摘要：近几年我国社会科技的高速发展，工程机械已成为大规模化生产和使用的机电产品。在工程机械制造过程中，涂装是一道必不可少的工序，涂膜在工程机械产品的防锈保护、外光装饰等方面具有十分重要的意义。但是，工程机械结构庞大，且多是中厚板材焊接的结构件，涂装用漆量大，烘干时间长，不仅是一项高能耗工艺，还是一项会对环境产生污染的工艺。在倡导绿色消费、绿色制造的今天，如何减少工程机械涂装的能耗，如何减少或消除工程机械涂装的污染也应该引起行业的重视。本文主要分析了绿色环保趋势中的工程机械涂装技术发展。
关键词：绿色环保；工程机械；涂装技术
1.当前绿色涂装的发展现状
在绿色制造的倡导下，涂装也开始向着绿色材料、绿色工艺的方向发展。在涂装工序十分重要的汽车行业，很早就注重采用环保性好的涂装材料和工艺。在客车涂装上，近年来不断追求高质量、高效率、低污染、低能耗、低成本的发展目标，实施涂装材料、涂装工艺、涂装设备三位一体的绿色涂装技术。在轿车涂装上，绿色理念已经深入工艺，在21世纪以来，多项环境友好型涂装技术在轿车涂装中得到应用。在重型卡车上，中国重汽经过反复实践，在“HOWO”重卡实现了“2C1B”涂装工艺，除了可节省大量的燃气、电能、涂料及辅料费用外，还可减少40%以上的VOC排放量。此外，汽车涂装还提出了加速涂料更新换代，实现低碳化和无害化的理念。为减少涂装对环境的污染，新技术、新材料、新工艺不断出现并得到应用。如涂装前处理采用抛丸替代喷砂工艺，不仅生产效率大大提高，还可以有效防止清理过程中粉尘外泄，使周围环境免遭粉尘的污染；又如电泳涂料、粉末涂料的出现，使传统溶剂型涂料的VOC排放问题得到破解；再如“2C1B”、“3C1B”工艺的应用，降低了烘烤次数，能耗大大降低。顺应绿色制造发展，探索和采用节能环保工艺已经成为涂装的发展趋势和方向。
2.工程机械涂装的能耗及污染分析
2.1涂装工艺及设备
工程机械涂装根据工件板材厚度的不同，分为薄板件和结构件。目前，薄板件采用磷化进行前处理，其工序包括脱脂、酸洗、中和、表调、磷化等，设备包括各种液槽、输送设备、加热设备等；结构件采用抛（喷）丸进行前处理，设备包括抛丸清理室、输送设备、除尘设备等。在喷漆环节，工程机械无论是薄板件还是结构件，都是以溶剂型涂料喷涂为主，设备包括底漆喷漆室、底漆流平室、底漆烘干室、底漆强冷室、腻子烘干室、腻子打磨室、面漆喷漆室、面漆流平室、面漆烘干室、面漆强冷室及输送设备等。
2.2涂装的能耗
在工程机械涂装生产过程中，不仅有水、电的消耗，还会有蒸汽或燃气、燃油等消耗。工程机械结构件涂装中，前处理抛丸完全是机械清理工艺，抛丸器、提升机、螺旋分离器、纵螺旋输送器、横螺旋输送器、丸料分离器、室体大门、上下线平车、悬挂输送机设备运转完全依靠电力驱动。另外，用于环保处理的除尘风机也需要依靠电力运转。喷漆过程除了风机、水泵、输送小车等需要电力运转外，在涂膜干燥过程还需要加热。加热的方式有蒸汽加热、燃油加热、燃气加热和电加热。
2.3涂装的污染
由于溶剂型涂料含有用可挥发性的溶剂VOC，这些溶剂具有一定的毒性，在涂装施工和涂膜干燥的过程中会挥发，导致了涂装废气的产生。湿式喷漆室循环水里面定期打捞起来的废漆渣由于含有颜料等物质，属于固体污染物。循环水在经过一定周期后需要排放，里面仍然含有大量的漆渣、颜料，属于有害污水。
3.基于绿色制造的工程机械绿色涂装
3.1实现绿色涂装的途径
要实现绿色涂装，就是要降低设备能耗及生产废物的产生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就喷漆工艺而言，如果烘干加热采用的不是电，则风机是最为主要的耗电设备，而最大的热能消耗工序则是涂膜烘干加热工序。风机运转是为喷漆室提供清洁空气、降低各室体内溶剂浓度保证安全生产所必须的，要减少其数量或功率首先要降低涂料中易燃易爆有毒溶剂的含量。另外，要降低涂膜烘干使用的加热能源消耗，一方面可以通过采用烘干温度较低的涂料来实现，另一方面就是调整和优化喷漆工艺，减少烘干次数，如汽车涂装使用的“2C1B”、“3C1B”工艺。从“三废”排放来看，在继续使用溶剂型涂料的情况下，一方面可以通过降低涂料中的有毒有害物质，以减少排放物的污染程度；另一方面就是提高涂料的利用率，减少“三废”的产生。另外，通过采用含有VOC较少的高固体分涂料或不含有VOC且利用率高的电泳涂料、粉末涂料，实现少排放或零排放。
3.2工程机械绿色涂装工艺
工程机械涂装已经不仅仅局限于采用溶剂型涂料，电泳涂料、粉末涂料都已经在部分零部件上使用。电泳涂料、粉末涂料的环保性能都比溶剂型涂料要好，也是工程机械涂装未来发展的方向，这里就不作详细论述。但是，由于工程机械自身的特点，在未来一定时期内，溶剂型涂料的使用还不能被取代，甚至还是主流。为此，研究溶剂型涂料的绿色涂装工艺对工程机械而言，依然有着现实乃至长远的意义，甚至可以推广到使用溶剂型涂料的其他行业。
3.3底面合一涂料工艺应用
3.3.1减少流程的先刮腻子后喷漆工艺
采用先刮涂腻子后喷漆，工艺流程为：刮腻子→晾干（或烘干）→（冷却）→打磨→清理→上线→清理→喷底漆→流平→烘干→冷却→喷面漆→流平→烘干→冷却→下线。调整后，工件喷漆生产节拍完全根据烘干工艺时间而定，节拍稳定。另外，工件上线后一次性完成底漆、面漆的喷涂，减少了一道上下线工序及车间叉车、行车的占用，从而减少燃油、电力的消耗。另外，先刮腻子后喷漆工艺的应用，更有助于下面的底面合一涂料及涂装工艺的应用。
3.3.2减少能耗的底面合一涂料及涂装工艺
底面合一涂料即兼顾底漆的防锈保护功能和面漆的装饰美化功能的新型涂料。工程机械采用底面合一涂料后，工艺流程从：上线→清理→喷底漆→流平→烘干→冷却→下线→刮腻子→晾干（或烘干）→（冷却）→打磨→清理→上线→喷面漆→流平→烘干→冷却→下线，变为：上线→清理→喷漆→流平→烘干→冷却→下线，工序大为减少，喷漆次数由两次减少为一次，VOC排放的排放次数减少。工件的加热从两次减少为一次，设备的喷漆室、流平室、烘干室等从两套减少为一套，整条涂装生产线长度缩短一半，相应的用电、加热能源都减少。
4.结语
总而言之，在当今这个绿色环保趋势越来越大的环境下，积极消化吸收引进技术，不断创新开发绿色涂装工艺技术、新材料和新装备，共同努力，促进涂装工艺技术发展进步，促进涂装产业不断升级，创建绿色涂装车间。
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论文作者:夏小君
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/19
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