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水性涂料的工艺及喷涂设备设计

水性涂料的工艺及喷涂设备设计
 
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)-(表调
 
)-(磷化)-(磷化)水洗3-水洗4-(去离子水洗2)-人工吹水-烘干]-强冷-喷(浸)底漆-流平
 
-闪干-烘干-冷却(强冷)喷(浸)面漆-流平-(闪干)-烘干-冷却(强冷)下线。
 
水性涂料涂装前处理工艺与溶剂型涂料涂装前处理工艺基本相同,只是对除油的质量要求更严格
 
一些,因此这里不在赘述。
 
 
浸漆
 
由于水性涂料的自身特点,其工艺与溶剂型涂料有所不同。水性涂料使用的溶剂主要是水,水的
 
硬度对浸漆槽槽液的稳定性影响较大。当所用水源的硬度较高时,随着槽液溶剂-水的不断蒸发,
 
添加水分时,就会造成钙、镁等粒子的积聚,严重时会造成槽液的胶化。因此 ,使用水性涂料进
 
行浸涂时,需要注意下述问题
 
 
1.对于环境不断变化的场所,应控制温度变化在一定的范围之内,否则极易引起水性涂料胶化现
 
象发生
 
2.当水性涂料应用于浸涂施工时,特别是用于北方水质较硬地区时,稀释剂必须使用去离子水以
 
避免钙镁等金属离子的积聚,影响漆膜质量,造成水性涂料报废
 
3.采用对施工环境温度要求范围较宽的水性涂料
 
 
2.喷(底、面)漆
 
水性涂料(中涂和底色漆)对喷涂的环境条件(温度、湿度)控制范围要求较严,不仅难施工和
 
材料成本增高,且造成喷漆室空调能耗(CO2排出量)大幅度增大。为此,水性涂料的涂装施工性
 
能在不断改进中,有专家认为汽车用水性涂料的
发展史是改进其涂装施工性能的历史。开发采用适应温度范围大的水性涂料,以适应气候温度变
 
化的施工条件。
 
 
喷涂水性涂料所需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,水变成水蒸气的体积是溶
 
剂膨胀的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
 
滴滴答答地流淌下来。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
 
比溶剂要大,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,必须安装喷
 
漆室中央空调,夏季也需要送冷风,这样才能保证水性涂料的施工质量。
 
 
3.闪干
 
 
闪干即涂装后漆膜的流平和溶剂(包括水)的预蒸发过程,其目的是为了防止含有大量溶剂或水
 
分的湿漆膜(水性底色漆中水的含量约为60%)突然进入较高温度(>100℃)烘干炉。是否设置闪
 
干工序以及闪干时间和温度的具体参数,要根据所使用的水性涂料的性能,对工件涂层的质量要
 
求以及烘干炉要求的温度来确定。一般情况下对于湿碰湿工艺,烘炉烘干温度较高(一般在100℃
 
以上,高于水的沸腾温度时)以及对漆膜光泽和外观要求较高时,应该设置闪干工序。否则,可
 
以不设计闪干工序,对于生产线而言,闪干时间主要受链速影响。闪干时间短,涂层内水分和溶
 
剂没有及时挥发出来,导致经高温烘烤后出现针孔、痱子等缺陷;闪干时间长,漆膜表面过干,
 
涂层容易产生橘皮等缺陷。要合理选择闪干时间,但同时需增加加热闪干区,否则容易出现流挂
 
、气泡等质量问题。
 
 
 
 
4.烘干
 
与喷漆室的设计原则类似,烘干室中由于空气中水分含量较高,也会对设备造成腐蚀,所以烘房
 
内壁也需采用不锈钢制造。同时,水西关涂料中稀释剂的主体是水,水的挥发与喷漆室的温度和
 
湿度有较大关系。当湿度一定时,随着温度的升高,水的挥发度增加;当温度一定时,则湿度增
 
加,水的挥发受阻;当相对湿度过大时,水分挥发很慢,施工过程中易产生流挂等漆膜缺陷
 
由于水的蒸发潜热大,是一般溶剂的5-7倍,烘干室的热容量要适度增大。同时,水较有机溶剂蒸
 
发慢,致使水性涂料的烘干时间较溶剂型涂料要长一些,且涂膜和被涂物升温不宜过快。
 
 
5.自动喷涂系统
 
 
 
水性涂料的主要溶剂是水,具有高导电性,如果采用溶剂型涂料通常使用内部加电式旋杯,高压
 
静电会从输漆系统泄露出去,因此水性涂料在应用初期一般使用外部加电式旋杯,但由于外部加
 
电式旋杯系统中外置的加电手指容易积涂料,导致清洁频次增加;同时手指对旋杯移动速度和环
 
境湿度较为敏感,会造成涂料利用率降低8%-13%,影响涂料外观质量。随着技术的发展,目前内
 
部加电式旋杯已开始在水性涂料喷涂线上使用,在喷涂开始前,涂料从调漆桶中吸到一个储存器
 
中,然后与主循环回路断开。这样可防止高压静电漏到调漆间去,影响生产和造成危险
 
 
 
 
 
6.输调漆系统
 
溶剂型涂料的输调漆系统可采用碳钢制成,由于水性涂料由于水会使金属生锈而腐蚀,因此水性
 
涂料的输调漆洗头膏必须使用不锈钢材料。,相对溶剂型色漆而言,水性色漆的输调漆系统更需
 
注重低剪切应力控制。稳定的流量以及避免高压系统,高剪切力。高流量以及高压力俊辉使水性
 
色漆加速老化,直接影响喷涂质量。
 
 
 
输漆管路在运行过程中,额米田喷漆结束后需要用纯水对支管和喷枪管路进行清洗,防止管路涂
 
料沉淀造成赌塞,而且应对主管进行涂料的循环。每隔一段时间后需全面清洗一次,一般为6个月