清洁涂装工艺的探讨清洁涂装工艺的探讨廉政勋

清洁涂装工艺的探讨,清洁涂装工艺的探讨

乐惠明　(中国表面工程协会涂装分会,上海200001)　　摘　要:本文结合清洁涂装工艺,探讨了水性环保型涂料的应用,简述了水性涂料生产施工设备易清洗、颜料分散性较溶剂型差、表面张力较溶剂型高、水分蒸发慢等特点,并介绍了水性涂料特殊的施工要求及其在木制品、塑料制品和汽车制造方面的涂装。关键词:清洁生产;末端治理;水性涂料;表面张力;清洁涂装0　引　言我国实施《清洁生产促进法》已近2年。清洁生产的实质是一种从源头削减污染和预防污染为主要特征的环境战略;清洁生产能有效地减少产品使用过程中污染物的产生和排放;可以减少末端治理费用、降低成本,也是提高企业竞争力的最佳途径;清洁生产给我国带来的经济、社会和环境效益是无限的适应我国加入WTO后提供符合环境标准的清洁产品,从而在国际市场竞争中立于不败之地。涂装作为产品的防护和装饰措施,具有简便有效的特点,通用性强、使用广泛。然而在涂装施工过程中产生的废液、废气会造成环境污染。对人类生态环境的破坏和对人类本身的危害已逐渐为大家认识。而其传统的治理方法,一般是采用末端治理为主,为了促进开展表面行业清洁生产的实施,涂装行业也应对此传统模式作根本的变革。探讨开展推广环境友好型水性涂料的使用,应是行之有效的方案之一。1　水性环境友好型涂料的发展环境友好型涂料是使涂装能确保环保要求的涂料,主要有水性涂料、粉末涂料和高固体涂料。当前,我国工业水性涂料的生产和使用,与国外相比差距很大。欧美发达国家水性木器涂料的销售量已占木器涂料市场的10%以上,占装修木器涂料市场份额的40%以上,而我国水性木器涂料在木器涂料的份额还不到1%。发达国家汽车制造业中汽车底漆采用水性涂料为92%,2000年欧洲中涂漆采用水性涂料为42%,底面漆采用水性涂料为50%。2004年日本水性底色面漆为23%。而国内对水性电泳涂料除具有规模的大厂使用较普遍外,还有很多微型车、卡车等尚在使用水性浸涂漆,配套使用水性涂料的报导不多。有关资料报道了2010年工业涂料的趋向:粉末涂料将由12%提高到20%;水性涂料占3915%(其中电泳涂料为17%,其他水性涂料为2215%);高固体涂料将由12%降至815%。从上述数据可知,水性涂料的发展已列于首位。另外,国外设于国内的汽车公司,在设计涂装车间时已考虑到准备使用水性涂料的设施,证实对水性涂料的预见性。2　水性涂料的特点水性涂料在生产制造及施工应用中以水作为溶剂,使用的设备均可用水清洗;提高固体含量,使价格降低;水性涂料中颜料分散性较溶剂型差,会影响其耐候性;表面张力较溶剂型高,对工件表面的润湿性、展布性差,涂膜易产生针孔、缩孔、气泡及流挂等弊病;水性涂料的水分蒸发慢于溶剂型涂料,闪蒸时间长或需低温烘烤。对含水量较高的水性涂膜需晾干和在低于100℃温度下分段升温保温,待至水分基本去除,才可烘烤;剪切力对水性涂料的稳定性有影响,在循环系统中会随造成剪切力不同而出现不同的黏度和流速。3　水性涂料的施工水性涂料的施工方法与常规施工方法无太大差异,应结合工件形状、防腐要求、外观装饰等具体情况,选用刷涂、浸涂、辊(筒)涂、淋涂、辊涂等。对铸件采用浸涂,出槽后要充分流平,但浸涂所形成的涂膜不均匀。将薄片工件采用水性丙烯酸涂料以辊涂方式涂漆,以215m/min线速度,在230℃下3～4min固化后,能达到预期的涂膜。水性涂料的喷涂方法有如下几种:(1)空气喷涂,适用于黏度小于30s(涂-4杯)的涂料;(2)空气辅助无气喷涂(或称混气法),适用于黏度大于30s(涂-4杯)的涂料,已在木制家具业普遍使用;(3)静电喷涂,由于水性漆的高导电性,应选用水性涂料专用的静电喷漆枪,德国瓦格纳尔、美国诺信公司等多家公司均能提供。例如:水性醇酸磁漆的施工条件为:涂料黏度:20～24s(涂-4杯);直流电压:45～60kV;固化条件:表干30min后于80℃、20～30min烘干。4　水性涂料的施工要求水性涂料的施工要求虽与有机溶剂型涂料要求基本相同,但仍有其特殊性。4.1　涂装前表面处理木制品经去污或打磨后,表面无木屑粉尘;塑料件经清洁处理后,表面应无脱膜剂类残余污物及毛刺。同时,还需根据不同类型塑料材质进行表面活化或功能化处理;金属件在经过脱脂的基材上进行相应转化膜处理,采用喷砂(抛丸)的表面,要求达到Sa21～2级,粗糙度50μm。4.2　涂料过滤采用一般空气喷涂施工的涂料要经过180～200目滤网过滤,采用空气辅助无气喷涂施工的涂料应使用220目滤网过滤。4.3　涂料黏度水性涂料施工黏度的高低,会造成涂膜出现流挂、桔皮等弊病,因此要根据不同施工方法和不同材质进行调节和控制。刷涂时黏度应为22～28s,浸涂时黏度在40～50s之间,一般喷涂时在15～25s,静电喷涂时宜在18～24s之间。4.4　环境条件采用喷涂方法施工时,对环境的温度和湿度的变化比较敏感。其环境的最佳条件为相对湿度(65±3)%,温度(23±3)℃。4.5　环境空气洁净度闪蒸或晾干(预烘)过渡室要求10万级,对有装饰要求的喷涂室为1万级。4.6　水质要求用于稀释涂料的水质,去离子水pH=7,电导率220S/cm;自来水pH=7,电导率170S/cm。4.7　烘干由于水性涂料涂膜中含水量较高,一般情况下,不能直接进入高温烘烤,因此要自行蒸发或先在50℃及90℃温度下分段升温,然后进入工艺温度烘干,而对浸涂的工件,在出槽后尚需流平。5　水性涂料的涂装5.1　木制品的涂装早在1988年美国南加利福尼亚对木器家具厂提出使用水性涂料,经过这些年的研究发展,已获成功。国内木器生产厂也已逐渐推广,水性涂料主要类型有:水性聚酯、丙烯酸及聚氨酯水分散体涂料、双组分聚氨酯和丙烯酸聚氨酯涂料。单组分和双组分聚氨酯涂料在目前应用相当广泛,水性木器涂料的综合性能已接近聚氨酯聚酯涂料。涂装工艺:底材打磨———涂底漆———打磨———刮腻子(2～3道,每道干燥2～3h)———打磨(600～1000#砂纸)———涂底漆———罩面漆(1～3道,每道间隔015h,前二道干燥后打磨采用1000#砂纸)———

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