粉末涂装的操作规程
钢结构散热器表面涂装工艺简介
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钢结构散热器表面涂装工艺简介

日期:2020-04-24 05:09点击数:

  钢结构散热器表面涂装工艺简介

  当前,在家庭装饰产品市场上,家用散热器的品种繁多,各具特色,市场竞争是十分激烈的。近年来,钢结构散热器在市场上占有的份额不断提高,逐步取代了传统的铸铁散热器。

  钢结构散热器在功能方面,也由传统铸铁散热器作为单一取暖装置,而跃升为家居房间的一种装饰和取暖使用的双重功能的家用产品。

  由于钢结构散热器的材质、生产工艺、使用功能等与铸铁散热器不尽相同,因此在表面处理方面也提出了更高的要求。家用散热器表面装饰性及内外表面的防腐性能,将直接影响产品使用的安全与可靠性。

  钢结构散热器的表面处理,目前基本上是采用粉末静电喷涂和普通油漆喷涂的传统方式, 相对于铸铁散热器表面涂刷银粉涂料的方法应当说是前进了一大步,但是钢结构散热器现有的表面处理方式,还是存在一些不足之处。

  现在许多的家电产品如:洗衣机、电冰箱等外壳的表面处理工艺,已由传统的粉末静电喷涂单一涂层,改进为阴极电泳与粉末静电喷涂的复合涂层。实践证明,复合涂层的抗腐蚀能力比单一涂层提高5—8倍。钢结构散热器引入家电的表面涂装方式,应当说是一种新的表面处理工艺方式。

  复合涂层:

  阴极电泳与粉末静电喷涂的复合涂层,是将散热器首先进行阴极电泳处理(前处理工艺流程与粉末静电喷涂基本相同),使工件表面涂复20—25μm厚度的阴极电泳涂层,在此基础上连续进行粉末静电喷涂,粉末涂层厚度一般控制在40—50μm之间,这种复合涂层,涂层厚度低于单一粉末涂层,总体效果既不影响其装饰性能,又能大大提高产品整体的防腐能力。

  阴极电泳涂装原理:

  阴极电泳涂装是一种高档次涂装工艺方式。当前已在许多行业的金属制件上应用,尤其是汽车行业使用更为广泛。由于阴极电泳涂层的优质性能,既可以做金属件的底漆涂层也可以做底面合一的成品涂层。

  阴极电泳涂装是相对于阳极电泳涂装而言的。它们是电泳涂装的两种不同形式。电泳涂装就是将被涂工件浸入带一种电荷的水溶性涂料粒子的漆溶液中,在电场力的作用下,这些涂料粒子向带有相反电荷的被涂装工件表面泳动并沉积而形成涂层的工艺过程。

  电泳涂装过程是一种非常复杂的含有电泳、电解、电沉积、与电渗等四种形式同时进行的电化学反应。阴极电泳涂装是采用水溶性阳离子型树脂(以环氧树脂或丙烯酸树脂为主链的聚胺树脂),经有机酸HA中和在水中离解成为:

  R1 R1 +

  │ │

  ~ N + HOOCR 一 NH 一 OOCR

  │ │

  R2 R2

  从而得到带有正电荷的阳离子树脂,在直流电场的作用下,向极性相反的被涂工件泳动。在被涂装工件区域内有以下反应:

  2H2O+2e→2OH-+H2↑

  使得被涂装工件界面产生OH- 积聚,并与带正电荷的阳离子树脂反应,使在被涂装工件表面发生沉积:

   R1+ R1

  | |

  ~ NH +OH- → N+H2O

   | |

  R2 R2

  形成可受控的电泳涂层,这就是阴极电泳涂层形成的基本原理。

  阴极电泳涂装的特点:

  由于阴极电泳涂装采用的是与传统涂料完全不同的水溶性阳离子涂料,并采用电沉积工艺,因此与其它涂装工艺方式相比具有明显的特点:

  1 涂料利用率高,阴极电泳涂料采用水为稀释剂,槽液固体含量仅为17-20%,涂料粘度较小。特别是采用超滤液清洗后,电泳过程可形成自身封闭循环,涂料利用率可达98%以上。

  2 涂层均匀,泳透率高,对于形状复杂的钢结构件的焊接接口、板间接缝及 凹槽、内腔等部位,都能均匀沉积成膜。由于电泳后的湿膜自身含水量低,一般在固化过程中都不会出现流挂现象,同时对于涂层成膜厚度,通过调整工艺参数可以进行控制。

  3 良好的力学性能,电泳涂装由于是在电场力的作用下涂料粒子定向沉积在工件表上,因此涂层附着力好,耐冲击强度高。

  4 耐腐蚀性能好,实验证明一般采用中厚膜电泳漆进行涂装,涂层厚度在20- 25μm时,经湿热与盐雾试验均能超过720h,可达到1000h以上。

  5 环保性与安全性好,阴极电泳涂料由于基本不含溶剂,并且采用水为分散介质,所以没有环境污染和火灾发生的危险,特别是目前,阴极电泳涂料发展到第六代、第七代,已不再含有重金属。

  复合涂层的优点:

  传统的粉末静电喷涂工艺,对于钢结构散热器的焊接位置、板缝间以及凹槽部位,由于静电屏蔽作用,上粉率不高。有些厂家为使这些部位保证涂层厚度,不得不提高电压,加大出粉量,致使散热器大面积涂层过厚。既使如此,许多散热器产品在这些特殊部位也容易出现锈蚀情况。而大面积过厚的涂层,在长期使用过程中,涂层也容易出现龟裂现象,影响产品的质量。

  根据以上介绍的阴极电泳涂层的特点,可以看到,钢结构散热器采用阴极电泳处理,可获得均匀、密实、丰满、抗腐蚀性极高的底漆涂层。在其基础上进行粉末喷涂,涂层总厚度可以大大降低,并能保证产品的抗腐蚀性与装饰性。实验证明,目前使用的粉末涂料与阴极电泳涂装构成的复合涂层,其附着力与抗冲击强度是不受任何影响的。

  简单的成本分析与实施方案:

  经阴极电泳与粉末静电喷涂复合涂层处理的钢结构散热器,其产品档次又提高了一大步,人们最关心的是其成本增加了多少?笔者没有经过精确计算,但可就以下几点进行考虑:

  一、目前市场上经销的阴极电泳涂料,其每吨价格不高於中等粉末涂料的价格。

  二、阴极电泳涂料固体份含量基本为40%左右,投槽使用时要采用水稀释,稀释加水量为原涂料的50%。

  三、采用阴极电泳与粉末静电喷涂复合涂层,由於涂层总厚度降低,节省了大量的粉末涂料。

  四、增加了阴极电泳涂装工序(在暂不考虑设备的一次性投资条件下),能源耗用是要增加一些,但是最大的能源耗用设备是固化烘干炉,而原有粉末喷涂设备水份烘干炉不再使用了,在其基础上改造做为阴极电泳涂装固化烘干炉,能源耗用的增加也是有限的。综上所述,采用阴极电泳与粉末静电喷涂复合涂层,其成本增加值,根据初步测算,应当不超过 3~5%。

  当然由於工艺上的改进,工艺设备的投入是不可避免的。目前许多钢结构散热器生产厂家,已经具备相当规模的粉末静电喷涂生产线设备或单套粉末喷涂设备,在其基础上,进行设备布置与工艺调整,加入阴极电泳涂装生产线或阴极电泳单套设备,也并不是一件很复杂的工作。设备的一次性投资,对於生产厂家不会是很大的。

  在目前市场激烈竞争的条件下,提高产品档次,创名牌产品,这是所有经营者为之奋斗的目标。采用阴极电泳与粉末静电喷涂复合涂层的钢结构散热器,将是激烈竞争市场中的一个极好的卖点,相信为经营者带来的经济效益回报,将远远大於在这方面的投入。

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