摘 要

由于各个国家环保法的出台及对环境保护的要求，各国纷纷限制VOC的排放，在这种情况下，溶剂型涂料已不能适应时代的要求，各国均开始大力发展水性涂料。水性涂料大致包括水性环氧、水性聚氨酯、水性丙烯酸等。其中水性环氧涂料发展最早也较为完善。国外水性涂料的发展较为迅速，在各个方面已基本完成了溶剂型到水性涂料的转变，尤其是在汽车领域完成了底漆、中涂、面漆的水性化，而我国在这方面仍有待提高。

本论文以新型水性环氧乳液、改性胺类固化剂为基料，添加无毒无污染的防锈颜料、填料，选择合适的分散剂、消泡剂等助剂制备了环保型双组分水性环氧防腐涂料，可用于汽车底漆等。本文研究了颜填料的配比、颜填料的组成、蒸馏水的含量等对漆膜防腐性能的影响。将配置的涂料制备成漆膜，通过漆膜的耐冲击性（根据GB/T 1732-93)、柔韧性(GB/T 1731-93)、中性盐雾实验（GB/T 1771-2007)等测试方法来检验漆膜性能的好坏及涂料的等级。以所研制的水性防腐涂料为汽车底漆，同时根据涂装车间设计要求，以节约和环保为标准，设计了节约环保型的汽车底漆烘干室和涂装车间工艺。

关键词：水性环氧涂料；防腐；烘干室；涂装车间

Abstract

Due to introduction of various national environment protection laws and the requirements of environmental protection, countries have limit emissions of VOC, under this circumstance, solvent based coatings have been unable to meet the requirements of the times, and all countries began to develop the water paint. Water borne coatings generally include waterborne epoxy, waterborne polyurethane, water soluble acrylic acid, etc. Among them, water based epoxy coatings found earlier and more perfect. The development of waterborne coatings in foreign countries is very rapid, in all aspects has been basically completed the transformation of solvent based paint to the water, especially the primer, in the fields of automobile coating, waterborne coatings. And our country still needs to be improved in this respect.

In this paper, a new type of waterborne epoxy emulsion modified amine curing agent as the base material, add non-toxic polluting anti rust pigment, filler, select the appropriate dispersant, environmental protection of two component waterborne epoxy anticorrosion coatings prepared by defoaming agent system, that can be used in various aspects such as auto primer. In this paper, the effects of the ratio of pigments and fillers, the composition of pigments and fillers, and the content of distilled water on the corrosion resistance of paint film were studied. By coating the configuration the paint film, through the impact resistance(GB/T 1732-93), flexibility(GB/T 1731-93), salt spray test（GB/T 1771-91) and other test methods to test the performance of the film and the grade of paint. The development of waterborne anti-corrosion coatings for automotive primer, at the same time, according to the design requirements of painting workshop, saving and environmental protection as the standard the environmental protection type of automobile prime drying room and coating process are designed.

Key Words: waterborne epoxy coatings; anti-corrosion; drying chamber; painting workshop

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 水性涂料 2

1.2.1 水性涂料的特点 2

1.2.2 水性涂料的类型 3

1.2.3 水性涂料的合成原理及制备方法 4

1.3 水性防腐涂层体系 5

1.3.1 水性涂料作为防腐涂层的基本要求 5

1.3.2 涂层的湿附着力与其防腐性能的关系 5

1.3.3 提高涂层湿态附着力的方法 5

1.4 水性环氧防腐涂料 6

1.4.1 环氧树脂的分子结构 6

1.4.2 水性环氧涂料的特点和分类 7

1.4.3水性环氧涂料的固化 7

1.4.4 水性环氧防腐蚀涂料的性能 8

1.5 涂装车间工艺设计 9

1.5.1 涂装车间工艺设计现状 9

1.5.2 涂装车间工艺设计原则 9

1.6 本论文研究的意义、目的及主要内容 9

第2章 水性防腐涂料的制备和性能 11

2.1 实验原料及仪器 11

2.2 水性环氧防腐涂料及其漆膜的制备步骤 12

2.2.1 水性环氧防腐涂料的制备步骤 12

2.2.2 水性环氧防腐涂料的漆膜制备 12

2.3 水性环氧防腐涂料的配方设计 12

2.3.1 水性环氧防腐涂料的配方 13

2.3.2 水性环氧防腐涂料制作的技术特性 13

2.4 结构表征与性能测试 14

2.4.1 原料测试 14

2.4.2 水性环氧防腐涂料的物理测试 14

2.4.3 水性环氧防腐涂料的漆膜性能测试 15

2.5 测试结果与讨论 16

2.5.1 涂料物理测试结果 16

2.5.2 漆膜厚度测试结果 16

2.5.3 划格实验测试结果 17

2.5.4 耐冲击实验测试结果 18

2.5.5 柔韧性测试结果 18

2.5.6 漆膜中性盐雾实验测试结果 18

2.5.7 老化实验结果 19

2.6 本章小结 19

第3章 工艺设计 20

3.1 涂装车间工艺设计概论 20

3.1.1 工艺设计原则 20

3.1.2 工艺设计内容 20

3.1.3 工艺设计水平评价 21

3.2 涂装车间设计 22

3.2.1 设计前提 22

3.2.2 涂装工艺流程及有关的工艺参数 22

3.3 主要涂装设备选择 26

3.3.1 前处理设备 26

3.3.2 电泳线 28

3.3.3 烘干设备 28

3.3.4 车底喷涂线 28

3.3.5喷漆线及配套设备 29

3.4 烘干室设计 29

3.4.1 烘干设备的选用原则 29

3.4.2 烘干设备加热用热源 30

3.4.3 烘干室的室体和设备选择 30

3.4.4 烘干室的计算 32

3.5 本章小结 35

第4章 结果 36

参考文献 37

致 谢 39

第1章 绪论

1.1 引言

20世纪中叶之前，溶剂型涂料被广泛使用。传统的溶剂型涂料中有大量的挥发性有机化合物（VOC），这些有机物在施工和干燥的过程中大部分都会挥发出来，这不仅严重的污染了环境而且还危害了人类的健康，同时挥发掉的溶剂也是对资源的一种巨大的浪费。另外，VOC的排放已成为大气的主要污染源之一，甚至在紫外线的辐射下产生光化学烟雾或者形成酸雨而导致二次污染^[1-4]。由于VOC对环境与人类的危害，近年来引起各国的密切重视并纷纷采取措施来限制VOC排放。比如美国的ASTM D3960标准《涂料及相关涂层中挥发性有机化合物含量测定的标准实施规范》，欧洲联盟关于特定大气有害物质最高排放量的指令（2001/81/EC）、涂料指令（2004/42/EC）和有机溶剂使用指令（1999/13/EC）、1907/2006/EC REACH法规、RoHS（2011/65/EU）指令、日本的《化学物质审查及制造管理法》以及我国的新环保法（2015）、相关标准GB/T23994-2009、GB/T 24613-2009、GB/T 24409-2009、GB/T 18581-2009、GB/T 18582-2008以及HJ2015-2012等的颁布实施 ^[5-8]。各种环境友好型涂料纷纷涌现，例如水性涂料、无溶剂涂料等，它们已成为涂料发展的重要方向，而在种类繁多的环境友好型涂料中，水性涂料因其优异的环保性和安全性而被大部分研究学者重视。

目前已应用在工业防腐领域的水性防腐涂料包括水性环氧涂料、水性丙烯酸涂料等，其中，水性环氧防腐涂料作为低 VOC 排放的绿色环保型涂料的一种，非常具有研究开发的价值，同时也具有非常广泛的应用前景。众所周知，水性环氧防腐涂料的现状： 环氧树脂具有较好的耐化学药品性、耐腐蚀性及耐溶剂性等优良性能，但是传统的环氧树脂只溶于芳烃类等有机溶剂中，然而这些有机溶剂具有挥发性，会对环境造成严重的污染，价格也较高。因此，为了改变这种情况也为了环境保护，国外从很早就开始研发水性环氧涂料，水性环氧涂料一开始是通过外加乳化剂的方式被乳化，现在是自乳化，其性能得到改进。我国从80年代初才开始研究环氧涂料水性化，比国外晚十几年，至今虽然已取得了一些进步，但是在耐水性等方面与国外的产品还有一定的差距^[9-11]。