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五金知识工程机械用涂料与涂装发展方向

发布时间:2019-10-17 17:16:51 阅读: 来源:镰刀厂家

核心提示:于少堂 丽利工业(上海)涂料有限公司,201818 摘要:介绍了工程机械用涂料与涂装发展历程,涂料与涂装应用技术发展与进步,以及涂装管理的技术发展与进步。讨论了影响涂膜施工质量的因素。 关键词:工程机械;涂料;涂装;发展方向 中图分类号:TQ639 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2010)02-0037-05 0引言 工程机械用涂料与涂装受关注的原因:第一,用户对工程机械涂装质量的 兰州西固鑫港五金建材市场正式启动推荐简介:兰州西固鑫港五金建材市场正式启动近日,由甘肃鑫港物流有限公司筹建的兰州西固鑫港五金建材市场启动仪式举行。据了解,2018年甘肃鑫港物流园区货物交易额超过 120亿元。目前,兰州西固鑫港五金建材市场已建有30多家型材加工,300余家钢材贸易商户,建材和配货一应俱全。该市场计划12月建成,可容纳400余家商户经营。为了打造好这个农产品质量安...... 五金之家讯:于少堂 丽利工业(上海)涂料有限公司,201818

摘要:介绍了工程机械用涂料与涂装发展历程,涂料与涂装应用技术发展与进步,以及涂装管理的技术发展与进步。讨论了影响涂膜施工质量的因素。

关键词:工程机械;涂料;涂装;发展方向

中图分类号:TQ639 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2010)02-0037-05

0引言

工程机械用涂料与涂装受关注的原因:第一,用户对工程机械涂装质量的重视程度提高;第二,工程机械制造厂本身提升产品品质、提高人均产值、效益

及自身发展的需要;第三,同行业涂装质量提升造成的竞争压力;第四,产业发展政策与法规要求。

涂料与涂装技术围绕5E方向发展:高性能(excellence of performance);易施工(ease of application);省资源(economics);省能源(energy saving);低生态危害(ecology)。

工程机械用涂料和涂装也从材料、工艺、设备等方面不断追求更高的产能、效率、质量,以及更少的材料和能耗,减少直至消除三废排放。提高工程机械用涂料的防腐蚀性和各种环境气候条件下的适应性,降低涂料固化温度,降低成本,提高质量,仍将是今后工程机械用涂料研究领域的主攻方向。

1工程机械用涂料与涂装发展历程

1.1第一阶段

涂料品种与涂层设计:酚醛、醇酸、环氧酯等底漆;酚醛或醇酸调合漆、醇酸磁漆等面漆;涂层厚度不控制或控制不严格。

表面处理:采用手工或动力工具(砂轮或钢丝轮)打磨除锈,少数企业部分采用抛丸或喷砂除锈,以及三合一(即除油、除锈、钝化)工艺,手工擦拭。

涂装工艺与设备:以辊刷或空气喷涂为主要施工方式,无专门的喷漆房和固定喷漆场地,在户外或其它工艺场所涂装。

质量管理:未将涂装质量作为重要质量组成部分进行控制。

1.2第二阶段

涂料品种与涂层设计:过氯乙烯、环氧酯、改性醇酸等底漆;丙烯酸类、醇酸类等面漆;涂层厚度控制在80~120μm。

表面处理:厚钢板采用喷砂或抛丸工艺处理,以人工操作为主。薄钢板槽浸式除油、除锈、磷化。

涂装工艺与设备:以辊刷或空气喷涂为主要施工方式,无专门的喷漆房,有的没有固定喷漆场地,在户外或其它工艺场所涂装。

质量管理:有一些控制手段,但不全面,未配备专业涂装工程师。

1.3第三阶段

涂料品种与涂层设计:环氧类、聚氨酯类等底漆;改性醇酸、聚氨酯等面漆;涂层厚度控制在80~150μm。

表面处理:厚钢板采用喷砂或抛丸工艺处理,以人工操作为主,部分企业采用自动处理。薄钢板开始使用喷淋方式,流水线作业。

涂装工艺与设备:开始采用无气喷涂设备施工,设有专门的喷漆房,有的配备了固定烘漆房;个别部件开始采用流水化作业方式进行涂装。

质量管理:比较重视涂装质量控制,有一些检验控制手段,但不全面。

1.4第四阶段

涂料品种与涂层设计:厚膜型环氧类、聚氨酯类、富锌类等底漆,个别部件采用电泳底漆;出口产品、海边型产品或要求防腐寿命较长(5年以上)的产品采用环氧类中涂漆;高固体分丙烯酸聚氨酯面漆(脂肪族);视市场和工程机械使用环境,采用不同的涂层设计,一般要求设计涂层厚度≥120μm,较高要求设计涂层厚度≥160μm。

表面处理:结构件采用全自动抛丸进行表面处理,流水线作业;薄板件采用脱脂磷化工艺进行前处理,流水线作业。

涂装工艺与设备:开始采用静电喷涂,辅助无空气喷涂(带静电和不带静电),设有专门的喷漆房和烘漆房。几乎所有部件进行从前处理到装配的完全涂装流水线作业。

质量管理:十分重视涂装质量的控制,配备了专业涂装工程师、检验人员,检测仪器齐全,质量管理严格。

1.5第五阶段

这是工程机械用涂料与涂装应用技术改进和提高的阶段。

涂料要求:采用环境友好型涂料(低VOC涂料:

水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料),不含重金属等。

施工设备:电泳涂装设备、静电喷涂设备,机器人喷涂等。

施工工艺:大规模、流水线、自动化程度高、产业化。

环境条件:涂装环境满足恒温、恒湿和洁净的空气(空气粉尘含量控制)等要求。

干燥方式:热风循环,红外干燥。

环境污染因素控制和处理:控制和处理涂装生产线产生的废气、废水、废渣和噪声污染。

[NT:PAGE]2工程机械用涂料与涂装技术的发展与进步

2.1涂料技术发展与进步

通常每一种涂料在涂装时都会有挥发性有机化合物(VOC)或者其它危险性空气污染物(HAPs)的排放,会对人体造成一定的伤害。这些VOC排放到大气中后,会产生一定的光电反应,对臭氧层有一定的破坏作用,导致皮肤癌、白内障,削弱免疫系统。因此,减少涂料本身VOC含量以及控制涂料涂装过程中VOC的排放,已成为涂料发展的主题。

为降低VOC的排放,应采用以下4类环境友好型涂料:

高固体分涂料:可取代传统溶剂型涂料,并逐渐向无溶剂涂料方向发展。此种涂料比传统溶剂型涂料在相同施工黏度下包含更多的固体分,溶剂含量则相应减少。涂料的固体分增大,覆盖表面积较传统涂料更多,因此可减少涂料的需求量,同时也降低VOC含量。

水性涂料:它是一种用水作为溶剂或分散剂的涂料,可以减少由火产生的危险,毒性较低,降低涂装过程中VOC的排放。水性涂料的使用限制:工件表面的前处理要求较高;干燥过程需严格控制温湿度;需使用不锈钢的设备;使用静电设备时,需将电源接地以降低电压突变所造成的灾害。

粉末涂料:它对环境污染很小,具有良好的耐腐蚀性、装饰性和耐候性。它由干燥的涂料粒子组成,其VOC含量<4%。这些涂料粒子通过静电吸附至工件表面,并经过烘烤形成一层连续薄膜。粉末涂料在工程机械行业已有使用,技术成熟。

紫外光和电子束固化涂料:它主要由低相对分子质量的聚合物组成,通过紫外线(UV)或电子束(EB)照射涂膜,产生辐射聚合、辐射交联和辐射接枝等反应,迅速将低相对分子质量物质转变成高相对分子质量产物。固化直接在不加热的底材上进行,体系中不含溶剂或含极少量溶剂,辐照后涂膜几乎100%固化,VOC排放量很低。它在木器和塑料件涂装中已大量采用,但因性能原因,在金属件上的应用受限制。

2.2涂装工艺与设备的技术发展与进步

2.2.1涂装工艺

涂装工艺流程图见图1。图中虚线内容按实际需要取舍。

涂装生产线要求:结构紧凑、安全可靠、高效、低噪音、低能耗、低维护要求和使用寿命长的涂装生产线,并用合格的涂装生产线涂装出优良、合格、满足防腐和装饰要求的涂层;涂装施工采用部件涂装施工方式,流水线作业,避免采用“孤岛”方式进行涂装作业;预处理系统涵盖脱脂磷化及抛丸处理;底漆系统涵盖电泳涂装和喷涂施工。

化学前处理:工件表面存在的氧化皮会促进钢件作为阳极而被腐蚀,使腐蚀向钢件内部深入,时间久了会因氧化皮的增厚、膨胀而使漆膜脱落;铁锈的存在会加快钢件的进一步腐蚀;油污和灰尘会影响涂料与钢件的结合,影响涂膜的均一性、致密性和光泽;焊接残余物的电极电位与钢件的不同,易引起钢件的腐蚀;如果增加工件表面的粗糙度,则涂膜与钢件的接触面积增加,涂膜附着力提高,所以应对工件表面进行前处理。化学前处理流程见图2。工件机械前处理流程见图3。电泳涂装工艺流程(适用于薄板件和小部件)见图4。

2.2.2涂装施工设备

双组分喷涂机:双组分喷涂机系统(图5)是将要使用的主漆和固化剂分别存放于独立的贮罐中。主漆用稀释剂调节好黏度,固化剂贮罐充氮保护(环氧固化剂不需要),两者各自通过流量计计量,按固定比例在设备上混合后喷涂,完全避免混合物过度存放所造成的损失。

其他喷涂设备包括普通空气喷涂喷枪、无气喷涂系统和静电无气喷涂系统,见图6。

[NT:PAGE]2.2.3涂料施工方式

工件经表面处理后,将进行一至数层涂料的涂装。第一层涂膜提供了对腐蚀的抵抗能力,并可以将工件表面的瑕疵填平,且提供了与上层涂膜相结合的

界面,而最上层涂膜则决定了工件的颜色。

浸涂:它是将工件浸没于涂料中,然后取出,让表面多余的漆液自然滴落,除去过量涂料,经干燥后达到涂装目的的一种涂装方法。当浸泡完成后,可以将工件以悬挂或者托盘方式处理,多余的涂料液滴返回槽液中,以达到回收的效果。此种涂装方法适用于小型的五金零件、钢质管架、薄片以及结构比较复杂的器材或电气绝缘材料等。采用浸涂涂装的方法,省工省料,生产效率高,设备与操作简便,可与机械化、自动化生产配套进行连续生产,最适宜单一品种的大量生产。但使用此种方式涂装则需注意控制涂料液的循环、过滤,以及温度和黏度。被涂件不宜过大,不应有积存漆液的凹面。

无气喷涂:它是给液体涂料加压,利用约1500~3000psi的压力将液体涂料泵送至喷枪,然后通过喷嘴喷出以达到涂布的效果。此种施工方式的优点为可有效将涂料涂布至大面积的工件表面。缺点有三:第一,流体压力高,会导致涂料回流;第二,喷嘴尖端的磨损较严重;第三,泵的使用寿命短。

空气辅助无气喷涂:它结合了以上两种方法的优点,在压力约800~1000psi的状态下,辅助空气使在较高压力下喷出来的漆液能很好地雾化。此方法减少了气流的压力,可降低因抑制涂料回流现象所造成的紊流表面的影响;使用静电喷枪还能进一步提高生产效率,降低涂料损耗,同时边缘和锐角也能喷涂上相对较多的涂料。

高容量低压喷涂(HVLP):它采用高吐出量低空气压力的涂装方式。HVLP使用的空气压力大致介于4~6psi,空气通过雾化孔雾化,而雾化过程中涂料温度上升,涂料的黏度随之下降。此种喷涂设备优点:提高转化效率;工件上涂布所需的漆液较少;减少漆雾;由涡轮产生的热空气使涂料的黏滞性较小。缺点:高成本;操作技术性强,操作工较难掌握。在国外,带静电的HVLP施工设备已在很多领域很多部件上使用,涂料利用率达80%左右。不同喷涂施工方式涂料利用率比较见图7。

不同施工方式涂料吐出量和涂膜外观比较见图8。

2.2.4涂料配套

差异化涂料与涂装条件配置:工程机械各部件对涂料的要求不同,可以区分不同类型机械设备的要求和设备使用环境,以及设备本身不同部位的性能要求和使用环境,进行差异化涂料的配套。如采用底面合一涂料体系,简化涂装工艺。

2.3涂装管理的技术发展与进步

管理是对产能、质量、成本、效率等的控制方式进行不断优化,以期达到最佳效果。

2.3.1优秀的生产管理模式

以“丰田”精益生产管理模式为例:“just in time”,即只在需要的时候按照所需要的数量,以完美的质量为顾客提供所需的产品和服务。

结合人的因素,优化涂装生产线,流水线作业。消除无效劳动和浪费、零库存、零次品、零废品、零缺陷,生产批量为一个产品,100%准时供货服务。其基本思想理念:不断改进(continual improvement);全面质量控制(total quality control);全员参与(employee involvement);降低库存(mini misestock)。不接受不合格产品;不制造不合格产品;不传递不合格产品。

2.3.2涂装生产线施工管理内容

安全性的确定:与安全相关的法律和法规的确认;涂料标示的了解和实施;操作者装备(服装、安全帽、防护面具、防护手套等)的检查;保护用具(安全带、安全设施等)的检查;工作场地、施工设备机器(照明、换气设施)点检;彻底严禁烟火。

环境条件的控制:环境温度5~35℃;相对湿度85%以下。

涂装作业指导书的确认:底材处理、涂料名称、涂装部位、涂装次数等的确认。

底材处理的检查:实施方法(药剂、动力工具、手动工具等)的确认;实施程度的确认(SIS的标准比较——针对喷砂处理工件);后处理、清洁的检查;表面温度高于露点温度3℃以上。

调漆:涂料名称、稀释剂名称、稀释率、色相的确认;混合至均一状态,要充分搅拌;双组分涂料要确认配比、熟化时间、可使用时间。

涂装的管理:涂装方法(刷涂、辊涂、喷涂等)的选择;均一膜厚的保持、露底、发花、流挂等的检查;

涂覆量(涂料使用量、涂覆面积、涂装膜厚等)的检查;

涂装次数、干燥时间、涂装间隔时间的检查;涂装日报的填写和保管。

涂装后涂膜的检查:外观的检查;不良部位的手工修复;干膜的膜厚测定;涂膜的保养时间(20℃,3d)的保持。

2.3.3影响涂膜施工质量的因素

影响涂膜施工质量的因素见图9。

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