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水性涂料喷涂工艺及设备设计需注意的问题
作者:马春庆,…    内容来源:现代涂料与涂装网    点击数:    更新时间:2011-6-2

3水性涂料的工艺及设备设计需要注意的一些问题
水性涂料涂装工序与溶剂型涂料基本相同,但在设备选用材料和工艺参数设定上需根据水性涂料的特性进行选取,其典型工艺为:
前处理[上线→预脱脂→脱脂→水洗1→水洗2→(去离子水洗1)→(表调)→(磷化)→水洗3→水洗4→(去离子水洗2)→人工吹水→烘干]→强冷→喷底漆→流平→闪干→烘干→冷却(强冷)→喷面漆→流平→闪干→烘干→冷却(强冷)→下线
3.1前处理
各类材料或制品在涂漆以前对其清除各类污物、整平及覆盖某类化学转化膜的所有准备工作,统称漆前表面处理。漆前表面处理技术是涂装技术的重要组成部分,在整个工艺过程中,需要选用清洗剂、表面调整剂、磷化剂、钝化剂、氧化剂等多种精细化工产品,这些化工产品组成复杂、性能差异大,如果选用不当或在使用中各槽液得不到很好的控制和管理,反而对涂层质量产生不利影响[4]。由于水性涂料以水作为稀释剂,水的表面张力为72.6dyn/cm,要比一般有机溶剂大,是涂料常用有机溶剂的2.5倍(见表3),因而难以浸润底材,易产生缩孔,所以一方面通过在水性涂料生产配方中添加表面活性剂来降低表面张力,提高浸润性能,另一方面,在进行工件的前处理时,对工件表面处理的质量要求更高。
表3涂料常用有机溶剂的表面张力


表3涂料常用有机溶剂的表面张力

 3.1.1除油
    钢铁表面除油程度要严格按照GB/T13312—1991的要求进行检查和控制。本方法是用标准G型极性溶液滴2滴(0.1mL)在被试表面上,立即用玻璃棒涂成20mm×40mm的覆盖面积,将特制的A型验油试纸紧贴在溶液膜上,1min后观察变色情况。若A型验油试纸显色均匀、连续完整,即为合格,反之不合格。无论对溶剂型涂料还是水性涂料,除油质量的好坏,对产品涂膜的质量都会产生较大的影响,但对于溶剂型涂料喷涂来说,工件表面除油不太彻底时,涂膜外观缺陷不会立即表现出来,但对水性涂料来说,工件表面除油不彻底,在其表面就难以形成完整的涂膜,所以,对水性涂料喷涂来说,前处理质量显得更为重要。
3.1.2磷化
    磷化膜的检验要严格按GB6807—1986进行,可采用3%氯化钠水溶液于15~25℃浸渍,或硫酸铜溶液点滴。也可以涂漆以后进行盐雾试验来考核。硫酸铜点滴液配方如下:CuSO4·5H2O为41g/L,NaCl为35g/L,0.1mol/L的HCl为13mL/L。水性涂料对磷化膜的要求与溶剂型涂料基本相同,磷化膜必须均匀完整,细密无挂灰。
3.2强冷
    水的蒸发潜热为2457.22kJ/kg,而涂装常用溶剂的蒸发潜热:二甲苯为343.2kJ/kg,丁醇为590.2kJ/kg,酮类为343~444kJ/kg,都要比水低得多,所以喷涂同样厚度的涂料对工件的降温作用水性涂料更大一些,因此认为对于拖拉机底盘、柴油机等主要由铸件构成、涂层以防腐为主、对涂装表面装饰要求不高的工件,可以不设强冷。
3.3喷(底、面)漆
    喷涂水性涂料所用的一般空气喷枪与溶剂型涂料相同,但对环境条件(主要是温度、湿度)的要求与溶剂型涂料相比存在一定的差别。在喷漆室中喷涂水性涂料时,水变成水蒸气体积膨胀1244倍,可以使喷漆室中的湿度瞬间升高,当湿度达到90%以上时涂在被涂物上的涂膜会流淌下来[5]。所以,喷涂水性涂料时控制喷漆室的湿度很重要,温度也要保持在不产生流挂和流淌的范围,一般认为,温度在15~30℃,相对湿度在60%~80%较为适宜。由于水的腐蚀性比溶剂大,喷漆室尤其是循环水处理系统最好采用不锈钢制成。喷漆室内的送风必须有适当的调温调湿装置。国内汽车涂装喷漆室冬天都可以调温调湿,夏天却很少有调温调湿的,因为需要的制冷量太大,所以很少有送冷风的。因此在高温高湿地区,如果使用水性涂料,必须在喷漆室安装中央空调,夏季也需要送冷风,这样才能保证水性涂料的施工质量。水性涂料和溶剂型涂料的喷涂环境条件见图2。


图 2 水性涂料和溶剂型涂料的喷涂环境条件

 

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