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PVDF氟碳涂料涂装及其涂装线设计

2018-02-05 10:09:42
作者:钟为民(常州通用幕墙装饰工程有限公司)
来源:工业涂料工程师

氟碳涂料的主体成分为聚偏二氟乙烯 ( PVDF),它通过高温固化形成一种高装饰的保护涂层,可以保证20年内不剥落、粉化、褪色或变色。氟碳涂料用于建筑业,是1964年美国ElfAfochen公司首创,自1965年开始 , 世界上很多宏伟的建筑物,如美国亚特兰大市的Taj Mahal 、费城 Mell 银行中心、香港机场等建筑物铝型材 / 铝板都用氟碳涂料涂装。此外, 氟碳涂料还用于幕墙、门窗;高速公路护栏、指示牌;户外广告牌;室内金属装饰板;地铁、隧道、化工生产区等恶劣环境下金属材料的涂装。

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    1、前言


    氟碳涂料的主体成分为聚偏二氟乙烯 ( PVDF),它通过高温固化形成一种高装饰的保护涂层,可以保证20年内不剥落、粉化、褪色或变色。氟碳涂料用于建筑业,是1964年美国ElfAfochen公司首创,自1965年开始 , 世界上很多宏伟的建筑物,如美国亚特兰大市的Taj Mahal 、费城 Mell 银行中心、香港机场等建筑物铝型材 / 铝板都用氟碳涂料涂装。此外, 氟碳涂料还用于幕墙、门窗;高速公路护栏、指示牌;户外广告牌;室内金属装饰板;地铁、隧道、化工生产区等恶劣环境下金属材料的涂装。


    自氟碳涂料用于建筑业以来,实行质量保证 (20 年以上) 承诺,因此,无论是 PVDF 树脂的使用,涂料的生产,以及涂装厂均应建立相应的授权制度,对于喷涂加工厂,必须经过涂料供应商严格的检测标准 ( 包括工艺及设备,质量管理),并要达到美国铝业协会AAMA 2605 氟碳喷涂性能标准。氟碳涂料的各种优异性能必须从原料到涂料生产并直到涂装全过程在授权条件下进行严格的质量控制才能充分发挥。


    2、氟碳涂料涂装工艺


    2.1前处理


    在涂装前,必须对铝材进行全面清洗、表调和转化膜处理,最终形成的转化膜可以提高铝材的耐腐蚀性和附着性。


    2.1.1 工艺流程


    预脱脂:50 ~ 60 ℃,5 min;脱脂:50 ~ 60 ℃,5 min ;水洗:室温,3 min,需有溢流水;碱蚀:40 ~ 55 ℃,4 min;水洗:室温,3 min,需有溢流水;表调:20℃,3 min;水洗:室温,3 min,需有溢流水;铬化:30 ℃, 3 min;水洗:室温,3 min ,需有溢流水;纯水洗:室温,3 min,需有溢流水;脱水:烘干,80℃,10 ~ 15 min 。


    2 .1.2 控制要点


    (1) 铝材前处理前,表面的凹坑痕迹、机械划伤必须彻底打磨、清除。


    (2) 每天应检验一次浸渍式处理槽液状况,根据检验结果,及时补充、调整。


    (3) 绝大多数的油污一般在预脱脂时除去,少量剩余的油污在脱脂中除去。可根据铝板表面油污轻重程度,适当调整处理工艺时间。


    (4) 检验铝板清洁程度,一般是观察水洗后铝板表面的水膜均匀流淌状况。若流淌水膜均匀,无空隙,则说明铝板已清洗干净。反之,则铝板未清洗干净,需重新清洗。


    (5) 铬化膜的颜色 ( 黄色 ) 应均匀一致,无污染和挂灰,烘干后用试纸擦拭后应不掉色。


    (6) 前处理完毕的工件表面严禁裸手触摸,搬运时需戴好洁净的手套。周围的环境应保持洁净,工件必须尽快进行涂装,一般不得超过 24 h,否则需重新进行前处理。


    2 .2氟碳涂料涂装


    2.2.1工艺流程


    上件;喷底漆:干膜厚度 5 ~ 8 μ m;流平:室温,环境洁净,10 min;喷面漆:干膜厚度 20 ~ 25 μ m ;流平:室温,环境洁净,10 ~ 15 min ;喷罩光漆:干膜厚度10 ~ 15 μ m;流平:室温,环境洁净,10 min;固化烘干:240 ± 5 ℃,20 min;自然冷却:降至室温;检验 (包括膜厚、色差、表面质量);下件。


    2.2.2工艺要求


    (1) 二涂一烤:底漆→面漆→固化。一般不含金属闪光粉的氟碳涂料,且无其他特殊要求的,均采用底漆、面漆二涂一烤工艺。


    (2) 三涂一烤:底漆→面漆→罩光漆→固化。金属闪光氟碳涂料所含的金属闪光粉易受外界空气的氧化,为防止其氧化、变色,通常采用氟碳清漆罩光。


    另外,对于某些严酷的腐蚀环境 (如海滨、化工生产区等)也可以采用氟碳清漆罩光来提高氟碳涂料的耐候性,采用底漆、面漆、罩光漆三涂一烤工艺。


    (3) 四涂二烤:底漆→ 隔离漆→ 固化→ 面漆→ 罩光漆→固化。一般涂装厂的生产线为二涂一烤或三涂一烤工艺,但对于颜色有特殊要求的氟碳涂料,在底漆与面漆之间增加一道隔离漆,以确保面漆有良好的遮盖力,满足无色差的要求。为此,采用底漆、隔离漆、面漆、罩光漆四涂二烤工艺。


    2.2.3喷涂控制要点


    (1) 首先根据某一工程的要求,如工程总量 (m2 ) 、供货周期、涂料颜色、膜厚等,制定涂装施工工艺,确定主要工艺参数;根据温度、湿度,确定溶剂品种、配比、输送速度、机喷参数 ( 静电高压、扇形气压、雾化气压、喷枪距工件距离、升降机速度、出漆量 ) 、固化温度;按指定的涂装施工工艺,制作标准的样板,样板必须通过各项性能检测。


    (2) 整个工程也许需几个月或更长的时间才能完成,每天必须认真、准确记录喷房的温度、湿度。若在喷涂过程中,温度、湿度变化较大时,必须及时调整溶剂的品种、配比,控制溶剂的挥发速度在一定的范围内,以确保喷涂质量稳定,颜色一致,无色差 ( Δ E ≤ 0 . 5) 。


    (3) 机喷的主要参数确定后,基本上保持不变。操作者若发现机喷参数变化或异常,则应及时调整。


    (4) 对于异形工件或需补喷的工件,最好采用手工静电喷枪喷涂氟碳面漆,以保证与机喷效果一致。手工喷涂操作人员必须具备一定的技能,控制手工喷涂的膜厚、均匀性与机喷相近,确保色差控制在允许的范围内。


    (5) 氟碳涂料输送吸口处应有过滤装置,涂料桶应有气动搅拌器,保证供给喷枪的涂料搅拌均匀、洁净。


    3 、氟碳涂料涂装线设计


    3 .1前处理


    工件:通常要兼顾铝板和铝型材的处理要求,其外形最大尺寸为 6 000 mm × 2000 mm × 1 200 mm。工艺方式:最经济的前处理方式是浸渍式,不仅造价便宜,同时运行成本也低。


    槽体:一般设 10 只浸渍处理槽,可采用砖块混凝土结构,内衬软性耐酸塑料板。槽体内腔尺寸为 7 000 mm × 1 500 mm × 2 500 mm 。


    加热:若有热源,可充分利用现有热源。若没有热源,可选用 32 . 5 × 10 4 J 燃油导热油锅炉进行加热。用管状加热器置于槽体底部加热槽液。槽体用耐酸不锈钢制成,无其他特别要求。


    烘干槽:内腔尺寸 7 000 mm × 2 500 mm × 2 500 mm,内壁为钢板,钢板与混凝土间距 150 mm,中间填满保温岩棉,片状管式散热器置于烘干槽底部,侧壁设置上吸下送循环送风系统。


    工件运输:采用钢结构单梁悬挂吊车,装有2 t 的电动葫芦2 ~ 3 台。


    纯水设备:满足每小时供给2 t 纯水的要求。


    3.2  涂装线设计


    3.2.1 厂房


    氟碳涂料涂装线理想的厂房为 100 m × 20 m × 7 . 5 m( 长× 宽× 高 ),流水线按长环型布置。考虑到设备的安装和夏季通风,厂房的檐口标高应在 7 . 5 m 以上,顶部要有一定数量的通风窗。车间必须采光良好,通风良好,净化良好,保温良好,特别是北方,还要增添适当的供暖设施。车间内洁净度对涂装作业至关重要,为防止顶部灰尘,重要区域要求吊顶。墙面可采用涂料处理,地面采用水泥地坪漆,也可用水磨石或地砖铺设,车间地面要经常用水清洗,应考虑供水和排水设施。


    3.2.2 喷房


    喷房采用多级水帘净化喷房。上部设置强制送风系统,经均压、过滤后送风进喷房内。喷房底部全部为水池,起到净化喷房的作用,水池上铺放钢制格栅,方便操作人员走动。水中按要求定期放入一定量的涂料絮凝剂,漆雾由水帘净化器吸附在水中,经絮凝剂絮凝成漆渣。定期捕捞漆渣,可焚烧或掩埋处理。考虑设备和操作人员的安全,顶部要安装自动灭火装置。喷房的通风性、洁净度、温度、湿度对氟碳涂料喷涂质量影响极大,所以一定要设计好、控制好。


    3.2 .3 固化烘道


    采用直通式热风循环烘道,热源最好使用液化石油气或天然气。热风发生器最好用电脑控制、无级调火热风发生器,为防止热量损失,进、出段门调节器设置隔热风幕,并根据工件尺寸的大小,选择调整门洞开口大小。循环送风系统为下送、上抽结构,以降低烘道的上、下自然温差。沿烘道长度方向上的送回风管,每间隔 700 mm 左右对称设置调整风门,用来调整整个烘道的温度梯度曲线,使其达到最佳状态。为保证烘道的清洁度,烘道内壁板及循环送回管道均用不锈钢板制造,并在热风发生器后端设置防尘、防火星不锈钢过滤网。由于烘道的工作温度高 (250 ℃ ),要求保温层厚度为 250 mm,保温材料为硅酸铝纤维棉毡,同时烘道外部的循环风管及风机均需有 200 mm 以上的保温层。


    3.2.4悬挂输送机


    输送机的水平标高应一致,不设升降段,这样便于型材的喷涂加工。考虑到操作人员的方便,上、下工件区域可设置高架平台。输送机采用变频调速控制,便于输送速度的调整和延长电机的使用寿命。输送线全长布置防尘、防油积油盘,以防止油污滴挂到喷涂工件表面。


    3.2.5流平室


    流平室应洁净,通风良好,通常为封闭结构。底部开一定数量的通风窗,窗口装有不锈钢滤网。顶部有排风系统将工件散发的漆雾排出室外。流平室两侧需设置大面积采光玻璃,局部装照明灯,以方便检验人员观察喷涂表面质量。

 

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责任编辑:王元

 


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标签: 氟碳涂料, 涂装工艺, 涂装线设计

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