎn)效率、成本及外觀的質(zhì)量。底漆的施工性能主要表現(xiàn)在表干、實干、流平性、涂料的遮蓋力及施工適應期等性能上。底漆干燥的時間過長或需要很高的干燥溫度，就會影響下道涂料的噴涂時間，從而使施工成本増加: 底漆流平性不好會導致涂膜干燥后會出現(xiàn)表面不平整，在噴涂面漆時很可能會出現(xiàn)光澤不高、橘皮、鮮映性不好等弊病。

五、工程機械對中涂漆的要求

中涂漆是在底漆和面漆之間起銜接作用的涂層。主要作用是填平底部基材，隔絕底漆層的缺陷，以提高面漆涂層的豐滿度、鮮映性等其他裝飾性能，同時增強面漆對涂層的附著力，增加整個配套涂層的厚度，提高整個被涂物的耐水性及防腐性能。

工程機械對中涂漆的要求:與底漆和面漆間配套性良好，與上下涂層間的結(jié)合力強；涂層硬度適中，面漆的溶劑不能“咬起”此涂層，耐水濕性能要較好，不會引起面漆起泡，打磨性能要較好，能在適當?shù)母邷叵潞娓?，且在干打啟時，必須不粘砂紙，干性良好。常用的中涂漆為環(huán)氧中涂和聚氮酯中涂。聚氨酯中涂的選用主要是老慮涂膜有更好的耐候性能。

六、工程機械對面漆的要求

面漆可以使工程機械具有很高的光澤、豐富的色彩，并給人以美感。面漆效果直接影響客戶對工程機械產(chǎn)品好壞的判斷，所以外觀顏色和效果越來越受到重視。常用的溶劑型面漆有醇酸、丙烯酸和氯化橡膠、聚氨酯面漆。工程機械對面漆的要求如下。

1.保護性能

工程機械一般都是室外施工、室外存放，工況惡劣，面臨著風吹日曬、粉塵污染和雨水泥水的沖刷。因此，工程機械需要涂料防護使其表面涂覆一定厚度的涂膜，以便隔離大氣中的氧水分、塵污等腐蝕性物質(zhì)，在一定期限內(nèi)免受腐蝕，保證設備的使用壽命?？梢哉f防護功能是工程機械涂料的基本功能，因此涂膜要求有良好的附著力、耐沖擊和柔韌性等力學性能。

2.裝飾性能

國內(nèi)工程機械行業(yè)發(fā)展初期，使用涂料以防銹保護功能為主。進入21世紀后，隨著行業(yè)蛋糕越做越大，競爭日趨激烈，涂層外觀也成為構(gòu)成產(chǎn)品競爭力的一個重要因素，更高的光澤、更高的豐滿度、賞心悅目的涂層配色，自然更容易贏得市場。同樣隨著市場發(fā)展，工程機械企業(yè)也意識到品牌建設和企業(yè)形象視覺識別(VI)的重要性，因此用涂料嘮涂到產(chǎn)品表面，起到重要的品牌傳播載體作用。

工程機械機器龐大、結(jié)構(gòu)復雜，難以實現(xiàn)所有的表面都具有很高的外觀效果。為此，工程機械行業(yè)提出了覆蓋件的概念，即覆蓋在機器設備外部的零部件，包括油箱、駕駛室、發(fā)動機罩、蓋板等，在這些覆蓋件上重點突出涂裝的裝飾性，要求表面涂膜光滑、均勻、飽滿、光澤高、無弊病，并具有一定的耐候性，在一定時期內(nèi)其失光、褪色在規(guī)定的范圍內(nèi)。自2000年以來，工程機械行業(yè)對產(chǎn)品外觀質(zhì)量越來越重視，每兩年一次的北京工程機械展還專門舉行外觀評比活動，工程機械涂裝的裝飾功能愈加突出，用戶及制造商都更加重視產(chǎn)品涂裝的整體視覺效果。

3.施工性能

在選擇工程機械面漆時，必須注意和底漆、中涂或膩子的配套性，否則在涂裝時可能出現(xiàn)整個涂層起皺和咬底等配套不良現(xiàn)象。面漆施工時要求流平性好、光澤高、鮮映性高、豐滿度好，但不能流掛。對于面漆流平性能不好的情況，可能會導致出現(xiàn)流掛、橘皮、鮮映性差和豐滿度差等弊病。

當前國內(nèi)外工程機械的大部分產(chǎn)品仍然采用溶劑型涂料進行噘涂。采用低施工固體分溶劑型涂料，會產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機化合物(VOC)排放，對環(huán)境造成嚴重的污染。

七、水性工程機械涂料跟隨時代的進步

我國近年頒布和實施了一系列限制溶劑型涂料的政策和法規(guī)，傳統(tǒng)溶劑型工程機械涂料市場受到巨大沖擊，水性工程機械涂料呼聲高漲。

2013年9月，國務院印發(fā)《大氣污染防治行動計劃》，明確在石化、有機化エ、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)實施揮發(fā)性有機物綜合整治，完善涂料等產(chǎn)品揮發(fā)性有機物限制標準，推廣使用水性涂料，鼓勵生產(chǎn)、銷售和使用低毒、低揮發(fā)性有機溶劑；

2015年1月26日，財政部與國家稅務總局聯(lián)合發(fā)布《關于對電池、涂料征收消費稅的通知》，宣布自2015年2月1日起對涂料征收消費稅。消費稅在生產(chǎn)、委托加工和進口環(huán)節(jié)征收，適用稅率均為4％，對施工狀態(tài)下?lián)]發(fā)性有機化合物(VOC)含量低于420g(含)的涂料免征消費稅；

2016年7月，國家工信部和財政部聯(lián)合印發(fā)的《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃》中要求: 到2018年，工業(yè)行業(yè)VOC排放量比2015年削減390萬噸以上，減少苯、甲苯、二甲苯等溶劑、助劑使用量20％以上，低(無)VOC的綠色涂料產(chǎn)品比例達到60％以上；

2017年9月，環(huán)保部印發(fā)(“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案》，要求如下：

①重點推進集裝箱、汽車、家具、船胎、工程機核、鋼結(jié)構(gòu)、卷材等制造行業(yè)工業(yè)涂裝排放控制: 到2020年，全國工業(yè)涂裝VOC排放量減少20％以上，重點地區(qū)減少30％以上。

②推廣使用高固體分涂料，到2020年年底前，使用比例達到30％以上: 試點推行水性涂料，積極采用機器人噴涂、靜電噴涂等先進涂裝技術。加強廢氣的收集與治理，有機廢氣收集率不低于80％，噴滾與烘干廢氣采用焚燒等方式進行處理。

通過上述措施，工程機械制造涂裝VOC綜合去除率達到50％以上。而在一系列降低VOC的環(huán)保政策實施后，相信工程機械涂料將由傳統(tǒng)溶劑型涂料向水性涂料等環(huán)境友好型涂料轉(zhuǎn)變的速度會大大加快。

水性涂料本身就是用水作為分散介質(zhì)的涂料，可降低涂裝過程中VOC的排放。工程機械使用的水性涂料主要是雙組分環(huán)氧底漆與雙組分聚氨酯面漆，但由于其性能和外觀效果與高質(zhì)量涂層相比還有一定差距，加上其對環(huán)境溫濕度相當敏感、對工件表面前處理要求較高，所以涂裝質(zhì)量把控難度較大，因此工程機械行業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模成熟應用，還有很長的路要走。

據(jù)悉，電泳涂料屬于最先成功應用的水性涂料，為了滿足不同的需求，陰極電泳涂料發(fā)展也十分迅速，基本上每隔3～5年就更新?lián)Q代一次，目前已經(jīng)開發(fā)的有標準型、低溫烤型、厚型、邊角覆蓋型、耐侯耐久型等陰極電泳涂料。由于電泳涂裝不存在死角，使得工件整體防銹性能大大改善，在汽車車身的涂裝上得到廣泛應用，在工程機械行業(yè)也越來越受到企業(yè)的關注，目前電泳涂裝在工程機械行業(yè)的應用主要是駕駛室、機罩等覆蓋件上，應用領域也在不斷擴大。

可以說，提高工程機械用涂料的防腐蝕性和各種環(huán)境氣候條件下的適應性，追求更高的外觀質(zhì)量，降低涂枓固化溫度，提高施工適應性和環(huán)境友好性，將是今后工程機械用涂料研究領域的主攻方向。工程機械涂料涂裝也將從材料、工藝、設備等方面不斷追求更高的產(chǎn)能、效率、質(zhì)量，以及更少的材料和能耗，減少直至消除三廢排放。

工程機械產(chǎn)品需求及增長幅度與GDP、基本建設投資規(guī)模具有較強的相關性，尤其是對國家、對社會產(chǎn)生重大影響的工業(yè)領域。隨著中國國力的不斷壯大、社會的生產(chǎn)需求和環(huán)保需求的不斷提升，相信工程機械涂料的水性化產(chǎn)品也會跟隨時代的進步，呈現(xiàn)出越來越好的發(fā)展態(tài)勢。