重庆劲源涂装---水性漆回收利用2
重庆劲源涂装---水性漆回收利用2
| 3.3 水性涂料涂装技术的探讨 从涂装生产工艺角度来看，新型的水性涂料与传统的溶剂型涂 料没有大的不同处，但由于水性涂料本身具有许多独有的特性，故而给部分涂装设备带来新的技术问题，这主要是采用水性涂料条件下的喷漆室和烘干室需要作些相应改变。 3.3.1 喷漆室 相应于水性涂料独特的粘度大特性的要求，水性涂料涂装作业 的喷漆室需要用一定的速度控制涂料中水分的蒸发。喷漆室内环境的温度、湿度以及对涂膜表面吹风速度（对蒸发速度影响很大）的自动控制都是十分必要的，为此对空气的净化调和装置来说，比以往使用溶剂型涂料时要求更高，为了建立良好的涂装作业环境，首先需要为满足这些特性要求，需采取各种相应的技术措施： ① 喷漆室内部必须建立稳定的涂装作业环境，严格的控制作业环 境的空气参数，其中最适宜水性涂料的涂装温度为（24±2）℃，湿度为（60±5）％，吹在涂膜表面的风速为（0.2～0.4）m/s和空气清洁度要求尘埃粒子的大小为<5μm，粒子数<100个/m3，尘埃量<1.5mg/m3。 ② 喷漆室应设置适当的保温壁，以确保室内可控作业环境的稳定 性，也是节能应采取的措施,同时也带来喷漆室设备外形美观。 ③ 喷漆室内保持微正压,工件出入口设置防形门（小型工件）和 风幕（大型工件）有利于喷漆室内部作业环境的控制，喷漆室内空间设计不眩眼，无反射光，室壁表面光滑，避免寄尘埃，噪音水平低。 ④ 室体内部空间有可能接触涂料的室壁及各种管道等均需作防腐 处理，可选用不锈钢等防腐材料或采用涂树脂等防腐层的办法，提高防锈防腐蚀的能力。 ⑤ 输调漆系统的配置要考虑水性涂料粘度高，要防止涂料配管内 的固化，涂料滞流还需考虑水性涂料的电化学化腐蚀性，粘度、剪切力、气泡、脱落物质等对涂装作业性和涂膜质量的不良影响。充分注意选择形状良好的配管和接头，选用非电化学活性材料作内衬（如树脂、玻璃）控制好水性涂料的流量和温度。 ⑥ 喷漆室气流组织合理。为了提高涂装作业性，提高涂膜质量和 涂着效率，控制喷漆室内溶剂含量和水蒸发量，确保操作环境的安全卫生等各方面的要求，需不断的补充新的空气。喷漆室内气流组织要均匀合理，应严格控制送、排风系统的平衡并需作好分区处理。水性涂料喷漆室内有机溶剂较少，喷漆室内送、排风量相对溶剂型少，但需实时注意和控制被涂工件表面的风速、温度和湿度的稳定性。 ⑦ 提高涂着效率和涂装效率 涂装作业中，涂着效率低的原因主要是“超喷”，即涂料喷散到 被涂工件以外的漆雾。如何提高涂装作业的涂着率，这对当前强调环境保护和节省资源是很意义的。涂着率与喷涂设备直接相关，一般传统手工空气喷涂的涂着率为（30％～40％），采用低速旋杯式静电喷枪其涂着率达（50％～60％），而高速旋杯式静电涂装的涂着率可达到90％以上，但在水性涂料条件下，采用静电涂装时，由于水性涂料的电导率高，为防止涂料飞散而降低涂着率，故需在涂装机周围增设电极，即采用外部荷电式静电喷枪，但需作好安全措施。 另外，目前采用自动化涂装设备，如精密彷形控制作业的自动喷 涂机和涂装机器人，可实现多路，多枪（beel）化的自动喷涂，以及选用可实现最佳喷射量控制的喷枪等办法均有利于减少超喷，在提高涂着效率的同时，也提高了涂装作业效率。 ⑧ 喷漆室作业环境的改善 喷漆室作业环境直接关系到涂装作业的质量，操作人员的作业效 率、环境保护和安全卫生等方面。 对水性涂料喷漆室的设计必须按前述水性涂料特点要求，建立 可控的作业环境（包括温度、湿度、尘埃和风速）；以保涂装作业的质量，除上述以外，作好喷漆室内部作业环境中的设施配置，色调选择，作业工位设置等人机要求的合理设计，以获取较佳的作业效率； 由于水性涂料的非粘结性在水性涂料尚未固化以前，很容易使之 溶解而被清除，大大改善喷漆室内的卫生条件。 由于水性涂料是一种环保型涂料，作业过程中极少产生挥发气体 的可燃溶剂蒸气和废水，故不存在环境污染因素，同时也避免了火灾的危险性，提高了安全性，降低涂装设施的费用。但在回收超喷的水性涂料的过程中。使用过程的冲洗废水和喷涂工具清洗废水，其废水量都比较小，可采取凝集，分离、脱水、固化处理为宜。 3.3.2 烘干室 在涂装作业中，必须严格控制涂层的层间硬化和涂层的完全干 燥，才能达到涂层的性能。而涂层的快干化则是当今涂装技术发展趋热特点之一。为了获得均匀固化的涂层，故对被涂工件进行均匀加热。通常传统的溶剂型涂料中溶剂的含量在（50－60）％，而水性涂料中水的含量在（50－80）％，水性涂料中的大量含水量是水性涂料的一大特点。由于水的蒸发潜热大，蒸发较慢，涂料干燥的时间长。在水性涂料固化烘干前需增设预热工序，通过其预热区将涂料（80－90）％的水分蒸发掉，后经过保温区的进一步烘干固化和再冷却至常温，以完成被涂工件的涂膜任务。其相关问题分别讨论如下： ① 烘干室体室内部环境控制 根据水性涂料烘干固化过程包括急速预热，保温（固化）和冷 却三个区域，但其实体分为烘干和冷却两个室体，在预热和保温两区组成烘干室的室体内，被涂工件涂层的干燥过程与其烘干温度、升温时间、烘干时间、室内空气湿度和流速等因素直接相关。 ② 烘干温度影响：烘干温度直接影响烘干速度、提高烘干温度就能加速涂料的水分蒸发，加快涂层的干燥速度，缩短烘干 时间，减短烘干室长度和节约费用。 ③ 升温和保温时间影响：在涂料的整个干燥过程中，被涂工件涂层温度随时间而变化，涂层温度从室温升至工艺要求的烘 干温度为升温段（即升温时间），此区间通过瞬间提供高密度、高强度，高效率，高能量的高红外辐射技术，快速加热工件涂层，在较短的时间内使其（80－90）％的水分蒸发掉，其升温时间仅有1－3min，辐射能量密度约10－13kw/m2。红外线辐射面到被涂工件的距离为250～300mm。与此同时还需通过相应的送、排风系统，一方面将升温时间内蒸发出来的大量水分排至室外，另一方面补以新鲜空气。 涂层达到工艺要求烘干温度后，延续的时间段称为保温时间， 此时间是通过热风循环加热方式使涂层固化成膜，同时有少量水分被蒸发出来，亦需采用相应的送、排风系统，排出所蒸发水分的同时补以新鲜空气，但此区间所需加热量和补充的新鲜空气量均较升温区少。 ④ 空气湿度的影响：烘干室内空气湿度应控制适当，因湿度过 大，涂层水分蒸发慢，涂层干燥速度慢，延长了干燥时间，降低烘干效率，湿度过低影响涂层质量。 ⑤ 空气流速的影响 烘干室内空气流速将直接影响烘干室内温度的均匀性和涂层干 燥速度。流速增加，可加速涂层干燥，过高速度增加能源耗量，风速过低干燥速度下降，因此空气流速也应适当，通常可按照烘干室内部体积的4－7倍计算。 ⑥ 水露点温度的影响：由于水的露点温度比较高，因而在烘干 室预热区的入口处由于涂料的快速蒸发，大量的蒸汽在此受温差的影响而凝缩水珠滴落在工件上，有损涂膜质量，这对直通式的“一”型烘干室无此现像，但对节能型的“门”型、“桥”型烘干室来说均存在此问题，烘干室设计制造时应注意对此有较大温差的顶部或顷斜部位采取局部送热风平衡温差的办法。 3.3.3 关于节约能源和资源问题 在汽车涂装工程中，节省资源和能源的基本着眼点大致分为： 涂料的再循环，提高涂装效率及降低材料费用，另一方面是提高运行效率及余热回收等节能措施，在涂装系统中，使用涂料最多的是中涂及表涂工程，能源使用最多的是喷漆室和烘干室 ① 前处理系统中，采用通过UF系统的溶液回收，改善运转方 法如泵类采用变频器，喷淋的间歇式运行方面等。 ② 喷漆室设计采用降低给、排风量，可直接降低送排风装置的 能耗。合理采用分段送排风方式，合理布置喷涂装置，尽可能缩短喷漆室长度、节约资源和能源，排风循环采用全热交换方式进行给、排风热量交换，特别是大型喷漆室的排量大、要维持喷漆室内的气温处于最佳工作范围，空调的耗能量大（特别是冬季），为节省能量，可利用热轮回收装置回收喷漆室排风的热量。通过热轮吸收排风所含的热量，将其热能传递给从室外吸入的新鲜空气，一般热轮的转速为8－16rpm，通过热轮回收的风速3－4m/min。 ③ 烘干室漆膜固化本身所需有效热能并非很大，但由于工件实 体，输送装置（包括工装）的升温，以及烘干室室体结构和工件进出口等引起的热量传导与热量逸出带来的热损失比较大，因此在烘干室的设计中需充分考虑提高运行效率、烘干室体结构的选型，采用合理的壁板制做技术，选择最佳的保温隔热材料，工件吊具和工艺小车轻型化等技术措施，以便节资源和能源。水性涂料烘干室工作时，为了漆膜有效的干燥，需要排出大量的湿空气，排气量越大，烘干效果越好，但热量损失也越大，因此烘干室排气量的大小取决于烘干室内的水分蒸发量。为确保涂膜固化性能的需要，烘干室每小时的排气量一般选择为烘干室内部体积的10－30倍，同时还应补给适当的新鲜空气。上述过程排风热量亦可借助热轮装热交换装置进行热能回收利用。 ④ 提高涂装效率和涂着效率。特别是现代大型涂装生产线，生 产规模较大，节拍较快，及对涂装整体质量要求高的情况下，大量采用自动化的涂装技术措施是十分必要的。除了满足生产作业率和高稳定产品质量的需要之外，大量采用自动化和高涂着率的涂装设施，可以提高涂装作业效率，节约涂料，如适当选用各种自动化的涂装机器人，自动化的涂装机，和多路，多枪涂装系统（beel），其涂装效率可达到（70－80）％。特别是水性涂料的涂装效率比较低（30－40％），在多部位采用beel方式则可以获得节省涂料的显著效果。 此外，提高水性涂料涂装涂着率的另一个有效的途径就是对 超喷涂料的回收措施，此项技术措施目前已进入实用化阶段。可以大量节约资源和降低涂装作业的年运行费用 3.3.4 提高涂装作业管理水平。 涂装材料，涂装工艺和涂装管理构成涂装工程的三要素，缺一不可。涂装工艺能充分的发挥涂装材料的性能，获得优质涂层，降低涂装生产成本和提高涂装的经济效益。涂装工艺包括所采用的涂装技术（即工艺参数）的合理性和先进性，涂装设备和工具的先进性和可靠性，涂装环境条件及涂装作业人员技能、素质等。提高涂装机械化，自动化水平的目的是减少作业中的人为因素影响，确保涂层质量的稳定性。 涂装管理是确保涂装工艺实施和涂装质量稳定，达到涂装目的 和最佳经济效益的重要条件。涂装管理包括涂装工艺管理，设备管理，工艺规则管理，质量管理，场地环境管理和人员管理等方面。从近代国内外涂装系统的差距来看，最突出的差距就是涂装管理。 涂装现场的作业管理直接关系于涂装作业的正常运行，涂装设 备的性能和涂装质量以及涂装系统工作的安全性等。特别是一个新的涂装系统从投入运行的那一天起，必须严格的执行一套完整的涂装管理制度。如喷漆室内的清洁很重要，在生产过程，喷漆室内极易受到漆雾的污染。为保持内部的良好性，而必须有严格的清洁管理制度来约束 3.3.5 关于水性涂料的回收利用问题 在涂装作业过程中，涂料的超喷污染作业环境的现像一直是一 个严重的环保问题，即使是采用高效的静电喷涂法也存在大量的超喷漆雾散落到环境中。在使用水性涂料的情况下，由于水性涂料易于溶解于水和漆雾固化前的非粘结性特点，在涂装过程中，采用适宜的方法对其超喷部分的漆雾进行回收是完全可能的。涂装作业超喷漆雾的多少与被涂工件的大小和形状有直接关系。被涂工件涂面越大，超喷的漆雾量越小，否则反之。对于汽车零部件或其它小型工件的涂装来说，通常这些件的涂着率只有（30－40）％，而飞散到环境中的漆雾量可高达60％。另一方面在目前水性涂料防腐性优良，色彩性差的情况下，更适于汽车底盘零件的涂装。因此，采取有效的漆雾回收方式，使大量散落掉的漆雾回收利用，则是当前涂装工程大力发展和推广水性涂料应用的必然趋势。 超喷漆雾的回收与喷漆室的结构型式密切相关。目前国外采用 的回收方法基本上分为机械式超滤回收和湿润式重力回收两种 ① 超滤机械回收法：水旋式或水帘式喷漆室都是采用循环水系 统来捕集涂装作业时向外飞散的漆雾。为此，可以通过一套特别的超滤（UF）装置，从捕集漆雾的循环水系统中回收分散溶解的水性漆雾涂料，即通过UF装置收回浓缩后的固体份，再与原涂料一起再生和使用。UF装置排出的水继续循环使用。此回收法的投入费用较大。 ② |
上一个：重庆劲源涂装水性中涂和水性底色漆