漆雾凝聚剂在汽车涂装工艺中的应用.doc

漆雾凝聚剂在汽车涂装工艺中的应用 叶法军 （武汉材料保护研究所 430030）【摘要】添加适合中涂、面漆、罩光涂料的漆雾凝聚剂，通过漆雾凝聚剂将喷漆房循环水中的过喷涂料分散除粘，凝聚上浮，达到降低COD，降低浊度，减轻管道堵塞，稳定风压，形成优异涂膜外观的目的。0 前 言汽车涂装车间喷漆房属高耗水工位，每个汽车厂的喷漆房循环水槽都有200-300立方，每天喷入循环水槽中的油漆都有几百公斤，产量大的超过一吨，如果不将循环水中的油漆分离打捞出来，循环水槽将无法工作，车身漆膜质量无法保证。如果直接排放循环水，含漆废水对环境的危害将无法估量。提高涂膜外观，降低对环境的危害，大多采用带自动平衡风压的水旋或文丘里喷漆房，为了维持系统的正常运行，应该非常慎重地选择喷漆房循环水系统的漆雾凝聚剂，要求漆雾凝聚剂对底漆、面漆、罩光涂料等都能兼容，彻底破除涂料粘性，预防涂料粘附循环管道，凝聚上浮率应该达95以上，COD要求6000mg/L，透视度15cm，水质寿命6个月，对溶剂的吸收率达90以上。1 试 验1.1漆雾凝聚剂的作用过程漆雾凝聚剂由破粘剂和絮凝剂组成，破粘剂大多由中等分子量的阳离子聚合物组成，电荷极高，对漆滴能产生很强的吸引力，当漆滴被“捕捉”吸附后它利用二极不同的亲和性将漆滴完全包裹，并穿透漆滴，破坏涂料的功能基团，使其完全消除粘性，并带动被包裹破粘的漆滴上浮。絮凝剂大多由分子量几千万的聚合物组成，通过在分子之间的“桥架”作用，聚集被破坏的漆雾和杂质成较大的基团，使其坚固和粘合，增强机械脱水的效率。絮凝剂还可中和系统电荷，保持系统中的离子平衡，且分子量较大，使凝集基团在系统中上浮速度加快，并结成漆渣浮于水面。1.2 漆雾凝聚剂的配制方法在循环水槽中盛满规定体积的水，喷漆前加入0.1%左右的破粘剂配槽,然后开启循环泵使药剂充分循环，开始喷涂后,同时开启加料泵慢慢补加破粘剂和絮凝剂。我们按过喷漆量的10补加破粘剂，同时按过喷漆量的5补加絮凝剂。破粘剂补加在循环抽取泵的后端，絮凝剂补加在离出渣口2米处，以保证破粘剂最先和过喷漆作用，达到最大的破粘效果。药剂的加料点及整个循环系统如图1所示。喷漆房除渣机絮凝剂吸渣口絮凝剂循环水槽破粘剂循环管道图1 漆雾凝聚剂循环系统示意图本试验的目的是观察漆雾凝聚剂的分散破粘、凝聚上浮、净水的效果，测试溶剂吸收率、COD 含量、透视度，讨论漆雾凝聚剂与涂膜外观的关系。2 结果与讨论2.1 分散破粘破粘剂通过分子间电荷的作用将油漆分散，并且渗透到涂料分子内部，破坏涂料分子间的键，涂料失去粘性。涂料彻底破粘要求严格控制循环水的pH值、破粘剂的用量等，具体参数如表1。通过对连续多天的漆渣观察分析，发现每天的漆渣都完全松软，失去粘性，漆渣成蜂窝状，完全满足破粘要求。表1 破粘剂的工艺参数产品名称 pH值 药剂用量 过喷量 加料频率破粘剂 6.5-7.0 200-250Kg 2000-2200Kg 与喷漆同步2.2 凝聚上浮经过破粘剂渗透破坏分子键的涂料呈无定性状态悬浮在循环水槽中，没有粘性，也不会凝聚，如果循环水静止，悬浮的油漆会大量上浮，但都是一种松散的状态，完全无法打捞。由于破粘后的涂料带破粘剂的电荷，当加入絮凝剂后，破粘后的涂料会与絮凝剂结合凝聚成体积增大510倍的絮团，絮团中含有大量的气泡，会带动漆渣上浮到液面。凝聚上浮效果需要严格控制絮凝剂的用量，用量太大，循环水会发白，并且水的粘度会增加；用量太少，漆渣凝聚不彻底，会造成COD上升，透视度下降。一般絮凝剂的用量控制在破粘剂的50100，除渣频率越高，絮凝剂用量越少，参数如表2。表2 絮凝剂的工艺参数产品名称 pH值 药剂用量 过喷量 加料频率 絮凝剂 6.0-7.0 70-90Kg 2000-2200Kg 与喷漆同步2.3 浊度的控制 由于循环水中含有悬浮及胶体状态的微粒，使得原来无色透明的水产生浑浊现象，其浑浊的程度称为浑浊度，简称浊度，浊度单位为NTU。经过破粘剂和絮凝剂的相互作用，水中的油漆和杂质几乎完全被包裹上浮，只要捞渣及时彻底，循环水浊度基本上800NTU，完全可以满足涂装车间废水排放标准，经连续6个月的监测，不同的涂料其浊度也不同。浊度与时间的关系如下表所示。表3 浊度与时间的关系 （浊度单位 NTU）涂料品种 1个月 2个月 3个月 4个月 5个月 6个月面漆 30 38 46 58 64 79中涂漆 308 378 421 550 597 619罩光漆 150 189 230 278 326 3362.4 COD的控制 循环水中的树脂、溶剂、助剂，还有某些漆雾凝聚剂本身都是有机物，化学耗氧量（COD）作为衡量水中有机物质含量多少的指标，化学耗氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。为了降低COD含量，必须将水中的有机物从循环水中分离出来。循环水中的破坏剂的含量过低，破坏剂对涂料的渗透不彻底，涂料的破粘不完全，不能为每个涂料分子提供可供絮凝剂结合的“核”，造成涂料悬浮于水中， COD会逐渐上升。只有加入足量的破坏剂去破坏油漆粘性，配合同样足量的絮凝剂才能将循环水中的油漆“抓”出来，及时打捞出破粘凝聚后的漆渣，才能有效地控制循环水的COD，但随时间的推移，循环水中的有机物含量越来越高，当使用时间6个月时，其COD含量一般在6000 mg/L左右，此时应该更换循环水。如图2 COD与时间的关系。2.5 透视度的控制 破粘后的漆渣，被破坏剂“捕捉”破坏后的溶剂等会造成水体浑浊发黄，如果不通过絮凝剂的絮凝并及时清除，这些有机物会继续悬浮于循环水中，随着循环水上下的流动翻滚，还会滋生细菌，产生一些含硫的气体，使水体发臭，循环水的透视度会下降。为了提高透视度我们要求必须根据过喷漆的量来控制破坏剂的用量，根据破坏剂的量来添加絮凝剂，保证水中的杂质能及时被捕捉、破粘、凝聚、上浮、打捞等。经过6个月左右的严格控制，透视度一般在1525cm波动，完全满足工厂废水排放标准,透视度与时间的关系如图3所示。2.6 电导率的控制循环水在长期使用中会不断地蒸发，造成水中离子富集，将使循环水的电导率随着时间的推移逐步增高，过高的电导率会影响漆雾凝聚剂破坏过喷漆的能力，同时药剂使用量上升。及时打捞漆渣，补充循环水，适当溢流有助于降低电导率，延长循环水的使用寿命，降低化学品的消耗，当循环水的电导率上升到5000us/cm时应更换循环水。2.7 涂膜外观控制喷漆房一般采用水旋桶或文丘里式的结构，两种方式都是要形成完整的水幕，让喷房的风在负压作用下从水幕中间通过，有效的风压是过喷漆雾被循环水有效吸收的保证。如果过喷漆破坏不彻底，油漆会在水旋桶壁或文丘里斜板处堆积，使水幕被撕开而不连续，风从撕裂处跑走，无效的水幕会造成喷漆房进出风量不平衡，过喷漆漆雾不能有效被吸收，造成漆雾飞溅，影响喷漆的均匀，易形成桔皮，导致涂膜质量下降。采用好的破坏能力强的漆雾凝聚剂，彻底破除过喷漆的粘性，有效的凝聚成团上浮，稳定喷房的风压，才能保证涂膜外观质量。3结论本文论述了通过对分散破粘、凝聚上浮、净水效果等指标的筛选，选择性能优良的漆雾凝聚剂，监测循环水COD、电导率、透视度、涂膜外观等参数，灵活地控制漆雾凝聚剂的用量比例，及时地打捞出废漆渣，循环水的使用寿命可达6个