四氟噴涂工藝
四氟噴涂工藝
噴涂大體上包括:噴(塑)粉和涂裝(油漆)。
噴粉及噴粉設(shè)備簡(jiǎn)介
(一)噴粉工藝
噴粉也稱粉末涂裝,是近幾十年迅速發(fā)展起來的一種新型涂裝工藝,所使用的原料是塑料粉末。早在四十年代有些國(guó)家便開始研究實(shí)驗(yàn),但進(jìn)展緩慢。1954年德國(guó)的詹姆將聚乙烯用流化床法涂覆成功,1962年法國(guó)的塞姆斯公司發(fā)明粉靜電噴涂后,粉末涂裝才開始在生產(chǎn)上正式采用,近幾年來由于各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視,對(duì)水和大氣沒有污染的粉末涂料,得到了迅猛發(fā)展。
粉末涂裝工藝具有許多突出的優(yōu)點(diǎn):
1、一次涂裝可以得到較厚的涂層,例如涂覆100~300μm的涂層,用一般普通的溶劑涂料,約需涂覆4~6次,而用粉末涂料則一次就可以達(dá)到該厚度。涂層的耐腐性能很好。
2、粉末涂料不含溶劑,無三廢公害,改善了勞動(dòng)衛(wèi)生條件。
3、采用粉末靜電噴涂等新工藝,效率高,適用于自動(dòng)流水線涂裝,粉末利用率高,可回收使用。
4、除熱固性的環(huán)氧、聚酯、丙烯酸外,尚有大量的熱塑性耐脂可作為粉末涂料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯
乙烯、氟化聚醚、尼龍、聚碳酸脂以及各類含氟樹脂等。
粉末涂料開始用于防護(hù)和電氣緣方面,隨著科技的發(fā)展,目前已廣泛使用于汽車工業(yè)、電氣絕緣、耐腐蝕化學(xué)泵、閥門、汽缸、管道、屋外鋼制構(gòu)件、鋼制家具、鑄件等表面的涂裝。
我國(guó)自六十年代開始粉末涂裝的實(shí)驗(yàn)研究,并在生產(chǎn)上得到應(yīng)用。發(fā)展到目前已廣泛得到使用。
粉末涂裝工藝
1、流化床涂裝法(又稱沸騰床)。
它是由多孔隔板和容器組成,多孔隔板將容器分為上下兩個(gè)部分。
其工作過程是這樣的:向隔板以下的容器部分通入壓縮空氣、,壓縮空氣通過多孔隔板使上面粉末未受空氣流的作用懸浮起來,并在上部容器內(nèi)滾翻,呈現(xiàn)“沸騰”狀態(tài)。經(jīng)預(yù)熱的工件通過“沸騰”的粉末區(qū)達(dá)到涂覆的效果。工件的預(yù)熱溫度可稍高于粉末的熔融溫度。
近幾年來流化床工藝得到了一些改進(jìn),并與靜電粉結(jié)合起來形成靜電流化床粉末噴涂,已得到大范圍的使用。
要使涂層獲得較好的效果,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:
1)流化床的結(jié)構(gòu)形式要求簡(jiǎn)單,內(nèi)部光滑避免死角,*好設(shè)有震動(dòng)裝置。
2)流化床中的多孔隔板,應(yīng)有一定的孔徑和空密度分布。
3)粉末粒子的大小以通過50~150目/網(wǎng)篩孔為好,形狀接近球形較為理想。
4)粉末涂料的含水量要求盡量低,以避免流化**和涂層氣泡。
5)壓縮空氣的流速和流量必須調(diào)整至粉末涂料穩(wěn)定地流化,不致溢出,同時(shí)壓縮空氣應(yīng)凈化、干燥。
2、火焰噴涂法
在氧乙炔焰中,粉末以50m/s左右的速度通過噴槍口的高溫區(qū),受熱成為熔融或半熔融狀態(tài),噴至被預(yù)熱的表面上,直到所需的厚度。粉末火焰噴涂工藝比較簡(jiǎn)單,可用于導(dǎo)軌面的噴涂,以及機(jī)械磨損修復(fù)工作。
3、熱熔敷法
是介于火焰噴涂和流化床之間的工藝,其過程是先將工件預(yù)熱至粉末熔融溫度以上,然后用噴槍把粉末噴上,借工件熱量來熔融成涂層。
4、靜電粉末噴涂
這是粉末涂裝中目前發(fā)展*快的一種重要施工工藝。
1)基本原理
在噴槍與工件之間形成一個(gè)高壓電暈放電電場(chǎng),當(dāng)粉末粒子由噴槍口噴出經(jīng)過放電區(qū)時(shí),便補(bǔ)集了大量的電子,成為帶負(fù)電的微粒,在靜電吸引的作用下,被吸附到帶正電荷的工件上去。當(dāng)粉末附著到一定厚度時(shí),則會(huì)發(fā)生“同性相斥”的作用,不能再吸附粉末,從而使各部分的粉層厚度均勻,然后經(jīng)加溫烘烤固化后粉層流平成為均勻的膜層。
2)粉末靜電噴涂工藝流程
典型的粉末靜電噴涂工藝流程如下:上件→脫脂→清洗→去銹→清洗→磷化→清洗→鈍化→粉末靜電噴涂→固化→冷卻→下件
3)影響粉末靜電噴涂質(zhì)量的主要因素
粉末靜電噴涂中,影響噴涂質(zhì)量因素除了工件表面前處理質(zhì)量的好壞以外,還有噴涂時(shí)間、噴槍的形式、噴涂電壓、噴粉量、粉末導(dǎo)電率、粉末粒度、粉末粒度、粉末和空氣混合物的速度梯度等。
1、粉末的電阻率
粉末的電阻率在1010~1016歐姆/厘米較為理想,電阻率過低易產(chǎn)生粉末在分散,電阻率過高會(huì)影響涂層厚度。
2、噴粉量
在噴涂開始階段,噴粉量的大小對(duì)膜厚有一定的影響,一般噴粉量小,沉積率高。噴粉量一般控制在50克/分到1000克/分范圍內(nèi)。
3、粉末和空氣混合物的速度和梯度
速度梯度是噴槍出口處的粉末空氣混合物的速度與噴涂距離之比,在一定噴涂時(shí)間內(nèi),隨著噴涂梯度的增大膜厚將減小。
4、噴涂距離
噴涂距離是拒制膜層厚的一個(gè)主要參數(shù).一般控制在距工件10~25厘米,多由噴槍形式來決定.
5、噴涂時(shí)間
噴涂時(shí)間與噴涂電壓、噴涂距離、噴涂量等幾項(xiàng)參數(shù)是相互影響當(dāng)噴涂時(shí)間增加及噴涂距離很大時(shí),噴涂電壓對(duì)膜厚極限值的影響減小。隨著噴粉時(shí)間的增加,噴粉量對(duì)膜厚的增長(zhǎng)率的影響顯著減小。
4)水分散粉末涂裝
水分散粉末涂料是將粉末涂料穩(wěn)定的分散與水介質(zhì)中,它兼具水性涂料與粉末涂料的優(yōu)點(diǎn),在工藝上可以使用包括浸、刷、噴、靜電涂裝在內(nèi)的一切常規(guī)手段。
5)粉末電泳涂裝
它是綜和粉末涂裝與電流涂裝的產(chǎn)物,兼具二者特點(diǎn)。其基本原理是將粉末粒子(一般要求40μm以下),分散與含電泳樹脂的水溶液之中,以水性電泳樹脂為載體,以粉末粒子為成膜物質(zhì),使粉末粒子帶上電荷,在直流電場(chǎng)中電泳沉積成膜。它適用于形狀復(fù)雜的工件施工。(二)粉末靜電噴涂設(shè)備的組成和結(jié)構(gòu)
粉末靜電噴涂設(shè)備主要包括:噴粉室、高壓靜電發(fā)生器、靜電噴涂槍、供粉器、粉末回收裝置、工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
等。
1、噴粉室
噴粉室是粉末靜電涂裝的主要設(shè)備之一。保持平穩(wěn)的空氣流動(dòng)是粉房?jī)?nèi)的清潔,為操作人員提供一個(gè)潔凈的工作環(huán)境??刂茋姺?jī)?nèi)的粉塵含量,使其低于爆炸極限(一般定為10g/m3)。此外,噴粉室要利于清洗,使粉末不易在屋中沉積,以便于改變粉末的顏色,室內(nèi)要有足夠的光線,以利于涂覆工作進(jìn)行。
2、靜電噴槍
噴槍按其用途可分為手提式噴粉槍,固定式自動(dòng)噴粉槍,圓盤式噴槍等;按帶電形式分為內(nèi)帶電槍和外帶電槍;按其擴(kuò)散機(jī)構(gòu)形式可分為沖突式槍、反彈式槍、二次進(jìn)風(fēng)式槍、離心旋杯式槍等。
噴粉槍的帶電機(jī)構(gòu)形式是提高噴涂效率來將是很關(guān)鍵的因素。
從總體上來講噴粉設(shè)備的核心就是噴槍和充電系統(tǒng)。就目前市場(chǎng)而言,電暈式噴槍所占的比例極大,這是應(yīng)為采用高壓電暈放電的方式對(duì)粉末進(jìn)行充電所具有的*大的好處就是,能夠噴涂現(xiàn)今所有種類的熱固性粉末涂料,并且能獲得非常好的效果。其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在優(yōu)良的穩(wěn)定性,上粉率和上粉速度等。
這類噴槍的發(fā)展歷程是這樣的:電壓控制o電流控制o總能量控制??偰芰靠刂剖请S著噴槍距離工件的元件,其電壓、電流都在不斷調(diào)整至理想狀態(tài),以達(dá)到*好的涂裝效果。
3、供粉系統(tǒng)
1)供粉系統(tǒng)是把涂覆的粉末料,從盛粉容器連續(xù)均勻的輸送到噴粉槍進(jìn)行噴涂。
供粉系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、油水分離器、空氣干燥機(jī)、調(diào)節(jié)閥、壓縮空氣管道、電磁控制閥門、供粉器、輸粉管道等組成。
2)供粉器的形式
在粉末靜電噴涂供粉系統(tǒng)中,使用的供粉器種類較多,通??煞譃椋簤毫θ萜魇健⒙輻U或轉(zhuǎn)盤的機(jī)械輸送式、文氏里空氣抽吸式。
3)粉末回收裝置
粉末的回收可分為濕式法和干式法。
濕式法就是讓帶有粉末的氣流通過液體的容器進(jìn)行過濾,達(dá)到凈化,帶有液體的粉末經(jīng)過干燥處理再重復(fù)利用。
干式法粉末回收是在噴粉室排出的粉末氣流中將粉末顆粒收集下。干式法粉末回收的種類有重力沉降式、慣性分離式、旋風(fēng)分離式、燒結(jié)板分離式等,在實(shí)際生產(chǎn)中,往往采用多級(jí)回收裝置,以達(dá)到更好得分離效果。
關(guān)于粉末的噴涂工藝及設(shè)備就簡(jiǎn)單介紹到這里,下面對(duì)油漆工藝及設(shè)備作一簡(jiǎn)介。
三、油漆工藝及設(shè)備簡(jiǎn)介
1、噴漆的目的
首先是防護(hù)性,以延長(zhǎng)工件壽命,其次是裝式性,達(dá)到美觀宜人。再次是特殊用途,以達(dá)到特殊性能。如:隔音、決熱、防火等。
根據(jù)涂裝的目的和要求的不同,涂裝的涂層有好幾層組成,其中包括底漆、膩?zhàn)?、面漆罩光等?br>
底層漆:是與被涂工件機(jī)體直接接觸的*下層涂層,底漆層的作用是強(qiáng)化涂層與機(jī)體之間的附著力,強(qiáng)化涂層的防護(hù)性能。黑色金屬在除裝之前應(yīng)磷化,有色金屬涂裝之前應(yīng)氧化處理。
膩?zhàn)訉樱簩?duì)于粗糙不平的機(jī)體,使用膩?zhàn)訉佑泻芏嗳秉c(diǎn),諸如施工麻煩、降低涂層與機(jī)體的結(jié)合力等。
面漆層的主要目的是增加產(chǎn)品的光澤,用于涂層的*外層。
2、涂裝方法
涂裝的方法很多,主要有刷漆法、浸漆法、空氣噴涂法、高壓無氣噴涂法、靜電噴漆法和電泳涂裝法等。
3、涂層的配裝和對(duì)產(chǎn)品材料的要求在涂料施工中,很少采用單層涂層,因?yàn)檫@樣的不到均勻無孔的涂層。常采用底漆層加面漆層,根據(jù)需要還可以添加中間層、封閉面漆層外的罩光層。底漆層對(duì)被涂工件要有良好的附著力,對(duì)面漆層要很好的結(jié)合力,并要具備防銹能力。底漆層和面漆層的配套原則如下:
1)*好是烘干型底漆層與烘干性面漆配套;自干型底漆與自干型面漆配套;同基漆的底漆與面漆配套。
2)當(dāng)選用強(qiáng)溶劑的面漆時(shí),如:硝基漆,過氯乙烯漆等,底漆層必須能耐強(qiáng)溶劑不被咬起,如醇酸漆、環(huán)氧漆等。
3)底漆和面漆要有大致相近的硬度、伸張程度。
4)發(fā)揮型漆料在固化型底漆上配套時(shí),耐溫?zé)嵝圆睢?br>
5)底漆的油度比面漆的油度要短一些,否則面漆的耐侯性差,并且底漆面漆干燥收縮的不同,易造成各層龜裂。
6)采用多層異類涂層時(shí),往往采用中間層,使漆基過渡,達(dá)到底層和面層良好的結(jié)合。
有機(jī)涂膜的附著力與產(chǎn)品材質(zhì)本性有關(guān),按照附著力的大小,可將金屬排列如下:
鎳→鋼→銅→黃銅→鋁→錫→鉛
黑色金屬幾乎對(duì)所有類型的底漆都適用,而鎂鋁件及它們的合金,通常采用以鉻酸鋅為機(jī)體的鈍化底漆。工件表面*好進(jìn)行有效的前處理,使之生成一層磷化膜或氧化膜以提高機(jī)體與底漆的結(jié)合力。再選用附著力強(qiáng)的底漆。對(duì)于鋁件及鍍鋅件絕不能使用紅丹顏料的底漆,否則會(huì)引起電化學(xué)作用,使附著力下降。