- 涂裝設備設計應用手冊
- 馬春慶 趙光麟等編著
- 6156字
- 2020-09-11 11:48:55
1.5 工業裝備防腐蝕涂裝
一般將汽車、農機車輛、工程機械、機床、儀器儀表、機電設備等工業車輛、機械及裝備的涂裝歸為工業裝備涂裝。
1.5.1 農機車輛涂裝
農機車輛的涂裝借鑒汽車涂裝較多。汽車涂料經過幾十年的研究和發展,已經有了一套成熟的涂層系統和涂裝工藝。汽車涂裝要求極高的防腐性和裝飾性,基本代表了涂料涂裝的最高水平。拖拉機等農機車輛原先對涂裝主要強調防腐蝕性,現在對裝飾性的要求也逐漸提高,有些農用車輛的外觀裝飾面,其涂層裝飾性和防腐蝕性技術要求已經與重卡涂層的要求一致。目前國內大型拖拉機采用的涂層系統已非常規范,金屬材質底漆均采用陰極電泳底漆,其防腐蝕性能與汽車一致。越來越多的農機廠家在機罩、擋泥板等覆蓋件的涂裝上采用了中間漆,中間漆力學性能好,尤其是具有良好的抗石擊性;另外還具有表面平整光滑、打磨性好、耐腐蝕性、耐水性優良等特點,對車輛整體涂層的外觀和性能起著至關重要的作用。中間漆多采用聚酯氨基結構,為節省能源,中間漆基本采用兩涂一烘工藝涂裝,中間漆噴涂后閃干1h直接涂裝面漆,然后一同進烘道烘干。面漆要求漆膜外觀豐滿、無橘皮、流平好、鮮映性好,還應具有足夠的硬度、抗石擊性、抗劃傷性、耐化學品性、耐污性、防腐性及優異的耐候性等。目前高裝飾性農機車身主要采用丙烯酸氨基漆和聚酯氨基漆。由于環保對涂料中有機揮發物含量的要求越來越嚴格,很多廠家開始使用高固含量涂料品種,甚至有些廠家開始試用水性產品,這些都是農用車輛涂裝的發展方向。以下為國內某型拖拉機的涂裝案例。
(1)拖拉機發動機罩、擋泥板等覆蓋件(A類裝飾面)
底材處理 水洗、酸洗、磷化
底漆 陰極電泳漆(厚度) 20μm
中間漆 AZ600聚酯氨基兩涂一烘中間漆(厚度) 20μm
面漆 寶易0865丙烯酸氨基烘干面漆(厚度) 40μm
涂層特點:陰極電泳漆耐鹽霧大于1000h,具有優良的防腐性。AZ600聚酯氨基兩涂一烘中間漆具有很好的屏蔽保護性能和填坑性,可有效地提高涂層的裝飾性;其表干速度快,30min即可表干進行搬運。寶易0865丙烯酸氨基烘干面漆涂層光澤高、豐滿、堅韌、硬度高;涂層具有極佳的裝飾性能和超長的耐候性,其氙燈人工加速老化可達1500h;施工固含量可達60%,滿足環保要求。
(2)底板、駕駛室框架
底材處理 水洗、酸洗、磷化
底漆 陰極電泳漆(厚度) 20μm
面漆 阿克蘇8509丙烯酸聚氨酯面漆(厚度) 60μm
1.5.2 工程機械
工程機械是一類用于工程建設的機器設備,包括筑路及道路機械、礦山機械、建筑機械、挖掘機械等。工程機械的絕大多數零部件都是鋼結構件,機械工作環境均為室外且工況環境較惡劣,面臨著風吹日曬、工程粉塵污染及雨水沖刷等,設備使用過程中發生銹蝕的概率較大,因此工程機械廣泛使用涂料進行防護和裝飾。工程機械以往主要關注防腐性能,對其裝飾性能要求不高。隨著人們對設備美觀度要求的提升,現在工程機械的涂裝也要求涂裝裝飾性能優良。由于工程機械均結構龐大、復雜,難以實現所有的表面都具有很高的外觀質量。為此,工程機械行業提出了覆蓋件的概念,即覆蓋在機器設備外部的表面和零部件規定較高的裝飾性表面。這些覆蓋件上的涂層要求防腐蝕性能優良,并且要求涂層的裝飾性優良,要求表面漆膜光滑、飽滿、光澤高、鮮映度高,并具有較好的耐候性,在一定時期內其失光、褪色在規定的范圍內。非覆蓋表面對裝飾性的要求較低,重點突出其防腐蝕性。目前溶劑型涂料仍是工程機械主要采用的涂料品種,其防腐蝕性基本接近重防腐要求,對防腐性和裝飾性要求高的表面采用底漆、中間漆和面漆涂層系統;對防腐性要求較低的表面采用底漆、面漆涂層系統。基材處理基本采用噴砂處理至Sa2.5級,底漆采用環氧富鋅底漆,其干膜鋅含量為60%~80%,中間漆采用環氧云鐵中間漆或環氧厚膜中間漆,面漆采用丙烯酸聚氨酯面漆。
隨著環保要求的不斷增強,各個城市均開始對溶劑型涂料的有機揮發物排放進行限制,目前國家規定的有機揮發物排放要求為小于420g/L,所以目前溶劑型涂料的發展方向為高固含量和無溶劑化。目前無溶劑防腐涂料僅限用于對裝飾性要求不高的防腐蝕面涂裝,對裝飾性要求高的部位仍采用高固含溶劑型涂料。工程機械涂裝也在其他環保型涂料發展,主要發展方向為水性化防腐涂料,使用品種包括水性環氧防腐底漆,水性丙烯聚氨酯面漆等。粉末涂料由于要求較高的烘干溫度,對于大型工程機械來說較難應用。
1.5.3 筑路機械涂裝案例
底材處理 噴射或拋丸除銹達Sa2.5級(粗糙度Rz) 40~80μm
預涂底漆 HT6810環氧預涂底漆(厚度) 15~20μm
底漆 海隆H063環氧防腐底漆(厚度) 80μm
面漆 丙烯酸聚氨酯面漆(厚度) 60μm
涂層特點:HT6810環氧預涂底漆干燥速度快,5min可實干,對金屬基材的附著力優良。海隆H063環氧防腐底漆具有良好的防腐蝕性,耐鹽霧可達720h,涂層具有優異的屏蔽保護性能。丙烯酸聚氨酯面漆涂層光澤高、豐滿、堅韌、硬度高;耐水、耐油性能優異;涂層具有極佳的裝飾性能和超長的耐候性;耐化學品性優異。
1.5.4 摩托車、電動車、自行車涂裝
我國是電動車及自行車制造大國,隨著我國經濟的快速增長以及人們環保意識的不斷增強,電動車及自行車的數量不斷增加,人們對電動車和自行車的裝飾性要求也不斷提高。電動車和自行車的車架、車廂等裝配件對涂裝的外觀裝飾件要求極高,在涂層外觀的流平、鮮映性等裝飾性方面,其要求甚至高于汽車。電動車、自行車包括摩托車所用的底材較多,包括鋼鐵、不銹鋼、鋁合金、鋁鎂合金等金屬底材,以及ABS 、PP、尼龍、PC等非金屬材料,由于底材的多樣性導致使用的涂料品種較多。常用的涂料品種包括陰極電泳底漆+聚酯氨基中間漆+丙烯酸聚氨酯面漆涂層系統,用于車廂、車架等鋼制底材;聚酯氨基底漆+聚酯氨基中間漆+丙烯酸聚氨酯面漆涂層系統,用于發動機、油箱、篷頭等鋁制件使用;雙組分聚氨酯底漆+雙組分聚氨酯中間漆+雙組分聚氨酯面漆涂層系統,在ABS、NL等塑料件上使用,與復合底材底材附著力優良。目前該行業綠色環保涂料的主要產品有粉末涂料、光固化涂料、水性涂料等。
1.5.5 儀器儀表
儀器儀表應用于現代工業裝備的各個方面,其使用的環境決定了儀器儀表所用涂料的特殊要求。儀器儀表的作用是測量和記錄工業裝備的數據,因此其涂層不能影響人眼對數據的觀察,所以儀器儀表采用的涂層無光漆或橘型漆,以減少儀器儀表表面的反光。由于儀器儀表均安裝在相對密閉的容器或空間里,其工作環境溫度較高,濕氣不易排出,因此儀表防護涂料除應具有一般涂料的物理化學、力學、電性能及耐高低溫交變等特性外,特別還應具有良好的耐濕熱、耐鹽霧、耐霉菌的所謂“三防”要求。儀器儀表的基材有鋼鐵、鋁材、鋁合金等,往往在同一儀器上有不同的金屬基材,因此涂料需滿足不同金屬材料的附著性要求。儀器儀表殼體體積普遍不大,因此特別適合烘干流水線涂裝,采用烘干型涂料品種較多。涂裝時普遍采用靜電噴涂設備以提高涂料使用率,因此涂料應滿足靜電噴涂工藝要求。
儀器儀表使用案例如下。
底材處理 鋼材酸洗、堿洗、磷化;鋁材導電陽極化
底漆 A707各色金屬烘干專用底漆(厚度) 50μm
面漆 BA587丙烯酸氨基無光烘干磁漆(厚度) 50μm
涂料特點:A707各色金屬烘干專用底漆和BA587丙烯酸氨基無光烘干磁漆均具有優良的耐鹽霧、耐濕熱、耐霉菌性能,涂層系統的耐鹽霧、耐濕熱指標均可達240h以上;耐霉菌性指標可達28天。A707各色金屬烘干專用底漆可滿足鋼鐵、鋁、鋁合金、鋁鎂合金等各種金屬材料的附著性要求。
1.5.6 印鐵涂裝
印鐵涂料應用于金屬包裝物的涂裝,以冷軋鋼板、鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板等為基板,采用高度自動化的輥涂生產方式。鋼板經過脫脂、化學處理、涂底漆、高溫烘烤、涂面漆、高溫烘烤后成膜,并達到一定物理性能、抗化學品性能和裝飾性能。印鐵涂裝施工,目前多采用溫度為180~220℃、時間約10min的高溫流水線烘烤。印鐵涂料分為內涂清漆、外涂底漆、外涂白磁漆和高光清漆4大類,由于金屬包裝桶的加工工藝不同,還分為耐深沖印鐵涂料和普通印鐵涂料。內壁清漆用于金屬包裝桶內部涂裝,分為食品包裝桶內壁清漆和工業包裝桶內壁清漆,食品包裝桶內壁清漆需滿足食品安全標準要求。內壁清漆一般采用環氧酚醛清漆,要求涂層具有優良的耐水、耐介質性能。外涂底漆用于包裝桶外壁的底層涂裝,要求涂層具有優異的附著性能,多采用環氧氨基涂料品種。外涂白瓷漆用于包裝桶的白色打底,便于油墨涂裝形成不同的圖案。外涂白瓷漆要求遮蓋力強,在15μm左右厚度下具有優良的遮蓋性,涂料耐候性優良,采用的涂料多為聚酯氨基涂料品種。罩光清漆用于印鐵涂層和印刷油墨的罩光,要求光澤高、耐候性優良、抗劃傷性優良,多采用丙烯氨基涂料。
工業包裝桶涂裝案例如下。
(1)內壁
涂層 FA1021內涂金油 8μm
烘干條件 200℃ 12min
(2)外壁
底漆 HA1008透明底漆 6μm
烘干條件 200℃ 12min
白瓷漆 EA3016白磁漆 15μm
烘干條件 180℃ 12min
罩光清漆 BA8001罩光清漆 10μm
烘干條件 180℃ 12min
涂層特點:該涂料體系為化工罐涂裝,內涂時具有優良的耐化工介質性能;外涂時具有優良的裝飾性和耐候性。
1.5.7 機床涂料
機床是裝備制造工業的核心,在裝備制造工業中占據舉足輕重的地位。機床包括銑床、鉆床、鏜床、沖床等,機床主要為鋼鐵結構,機床零部件多與腐蝕介質如機油、冷卻油、切削液等接觸,造成機床零部件容易腐蝕損壞。例如冷卻油、切削液中含有的大量水分和鹽分會加速機床腐蝕;含有濕氣的污垢或鐵屑的積留、機床工作過程產生的熱和揮發的油氣等均可引起機床零部件腐蝕損壞,因此機床也廣泛采用涂料進行防護。機床上廣泛采用的涂料種類有過氯乙烯機床漆、改性過氯乙烯機床漆、雙組分環氧機床防腐漆、聚氨酯機床面漆、聚氨酯機床錘紋漆和橘紋漆、不飽和聚酯膩子、機床水性涂料、磷化底漆等。其中,由于過氯乙烯漆具有耐油性好、防霉性好、價格便宜等特點,目前國內多數普通機床仍主要采用過氯乙烯底漆作為防腐底漆,為提高表面的裝飾性、抗污性和防腐性。面漆采用環氧聚酰胺機床面漆或聚氨酯機床面漆涂裝,由于過氯乙烯樹脂為熱塑性結構,與熱固性的環氧面漆、聚氨酯面漆進行配套涂裝存在一定的弊病,會使機床的表面裝飾性不高。目前較高裝飾性要求的數控機床已采用環氧富鋅底漆、環氧聚酰胺防腐底漆和丙烯酸改性聚氨酯機床漆面漆,其主要性能是漆膜堅硬光亮,具有良好的附著力,優異的抗磨損性能,良好的耐干濕交替性,優良的耐水、耐汽油、耐滑油性,抗化學品腐蝕性、抗潮性等。
(1)機床鑄造件
底材處理 噴射或拋丸除銹達Sa2.5級(粗糙度Rz) 40~80μm
預涂底漆 過氯乙烯底漆(厚度) 40~60μm
面漆 H0568環氧防腐面漆(厚度) 80~100μm
(2)機床鑄造裝飾面
底材處理 噴射或拋丸除銹達Sa2.5級(粗糙度Rz) 40~80μm
底漆 過氯乙烯頭道底漆(厚度) 40μm
中間漆 過氯乙烯二道底漆(厚度) 40μm
面漆 丙烯酸聚氨酯橘紋漆(厚度) 60~80μm
涂層特點:丙烯酸聚氨酯橘紋漆是一種工業美術漆,因施工后漆膜呈類似橘皮表面的凹凸形狀而得名,其裝飾效果立體感強、典雅大方。丙烯酸聚氨酯橘紋漆干燥速率較快、硬度高,耐磨性和附著力較好,具有較好的保光保色性,適用于機械、機床等鑄造儀器設備的涂裝,可有效提高表面裝飾效果。
(3)機床板材裝飾面
底材處理 噴射或拋丸除銹達Sa2.5級(粗糙度Rz) 40~80μm
底漆 環氧防腐底漆(厚度) 40μm
面漆 雙組分聚氨酯面漆或丙烯酸聚氨酯面漆(厚度) 80~100μm
涂層特點:目前數控機床的典型涂裝方案,具有較好的裝飾性。
1.5.8 工業化木器涂裝
木質家具、木質辦公用品、木質裝飾等木質材料廣泛采用涂料進行裝飾和防護,而且基本實現了工業化大規模生產。工業化木器涂裝基本采用流水線涂裝,采用的涂料品種主要有溶劑型涂料、水性涂料、光固化涂料等。溶劑型涂料包括聚氨酯涂料、不飽和聚酯涂料、酸固化氨基涂料等產品;水性涂料主要為水性聚氨酯分散體涂料;光固化涂料包括丙烯酸及其改性的聚酯、環氧、聚氨酯等品種。工業化木器涂裝由于可以采用烘道低溫烘干,大大降低了環境對水性涂料的不利影響,是應用水性涂料較多的行業。
工業木器涂裝水性涂料應用案例如下。
底漆 水性聚氨酯封閉底漆
中間漆 水性聚氨酯透明中間漆
面漆 水性聚氨酯面漆
涂層特點:硬度大、光澤高,在60℃環境低溫烘干,具有與溶劑型聚氨酯木器涂料相同的性能。
1.5.9 塑料制品涂裝
隨著手機、日用電器的迅速發展,塑料制品的應用日趨廣泛。塑料制品通過表面涂裝可大大提高其裝飾性,使塑料制品具有多種色彩或金屬質感,因此塑料制品涂裝發展迅速。由于塑料制品的耐熱變形溫度低,對溶劑敏感等一些特點,用于塑料制品的涂料應具備以下性質:涂料對塑料底材必須有良好的結合力,且不能過分溶蝕塑料表面;涂料應具一定的硬度和韌性,以克服制品的日常磨損;塑料由于不宜高溫烘烤,一般均采用常溫自干,干燥速率要適宜;涂料要求極好的裝飾性,表面形成性能各異、色彩鮮艷、豐滿光亮、耐候性強的涂膜。
由于塑料品種較多,塑料涂料要求滿足ABS、HIPS、PS和PP等塑料底材的相容性要求。塑料涂料的主要品種有熱塑性丙烯酸酯樹脂涂料、熱固性丙烯酸酯-聚氨酯樹脂改性涂料、氟改性聚氨酯涂料等。
ABS塑料應用案例如下。
透明底漆 ABS塑料透明底漆(厚度) 5μm
底漆 SE1658聚氨酯底漆(厚度) 20μm
面漆 索麗0420丙烯聚氨酯面漆(厚度) 40μm
1.5.10 耐高溫設備涂裝
在鍋爐、冶金、火力發電廠、石化等行業,大量鋼鐵設備在高溫環境下(200~600℃)使用,這些設備在使用過程中,長期處于高溫、濕熱環境,會造成金屬材料在高溫下發生氧化、銹蝕。采用耐高溫涂料對高溫環境下的設備進行耐熱防腐涂裝,工藝相對簡單,操作方便,使用成本相對較低,因而應用較為普遍。國內目前的耐熱涂料主要分為有機耐熱涂料和無機耐熱涂料。無機耐熱涂料主要采用無機硅酸鹽(如硅酸鈉)為成膜物質,這類成膜物質需在150℃進行高溫烘烤固化,對于大型設備涂裝難以實現。有機耐熱涂料主要采用有機硅樹脂為成膜物,根據不同的設計可在200~800℃范圍內長期使用。有機硅樹脂在300℃以下依靠自身優良的熱穩定性耐熱防腐,在300℃以上則開始分解成無機二氧化硅無機結構,與涂料中的無機陶瓷材料形成玻璃態硅酸鹽結構而耐熱防腐。由于有機硅耐高溫漆加有不同熔融溫度的陶瓷材料,因此不同耐熱溫度對涂料的選擇就非常重要。300℃環境下使用的設備就不能采用500℃耐高溫漆,因為在該環境下500℃耐高溫漆中的陶瓷材料無法熔融成玻璃態無機膜,無法起到防護作用。
500℃環境鋼制材料耐高溫涂層案例如下。
底材處理 噴砂Sa2.5級
底漆 500#有機硅耐高溫底漆
面漆 500#有機硅耐高溫面漆
涂層特點:可長期耐500℃環境高溫防腐。
1.5.11 工業地坪涂裝
隨著室內停車場、倉庫、工廠車間的6S管理,越來越多的混凝土地面需要涂裝地坪涂料。由于混凝土是高堿性物質,內部pH值可高達12.5~13.5,因此耐堿性是地坪涂料重要指標。因停車場、庫房、廠房等地面車輛行駛頻繁,要求涂層具有優良的耐磨性和附著性。目前工業地坪涂料主要品種為環氧厚膜地坪涂料、聚氨酯厚膜地坪涂料、環氧無溶劑自流平地坪涂料等。工業地坪涂料涂裝前,混凝土地面必須經過足夠的養護期,一般要求養護期在28天以上。混凝土表面的油污和污染物必須清除干凈,混凝土表面清潔方式有高壓水清洗或稀鹽酸清洗等。混凝土表面先涂裝封閉層,對多孔的混凝土進行封閉,然后涂裝各類地坪涂料,保證涂層不會脫落。
環氧厚膜地坪涂料案例如下。
底材處理 清洗
底漆 H01-1環氧封閉底漆(厚度) 20μm
面漆 H042環氧厚膜地坪漆(厚度) 100μm
涂層特點:H01-1環氧封閉底漆具有優良的混凝土滲透性和附著力,對混凝土的封閉性良好。H042環氧厚膜地坪漆涂層堅韌、耐磨;耐水、耐油、耐化學品性能優異,可滿足不同廠房的地坪涂裝需要。