重庆劲源涂装---水性漆回收利用
重庆劲源涂装---水性漆回收利用
| 水性涂料用于汽车零部件涂装线 1、 前言 地球环境保护问题已成为当代重要的社会问题，从保护地球环 境出发，生态学家们强烈呼吁“爱护地球”提出回归地球涂料，不污染地球涂料和节约能源涂料等倡议。涂装领域和与人们生活环境密切相关的污染问题急待解决。作为防止空气污染，减少溶剂使用的有效方法，就是及早用水代替溶剂，从而即开始了水涂料的开发和应用。自1958年美国福特汽车公司首先采用水溶性涂料对汽车零部件涂装以来，经过了较长的研发和实用化过程，水性涂料的作业性能已有明显的改善，近年来世界汽车生产已进入逐步向低公害，环保型的水溶性涂料和粉体涂料方向转移的新阶段，从目前能达到工业生产所需性能水准，尤其汽车工业等使用的高级装饰涂料来看，水溶性涂料要优于粉体涂料的使用，由于新型的水性涂料具有许多的特点，因而在这项技术进入实用化后，在应用技术方面，同样会也带来许多需要解决的新问题。但随着高新技术的发展，水性涂料的用途将继续得到发展和推广应用，预计在本世纪将有一个全面的大改观。 2、 水性涂料的特性 水溶性涂料与传统的溶剂型涂料有着较大的差别，亦充分体现 出水溶性涂料存在的各种特性。 2.1 表面张力大 相对传统的溶剂型涂料，水性涂料的表面张力大，加之粘度 控制不佳，故易对来自涂料中，涂装环境及被涂物表面等方面的异物污染敏感，易产生涂膜塌坑，缩孔、展平性不良等现象 2.2 蒸发潜热大 水性涂料中水的含量约占50～80％，涂装的作业性受水的蒸发 速度影响很大。由于水本身的特点，它的沸点为100℃，虽比溶剂低，但气化时所需蒸发潜热非常大（527cal/gr），蒸发较慢，故易产生流挂，将直接影响到涂装的作业性。 2.3 温度、湿度的敏感性 水性涂料的涂装作业过程中，除受到水本身蒸发潜热的直接影 响外，由于水的蒸发，还与涂装作业环境条件有关，因此直接受到涂装作业环境的温度和湿度的影响，为保证涂装作业环境的稳定，而必须使水的蒸发不受或少受环境的影响，即需建立涂装作业的可控环境，根据目前水性涂料的技术条件，通常涂装作业的相对湿度控制在60％－80％和温度控制在15－35℃，最好保持在（23±3）℃，喷漆室的风速为0.4m/s，通过控制涂装环境条件，加快蒸发速度，缩短烘干时间，达到提高涂装作业效率的目的。 2.4 导电性 由于水性涂料本身电阻率很低，导电率高，不能直接采用传统 溶剂型涂料的静电喷涂设备（属内部荷电型）为防止涂料飞散而降低涂着率可采用外部荷电型静电喷涂设备，即绝缘性接触 荷电，喷头本身不带电，而在喷杯四周安设放电针，形成高压静电场，借助电晕放电，使空气离子化，当高速旋杯雾化出来的漆雾通过此电离区域而随后吸往被涂物体上。在使用此类设备时，需注意作业人员的安全。随着水性涂料涂装技术的发展，目前适于水性涂料涂装的内部荷电型静电喷枪也进入实用阶段。 2.5 颜色的分散性 由于水性涂料结构多系分散型，其分散的粒子难以吸附于颜料 的表面上，因此水性涂料具有明显的颜料分散性，远不像溶解型的有机溶剂涂料那样，具有色彩丰富，光泽性好的优点，特别是用于装饰性涂层方面尚存在一些问题。早期日本等汽车涂装线为了解这个问题，而采用溶剂型涂料来搭配的办法，而近期水性涂料的色泽问题正进入实用化阶段。 2.6 粘度特性 水性涂料具有的独特的粘度特性和水蒸发慢特性一样都直接影 响到涂装的作业性，因为涂料的粘度高时，自然湿膜易加厚，喷涂易形成滴流，为了使涂装后的垂直面不产生流挂和保持平滑性与良好光泽度而需进行粘度控制（即变流控制） 其一，是通过控制涂装环境条件的办法，控制水性涂料水蒸发 对粘度的影响达到控制水性涂料的粘度，从而获得好的涂装性（即稳定涂膜的作用） 其二，是采用高速喷枪在高速喷涂雾化下，使水性涂料粘度瞬 时下降，而后在工件上形成涂层又立即产生粘度回复（即凝缩性或高触变性）的粘度动态变化，以达到防止涂层的局部过厚和金属箔覆盖不匀等病和获得稳定涂膜的效果。 在上述粘度控制过程中，实际上均需要作到对涂料的流速，压 力和温湿度的自动控制。 2.7 水性涂料在输送管道中的复杂效应 水性涂料的输调漆过程中，水性涂料与输送管之间存在着各种 复杂的反应 2.7.1 腐蚀作用：水性涂料及其所用的去离子水对碳钢，甚至如400 系列不锈钢等部分不锈钢具有强的腐蚀作用，这主要是由于水性涂料属于低电阻率的电解质，当水性涂料与其它材料接触时易产生电化学反应，特别是当输送水性涂料的管道形态不良时，在涂料流动受阻处的电化学反应更为加剧，电化学反应的结果不仅有材料向涂料中溶析，同时也有涂料中的成分析出并附着在材料表面上，固化变质而脱落，这就成为涂膜产生麻点的因素之一。为避免水性涂料的腐蚀作用，可采用306等低碳不锈钢，和在表面上进行适当的钝化处理或采用优质的塑料制件 2.7.2 剪切力作用 由于水性涂料结构分子的分散性，水性涂料在涂装作业的输送 过程中，特别是在管道中发生流速的急剧变化时，涂料易在管道内凹部和接头处，因受到机械冲击的影响涂料剪切力作用加大，有损涂料性能，甚至遭受破坏而出现微粒，也是涂膜产生麻点的因素。为了降低剪切力和防止剪切力的影响，需选择好输送水性涂料的管材（材质和形状）选用低剪切力的泵，尽量不采用90°弯头和合理布置管道，尽可能将输调漆布置在靠近喷漆室的地方和尽可能采用罐装涂料代替管道输送。 2.7.3 低流动性 水性涂料与溶剂型涂料的另一个重要差别，是涂料的输送系统， 由于水性涂料的粘度大，在输送管道中的流动性低，故此要求输送压力高和管径粗。 2.8 低VOC排量 通常使用的溶剂型涂料中，有机溶剂含量一般在50－60％，严 重的影响到地球空气污染，因此减少溶剂的使用是防止涂装空气污染的有效方法。水性涂料中的有机溶剂含量已降到很低的程度（4－6％）随着国际间对涂装过程挥发性有机物含量（VOC）排出量的严格限制，目前的水性涂料溶剂使用量已降低到最小程度（<5％），使其真正的成为环保型涂料，大大降低了公害，充分满足了环保要求。此外，低VOC水性涂料的出现， 同时为社会带来另一方面的良好效益，即涂装车间防火问题大大的得到改善。从国内外汽车厂大量的涂料车间火灾事故系统分析来看，火灾的主要原因是涂装车间存在着可燃性（溶剂）蒸汽，遇上涂装作业过程中的静电火花所致，采用水性涂料后的涂装车间大大降低了火灾的危险性。 2.9 水性涂料的非粘结性 水性涂料所含溶剂量较少，在空气中的挥发率低，在涂装过程 中涂料未固化之前与溶剂型涂料不同，被喷着在物体表面上的水性涂料，其粘结性小，易于溶解而被清除。在使用传统溶剂涂料的涂装车间，地面上总是积有厚厚的粘结物，为涂装环境的清理带来困难。采用水性涂后，大大的的方便了涂装环境的清理，并大幅度降低了人工和费用，彻底的改善了涂装环境的安全和卫生。 此外，也正是由于水性涂料的非粘结性的存在，有利于保持作 业环境清洁的同时，也带来了涂装作业中超喷涂料的回收利用问题。解决超喷涂料的回收对降低年运行费用具有重要的意义。 2.10 漆雾在水中的状态 溶剂型涂料在水中呈现完全分离沉淀的状态，而水性涂料的漆 雾进入水中与水成分散或溶解状态。 3 水性涂料的发展和应用技术的探讨 3.1 国际水性涂料进入实用化阶段 随着国际环境保护要求逐年提高，大批量生产的国际汽车涂装 领域在50年代已进入少溶剂汽车用涂料的研发。到50年代末期，美国福特汽车公司首先把水性涂料用于汽车零部件涂装，进入60年代后，美国通用汽车公司与依蒙脱涂料公司合作，日本本田汽车与日本油脂，佑光涂料等4个公司合作，在欧州汽车等各产业界资助下成立了以英国涂料研究协会（PRA）为中心，欧共体成员国参加共同成立了涂料研究协会。经20－30年的不断努力，近入90年代后，国际主要汽车公司的涂装线基本实现了水性化涂层。如德国欧宝汽车公司90年代初，在森纳赫厂新建的车身涂装线（年产15万辆轿车）全部水性化，从涂层水性化性能来看，涂层的防腐能力有了更好改善和水平的提高，但对涂层的装饰功能来说，在色彩种类和质感方面，还没有溶剂型涂层那样丰富优良。尚有待继续研发和提高。 对汽车零部件及其它五金制件的防腐涂层已得到较好解决，目 前对大批量生产的轿车面漆涂层来说，水性涂料比溶剂型涂料工艺要求更加严格，特别金属漆涂层中头道面漆的工艺要求需要更好的控制作业环境（温度、湿度、风速）。根据面漆涂层的要求，需将整个面漆喷漆室分割成三个区间： 面漆底色漆涂层区：（Base coat）该区可根据具体需要分为自动、手动涂装，需要严格控制涂装环境，送空调风； 闪干区（Flash off）：由于水性涂料的NV值（15％～25％）太低，底色涂层之后必须将90％的水分蒸发掉，方可进行下一步的涂层。因此需加温和提高风速，以促使水分的急速蒸发，故也称急速蒸发区。 面漆罩光漆涂层区（clerar coat）：该区与底色涂漆层区一样，需通过送空调风控制环境，特别是要求空气的净化度高，严格避免尘埃对漆膜质量的影响。 3.2 水性涂料初步进入我国汽车涂装业 目前水性涂料技术在我国还处于初期阶段，从提供水性涂料的 生产厂到水性涂料使用的实用技术均刚步入这个领域，缺少成熟经验，但随着环境保护部门对空气污染的严格限制性要求，以及我国汽车工业的快速发展，汽车生产涂装线水性化的过程已成为时代迫切急待解决的问题。基于目前水性涂料的发展和在我国的应用情况，从工件防腐要求，快速推出水性涂料先进入汽车零部件涂装线，实现零部件涂装线水性化，解决汽车零部件涂装生产的环保，防火和提高涂装作的作业性和经济性。在获取环保，技术和社会经济效益经验的基础上，实现汽车涂装生产的全面水性化。 |
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