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水性涂料涂裝工序與溶劑型涂料基本相同，但在設備選用材料和工藝參數設定上需根據水性涂料的特性進行選取。其典型工藝為：
前處理【上線 →預脫脂 →脫脂 →水洗1 →水洗2 →(去離子水洗1) →(表調) →(磷化) →水洗3 →水洗4 →(去離子水洗2) →人工吹水 →烘干】 →強冷 →噴底漆 →流平 →預熱期 →烘干 →冷卻(強冷) →噴面漆 →流平 →預熱期 →烘干 →冷卻(強冷) →下線
1、前處理
由于水性涂料以水作為稀釋劑，水的表面張力為72.6dyn/cm(達因/厘米)，要比一般有機溶劑大，是涂料常用有機溶劑的2.5倍(見下表)，因而難以潤濕底材，易產生縮孔，所以一方面通過在水性涂料生產配方中添加表面活性劑來降低表面張力，提高潤濕性能，另一方面，在進行工件的前處理時，對工件表面處理的質量要求更高。
涂料常用有機溶劑的表面張力
2、強冷
水的蒸發潛熱為2457.22kJ/kg，而常用溶劑的蒸發潛熱：二甲苯為343.2kJ/kg，丁醇為590.2kJ/kg，酮類為343～444kJ/kg，都要比水低得多，所以噴涂同樣厚度的涂膜對工件的降溫作用水性涂料要更大一些。對于拖拉機底盤、柴油機等主要由鑄件構成、涂層以防腐為主、對裝飾要求不高的工件，可以不設強冷。
3、噴(底、面)漆
噴涂水性涂料所用的一般空氣噴槍與溶劑型涂料相同，但對環境條件(主要是溫、濕度)的要求與溶劑型涂料相比存在一定的差別。在噴漆室中噴涂水性涂料時，水變成水蒸氣體積膨脹1244倍，可以使噴漆室中的濕度瞬間升高，當濕度達到90%以上時涂在被涂物上的涂膜會流淌下來。 所以，噴涂水性涂料時控制噴漆室的濕度很重要，溫度也要保持在不產生流掛和流淌的范圍，一般認為，溫度在15～30℃，相對濕度在60～80%較為適宜。如果低于15℃會影響成膜。由于水的腐蝕性比溶劑大，噴漆室尤其是循環水處理系統最好采用不銹鋼制成。噴漆室內的送風必須有適當的調溫調濕裝置。
4、預熱期
預熱期即涂裝后漆膜的流平和水的預蒸發過程，其目的是為了防止含有大量水分的濕漆膜(水性底色漆中水的含量約為63%)突然進入較高溫度(>100℃)的烘干爐。預熱期時間和溫度的具體參數要根據所使用的水性涂料的性能、對工件涂層的質量要求和烘干爐要求的溫度來確定，一般情況下溫度設置在80℃左右。 預熱期時間長短主要受鏈速影響。預熱期時間短，涂層內水分沒有及時揮發而導致經高溫烘烤后出現針孔、痱子等缺陷;預熱期時間長，漆膜表面過干，容易產生桔皮等缺陷。要合理選擇預熱期時間，否則容易出現流掛、氣泡等質量問題。
5、烘干
同噴漆室的設計類似，烘房內壁也需采用不銹鋼制造。由于水的蒸發潛熱大，是一般溶劑的5-7倍，烘干室的熱容量要適度增大。同時，水較有機溶劑蒸發慢，致使水性涂料的烘干時間要長，涂膜和被涂物升溫不宜過快。在水性涂料中除用電泳涂裝法所得涂膜，受電滲作用使濕涂膜中的含水量很少，可直接經受高溫烘烤外，其它含水量較高的水性涂料涂膜都需要經過預熱期后才能升至工藝溫度。
6、輸調漆系統
溶劑型涂料的輸調漆系統可采用碳鋼制成，而水性涂料由于水會使金屬生銹而腐蝕，因此水性涂料的輸調漆系統必須使用不銹鋼材料，并應經過化學鈍化處理，另外還需要有針對水性涂料的高觸變性的供給用軟管及有足夠處理能力的泵。
7、靜電噴涂設備
與溶劑型涂料相比，水性涂料電阻較小，如果用傳統的靜電印加方法會導致漏電，需要采用專用的靜電噴涂設備。通常水性涂料采用直接(內部)帶電方式和間接(外部)帶電方式進行涂裝。
