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[分享] 几种常见涂料性质与涂装作业工艺 [复制链接]

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只看楼主正序阅读使用道具楼主发表于: 2013-02-21

关键词：涂料工艺

涂料是一种涂覆在物体表面所形成完整的膜，并能与物体表面黏合的物质，而实施这一涂覆过程的工艺俗称涂装。
(一)涂料的组分
常用的涂料有油脂涂料、天然树脂涂料、酚醛树脂涂料、沥青涂料、醇酸树脂涂料、氨基树脂涂料、硝基涂料、乙烯树脂涂料、丙烯酸树脂涂料、聚酯树脂涂料、环氧树脂涂料和聚氨酯涂料等。工业上应用最多的是丙烯酸树脂涂料、氨基树脂涂料、硝基涂料、环氧树脂涂料和聚氨酯涂料。
涂料一般由成膜物质、溶剂、助剂和颜料四部分组成。
涂料的作用主要有：1)保护作用，是基体(金属或非金属)表面免受外界大气、盐雾、酸雾、化学药品、有机溶剂等的侵蚀。2)装饰作用：改变基体外观，使其表面美化。3)改性作用，基体通过表面涂装后，可改变其阻燃性、绝缘性、辐射性、保温性等。
1、成膜物质
成膜物质可分为油料和树脂两大类，早期的涂料主要由天然动物油脂、植物油脂和天然树脂等制成，因此涂料又成为油漆。随着石化工艺和高分子合成工艺的迅速发展，为涂料工业的发展提供了良好的物质基础。因此，目前的涂料除了少量采f用天然树脂和油脂外，主要是以合成树脂为成膜物质。成膜物质分类见表6。
分类
类别主要品种
油脂类    干性油
半干性油
不干性油桐油、梓油、亚麻油、苏子油、
豆油、向日葵油、棉籽油
蓖麻油、椰子油、花生油
树脂类    天然树脂
          人造树脂
          合成树脂松香   虫胶
松香钙酯、松番甘油酯、醋酸纤维
酚醛树脂、醇酚树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等

2、溶剂
溶剂的主要作用是使涂料保持溶解状态，并可调整涂料粘度，以便于施工，溶剂在涂料成膜过程中逐渐挥发掉，不会长期存在于漆膜中。
常见的溶剂主要有：
1)200号溶剂汽油，溶解能力中等，主要选用于油脂漆和天然树脂漆。
2)苯，是良好的油脂漆和树脂漆溶剂，但因毒性大，现很少单独使用。
3)甲苯，挥发速度快，溶解能力强，是天然干性油、树脂(改性酚醛、醇酯、脲醛、沥青、、乙基纤维等)的强溶剂。
4)二甲苯，挥发速度适中，溶解能力次于甲苯，既可用于常温干燥涂料，也可用于烘干涂料，如氨基醇酸烘漆、酚醛漆等。
5)乙醇、丁醇等醇类溶剂，不能溶解一般树脂，但能溶解虫胶、聚乙烯醇缩丁醛树脂，丁醛溶解能力比乙醇差，且挥发较慢，可为氨基树脂的溶剂。
6)醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯类溶剂，是良好的硝化纤维、油脂和树脂等物质的溶剂。
7)甲乙铜和甲基乙丁基酮是环氧树脂和乙烯类树脂的溶剂。
3、助剂
为改善涂料的施工性能，需加入各种助剂。常用的助剂有催干剂、增塑剂、固化剂、防结皮剂、防沉淀剂、紫外线吸收剂、增滑剂、消泡剂等。
1)催干剂
催干剂的作用是缩短漆膜干燥时间，催干剂可单独使用，也可几种催干剂联合使用。许多金属氧化物和金属盐类均可作为催干剂。
2)增韧剂
增韧剂又称增塑剂、软化剂，用后增加漆膜的韧性，提高附着力，消除漆膜脆性。常用的增韧剂为蓖麻油、邻苯二甲酚二丁酯、邻苯二甲酚二辛酯、磷酚三甲酯等。
4、颜料
颜料是一种不溶于水，呈粉末状的有色物质。可均匀分布于介质中，其作用是增加漆膜遮盖性，增加漆膜强度，耐老化，阻止紫外线透过和耐高温等。颜料可分为有机和无机颜料两大类。常用品种有铁红粉、钛白粉、锌钡白粉、铅铬黄粉、铅铬绿粉、炭黑粉、铝粉、铜粉等。
(二)工件涂装前表面预处理
钢铁工件表面必须认真预处理，否则将影响涂层的附着力和平整性。
主要处理工序如下：
1、除锈
1)手工除锈，主要是用铲刀、钢丝刷、砂轮等工具手工去除工件上的锈渍。
2)机械除锈，主要有抛丸、喷丸、喷砂和风动钢丝刷等方法。
3)化学除锈，是使用酸液溶解钢铁表面的锈蚀物，然后再用碱液中和，或清水冲洗后干燥处理。
存在的职业病危害因素：手工除锈和机械抛丸、喷丸、喷砂产生的铁锈尘、石英尘、三氧化二铝尘和碳化硅尘等;化学除锈过程中产生的酸雾;抛丸、喷砂机等产生的噪声与振动。
2、除油
常用的除油方法是碱煮洗法。一般用3%-5%氢氧化钠溶液加热至70-80度煮洗，再用清水漂洗残存的碱液。化学除油液配方中除有氢氧化钠外，还有碳酸钠、磷酸三钠，水玻璃、OP乳化剂等。
存在的职业病危害因素：除油液高温蒸发出来的碱雾，高温高湿及噪声等。
3、磷化
钢铁表面经除锈、除油及消除其他污物后，为进一步提高金属表面与涂层的结合力和防锈力，还需进行磷化处理。
磷化是用磷酸或锰、锌、镉和磷酸盐溶液处理金属件，在金属表面产生一层磷酸盐覆盖膜，对金属起保护作用，并能使金属表面呈均匀的粗糙状态，加大涂料涂层与基体的附着力。
磷化液分类与主要化学成分见表7。

分类                磷化液主要成分                  磷化膜主要组成
锌系             Zn(H2PO4)2                        磷酸锌[Zn2(CPO4)2·4H2O]
                                             磷酸锌铁[Zn2Fe(CPO4)2·4H2O]
锌钙系           Zn(H2PO4)2和Ca(H2PO4)2      磷酚锌钙[Zn2Ca(CPO4)2·2H2O]
                                             磷酚锌铁[Zn2Fe(CPO4)2·4H2O]
锰系             Mn(H2PO4) 2和Fe(H2PO4)2     磷酸锰铁[Mn2Fe(CPO4)2·4H2O]
锰锌系           Zn(H2PO4)2和Mn(H2PO4)2     磷酸锌、锰、铁混合物[Mn2FeMn(PO4)2·4H2O]
铁系             Fe(H2PO4)2                  磷酸铁[Fe3(PO4)2·8H20]

磷化工艺按所用的温度分为高温型(80-99度)、中温型(50-75度)和常温型(10-40度)。
存在的职业病危害因素：磷化过程中产生的高温高湿及噪声。如果选用锰盐，还存在锰的职业危害。
(三)涂装工艺
传统的涂装工艺主要有刷漆、喷漆、浸漆和淋漆，而现代机械化的生产工艺多采用电泳法，静电喷涂法和高压无气喷涂法等。
几种常用涂装工艺概况及职业病危害特点见表8
涂装方法内容适用范围职业病危害特点
刷漆人工用各种毛刷涂制任何形状工件，几乎任何涂料以挥发的涂料溶剂危害为主，直接接触，危害大
自动浸涂工件在悬链上借链运动自动沉入漆槽中涂漆大批量流水线生产可实现自动化生产，间接接触，危害小
手工喷涂利用压缩空气，喷漆将漆雾化喷到工件表面成膜各种形状工件，尤其适于大面积工件产生大量的漆雾和有机溶剂，危害大
高压无气喷涂涂料在高压下经喷嘴喷出，没有涂料颗粒和漆雾飞起适合喷高粘度涂料，加厚漆，工作效率高不产生漆雾，但仍有溶剂挥发，危害相对较小
淋涂工件在工作台上，利用循环泵将漆液喷淋到工件上大批单一工件底漆涂装可实现自动化生产，间接接触，危害小
幕帘淋涂工件在连续不断往下流的漆液幕帘下通过适于成批生产，且只需涂单面的大工件可实现自动化生产，间接接触，危害小
流化床涂覆利用粉末涂料在一定风压下呈“沸腾”状态，在略高于熔点的预热工件表面上融合，冷却后成膜适于大型、形状不同的工件可实现自动化生产，没有溶剂，间接接触，危害小
辊涂利用辊涂机械进行辊涂适用于平板涂装间接接触，危害一般
静电喷涂利用电晕放电供带电的雾化漆粒小在高压直流电场作用下，被吸附于带有异性电荷和工件表面上成膜固定式适用于大批量单一产品的自动流水线生产，手提式适用于各类大小产品及补漆可实现自动化生产，间接接触，危害小
静电喷粉粉末涂料在高压静电和气流的联合作用下飞向工件表面，经加热融化后成膜适于大批量单一产品的自动流水生产可实现自动化生产，间接接触，危害小
电泳涂装利用外加电场传漆液中的颜料和树脂等向作为电极的工件运动并沉积于上成膜主要用于大批生产涂装打底漆用可实现自动化生产，为水溶性漆，溶剂挥发少，间接接触，危害小

一般压缩空气喷涂生产的漆雾和有机溶剂污染最大，淋涂和刷漆工艺，静电喷涂和高压无气喷涂产生的漆雾和有机溶剂污染较小，流化床涂覆和静电喷粉产生的污染最小。
静电喷漆设备产生电磁辐射，高压无气喷涂设备和压缩空气喷涂设备产生高强度的噪声，烘烤漆膜装置产生高温和热辐射等。