第7章 涂装管理.ppt

1、涂装工艺学（7）,胡会利 电化学教研室,第7章 涂装管理,涂装前处理的质量检测 涂料与涂层常见弊病及解决办法 涂装污染治理 涂装作业安全与卫生,7.1 涂装前处理的质量检测-除锈,钢铁表面的锈蚀等级（GB 8932-88） A全面覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面； B已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面； C氧化皮已因锈蚀而剥落，或者可以刮除，并且有少量点蚀的钢材表面； D氧化皮已因锈蚀而全面剥落，并且已普遍发生点蚀的钢材表面。 对喷砂、抛丸除锈，分Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3四个等级。 对于手工和动力工具除锈，分St2、St3两个等级。 酸洗除锈，JB/T 6978-93

2、涂装前表面准备酸洗,7.1 涂装前处理的质量检测-除油,钢铁表面的除油程度（GB/T 13312-91） 用标准G型极性溶液滴两滴（0.1 mL）在被试表面上，立即用玻璃棒涂成20 mm40 mm的覆盖面积，将特制的A型验油纸紧贴在溶液膜上，1 min后观察颜色变化。若A型验油纸显色均匀、连续完整，即为合格，反之为不合格。,7.1 涂装前处理的质量检测-磷化,磷化膜的检验（GB 6807-86） 3%NaCl水溶液于1525浸渍。 CuSO4点滴：CuSO45H2O 41 g/L，NaCl 35 g/L，0.1 mol/L HCl 13 ml/L 盐雾试验,7.1 涂装前处理的质量检测-铝表面

3、钝化,铝表面的漂洗和不漂洗铬酸盐钝化处理 ISO 10546-1993E,7.2 涂膜缺陷与对策-流挂,流挂理论 牛顿型涂料的抗流挂性很差。实际上，涂料都是假塑性的，且在闪干过程中由于溶剂挥发使温度降低和浓度增加，导致黏度上升；同时也使涂膜变薄。所有这些因素都使流挂得到抑制。 黏度作为流挂阻力，总是配方设计应考虑的主要因素。通常是添加少量流变助剂涂料中，使低剪切力速率下的黏度达到几百至几千泊或赋予涂料一抗流挂的屈服值。 由于黏度对流平和流挂的影响作用是相反的，改变黏度只能使流平和流挂性调至适宜程度。只有利用触变性赋予体系一适当的屈服值，才能获得极佳的流平性和抗流挂性。,7.2 涂膜缺陷与对策-

4、流挂,流挂预防措施 产生流挂的主要因素是涂膜厚度、涂料黏度。其中涂料黏度还受温度、溶剂挥发及涂料触变性的影响而改变。 （1）喷涂的湿膜太厚 原因：多次重复喷涂；喷枪与工件间的距离太近；一次喷涂太厚，喷枪移动得太慢或停顿。 解决办法：在湿碰湿施工时，两道喷涂间隔应有足够的闪干时间；保证喷枪与工件间要垂直，距离恒定；喷枪的移动速度均一，避免停顿，也要避免正对工件开枪和折返。,7.2 涂膜缺陷与对策-流挂,流挂预防措施 （2）涂料黏度太低 严格掌握稀释比，按涂料品种稀释到规定的施工黏度。 （3）溶剂挥发太慢 原因：稀释剂选用不当；施工环境温度太低。 解决办法：采用专用稀释剂；提高环境温度并加强通风。

5、 （4）在光滑的旧涂膜上喷涂 原因：涂料对表面的浸润性差，易产生坍落现象。 解决办法：应事先对旧涂膜打磨粗化。,7.2 涂膜缺陷与对策-橘纹,流平原理 涂料流平方程以按正弦波剖面理论推导的公式能较精确地反映实验结果。 在多孔性表面涂装，溶剂通过毛细管作用于孔隙中，会导致流平的突然终止。 对于乳胶涂料，在水分初期挥发阶段，乳胶粒子在刚接触时，转变成半刚性状态，有碍涂膜流平。 涂膜流平测定可在由低到高的膜厚方向上，用单位长度齿数不同但齿宽和齿间距相等的梳子划痕，依沟痕确定流平时间。,7.2 涂膜缺陷与对策-橘纹,产生橘纹的原因及对策 在喷涂过程中，由于溶剂挥发得太快，湿膜黏度急剧增加，使流平变得困

6、难而产生橘皮。措施是根据环境季节温度变化来选择合适的稀释剂，例如聚氨酯涂料的稀释剂有冬用和夏用之分。 工件温度太高，使溶剂瞬间挥发，湿膜无法流平。应改善强制冷却工段的冷却效果，使工件40。 喷涂时涂料流出量太少，或喷涂距离太远，表面沉积涂膜太薄，流平变得困难。 喷枪雾化不良，涂料雾颗粒过大，也产生橘纹。可降低涂料流出量并提高压缩空气输出量，改善雾化性能。 喷涂距离太近。要避免挂具摆动，喷枪与工件的距离波动应保持在5 mm。,7.2 涂膜缺陷与对策-橘纹,产生橘纹的原因及对策 涂料黏度过大。应按施工规范进行兑稀并采用带恒温装置的喷涂设备。 环境温度偏高或闪干时间不足就进行烘烤。 喷涂室内空气流速

7、太快，使湿膜溶剂快速挥发而难以流平。 底材粗糙易导致产生短波橘纹，轿车用钢材表面粗糙度应Ra1m。磷化膜粗糙不均匀，使电泳涂膜不平整，最终影响面漆平整度。中涂主要起填平作用，有较好的流平性。要提高喷涂清洁度，减少表面颗粒，减少打磨，以免中涂涂膜表面被破坏而产生橘纹。,7.2 涂膜缺陷与对策-橘纹,产生橘纹的原因及对策 金属底色漆喷涂得太厚且闪干不充分，罩清漆时易造成粗糙不平整。因此金属底色漆厚度宜在1214之间，尽量薄涂，使铝粉能平行排布经充分闪干而很好地定膜。 在烘干时，上升的热空气流和直接的红外辐射作用往往使垂直面长波纹多于水平面。因此升温段不宜太短。升温时间以710 min为宜。另外，尽

8、可能地提高清漆的厚度并延长闪干流平时间，可以大幅度地减少橘纹，尤其是垂直面的橘纹。 飞散涂料雾在已喷涂涂膜表面的沉积也是造成橘纹的一个因素，应采取相应的措施防止喷涂室空气湍流和手工过喷现象。,7.2 涂膜缺陷与对策-颗粒,涂膜表面颗粒严重影响外观，对于少数微细颗粒，采用1500#水砂纸打磨修饰，颗粒多或大时，用800#水砂纸打磨后重新喷涂。涂膜表面颗粒是高级涂层（如轿车）涂层返修率高的主要原因。 引起涂膜颗粒的因素如下：作业环境灰尘多；涂料没过滤；易沉淀的涂料兑稀前搅拌不充分；或者在兑稀时未按要求逐渐兑稀，造成颜料絮凝返粗；存在溶解性差的树脂，在溶解性差的稀料兑稀时，因不溶而析出，产生树脂颗粒

9、；或者破碎的涂料皮残留于涂料中；金属底色漆生产时，铝粉浆分散不良，喷涂时产生很多颗粒；由于尘埃容易被涂层表面的静电荷吸附，面漆喷涂前最好采用离子化压缩吹静和用黏性抹布擦净。,7.2 涂膜缺陷与对策-露底,原因与措施： 选用的涂料遮盖力差； 使用前，沉降的颜料未被搅起或搅拌不充分，造成遮盖力下降； 涂料太稀，喷的太薄； 喷涂膜厚不均匀； 底漆色调反差太大，对于金属底色漆，由于金属底色漆喷涂很薄，中涂颜色最好与面漆相近。,7.2 涂膜缺陷与对策-咬底,咬底是上层涂膜喷涂时，涂料中溶剂对底层产生严重的溶胀起皱而脱离的现象。 原因与措施： 底层未干透就涂下一道。 底漆与面漆不配套，底漆涂膜易被面漆中强

10、溶剂溶胀。 面漆一次喷涂太厚，长时间滞留的强溶剂有机会大量渗入底层而溶胀起皱。施工时，可以先薄薄地喷一道，待表干后再重涂。,7.2 涂膜缺陷与对策-发白,在快干型涂料施工时，经常会出现发白现象，并使涂膜失光而不能恢复。这些涂料主要是硝基纤维素涂料、过氯乙烯涂料、磷化底漆、热塑性丙烯酸面漆等。 原因与措施： 作业环境湿度太高，溶剂快速蒸发时带走大量热量，造成局部湿膜表面温度下降至“露点”以下，使水汽冷凝渗入湿膜，产生乳化状白色膜。 涂料溶剂挥发得太快。可加入一些挥发较慢的强溶剂调整稀料挥发性。 被涂物表面温度太低。 湿膜中含有水分。 稀释剂选用不当。,7.2 涂膜缺陷与对策-拉丝,在喷涂时，涂料

11、呈丝状喷出，影响涂膜外观，容易出现这一问题的是丙烯酸涂料、氯乙烯涂料、氯化橡胶涂料、环氧树脂涂料等。 原因与措施： 涂料的施工黏度太大，雾化性不好，容易产生丝状喷出。应调整施工黏度。 稀料的溶解力不够，稀释性太差。加入强溶剂，增强稀料的溶解性能。 涂料树脂分子量太高，在正常施工固体份下，黏度很大。应增大稀释剂用量。,7.2 涂膜缺陷与对策-缩孔,当涂料表面张力与底材的表面张力相差太大时，易造成涂料对底材润湿不良，接触角变大，使涂料有保持滴状的倾向，而裸露出被涂面，孔径大小一般在0.12 mm。 原因与措施： 涂料自身原因，如涂料表面张力太大，流动性差。 底材表面有油污或水，造成涂膜润湿不良。

12、光滑的旧涂膜也容易使涂膜润湿不良。 涂料中混入油污，如压缩空气的油水混入涂料。 底漆中含有硅油类助剂或有脱模剂的塑料表面。 烘干室内空气污浊，也易造成缩孔。 湿膜被水、油和其他喷溅物所沾污。,7.2 涂膜缺陷与对策-气泡与气孔,气孔是涂膜干燥过程中，滞留于涂膜的气泡强行突破涂膜逸出时留下的泡孔。未破而使涂膜隆起的称为气泡。 原因与措施： 溶剂蒸发得太快，调整溶剂挥发性，并延长闪干时间； 底涂层未干透，还含有溶剂； 涂料黏度太高；按施工工艺兑稀； 涂料搅拌过于剧烈或搅拌后立即喷涂； 刷涂时，刷子移动得太快或刷毛太硬； 厚涂层或水性涂料烘烤时急剧升温； 被涂面残留有水分，应增设表面吹干或改善干燥效

13、果。,7.2 涂膜缺陷与对策-针孔,针孔是指涂膜表面被针尖刺过样的小孔，类似皮革毛孔，孔径约为100m。 原因与措施： 清漆精制不良，含有杂质； 涂料中溶剂挥发快，且用量较多。 颜料分散不良。 涂料表面张力大，黏度高，流动性差，气泡释放性差。 基料互溶性差，随环境温度降低而局部析出或黏度上升，易引起颗粒和针孔； 涂料长时间搅拌，形成无数微细空气泡。,7.2 涂膜缺陷与对策-针孔,针孔是指涂膜表面被针尖刺过样的小孔，类似皮革毛孔，孔径约为100m。 原因与措施： 被涂物未冷却，使湿膜溶剂急剧蒸出。 涂膜喷涂太厚，且表干太快。 作业环境湿度太高，或喷涂时有水分带入涂膜中。 闪干不充分，烘烤升温太快

14、。,7.2 涂膜缺陷与对策-发花,发花是色漆表面色调不一致，出现斑点和条纹等产生杂乱颜色的外观缺陷。 原因与措施： 色漆中颜料分散不均匀，或调色时色浆混合不充分。如灰色、浅蓝色、绿色涂料等较易出现这种问题。 稀料的溶解性差或黏度不当，不利于颜料、色浆的均匀分散。 厚涂膜上、下层发生对流，若两种颜料的密度差别大，容易发花形成六角形小花纹。,7.2 涂膜缺陷与对策-浮色,浮色是由密度相差大的颜料调配成的色漆，容易在上、下层产生颜料分布差异，使涂膜表面与内部的色调不一致。 产生原因： 湿涂膜干燥时溶剂不均匀蒸发使表面产生表面张力差而引起对流现象，这是产生浮色的驱动力。 解决措施： 减少颜料密度差别，

15、提高颜料的分散性能； 加少许硅油助剂，低表面张力的硅油薄层避免了因溶剂挥发产生的表面张力差，从而消除对流现象，对防止浮色效果显著。,7.2 涂膜缺陷与对策-渗色,渗色是底层颜色被溶入面漆中，使面层颜色被沾污而变色。 产生原因： 底层含有耐溶剂性差的有机颜料，被面漆溶剂溶解而渗入。 着色过的木材在涂装时，其着色染料易被溶解而渗入面漆中。 面漆中含有太强溶解力的溶剂，且底层干燥不够充分就涂面漆。 解决措施： 喷一道封闭涂层。含有高颜填料分，或添加片状颜填料的硬树脂涂膜，一般都有较好的封闭性。,7.2 涂膜缺陷与对策-闪光涂膜色调不均匀,金属底色漆是具有奇特装饰效果的高装饰性涂料，对施工工艺要求较高

16、，施工不当容易出现色调不均匀、闪光效果差等缺陷。 产生原因： 涂料铝粉含量太低，遮盖力差；涂料的定膜能力差；涂料的表干时间太长。 金属底色漆喷得太薄或者漏喷，显露底色。 金属底色漆喷得太厚，且厚薄不均。 “湿碰湿”工艺的间隔时间太短。 喷涂时空气压力太低，雾化不良；或空气压力太高，使片状铝粉变形。 金属底色漆应采用较低的施工固体份和施工黏度喷涂，使用专用喷枪均匀薄涂，以约8m干膜厚度薄喷两道，并经充分闪干后再罩清漆。,7.2 涂膜缺陷与对策-光泽低,这一问题包含两个方面，一是指喷涂的涂膜干燥后光泽很低；二是指新涂膜经很短时间，光泽下降的现象。 产生原因： 涂料中树脂混溶性差，涂膜雾浊而失光。

17、颜料分散不良，涂料细度或色漆的颜料体积浓度较高。 溶剂的溶解性不良。 底材粗糙多孔，对涂料吸收量大。采用封闭涂料进行封闭处理。 底涂层粗糙不平整或打磨砂纸太粗。 烘房内空气污浊；或烘烤温度太高而失光。 面漆或清漆太薄。增加面漆的厚度，对提高光泽、平整度和整体装饰性都有极大好处。 面漆未干透就抛光修饰。,7.2 涂膜缺陷与对策-剥落,这是由于涂膜附着力或层间结合力很差，造成局部，甚至是全部剥落的现象。 产生原因： 涂装前处理不当，表面残留油、水或脱模剂；或有色金属未进行适宜的表面处理。 底材表面太光滑。 底涂层放置太久，重涂间隔时间太长，或涂层烘烤过度，影响自身附着力和面层结合力。 旧涂膜表面未

18、经打磨直接涂装。 底漆不配套，造成层间结合力差。 未涂底漆直接在底材上刮涂腻子。 第七含有硅油类助剂，影响重涂涂膜的浸湿结合力。 有色金属、塑料表面的预涂底漆选用不当。,7.2 涂膜缺陷与对策-剥落,这是由于涂膜附着力或层间结合力很差，造成局部，甚至是全部剥落的现象。 采取措施： 采用适宜的涂装前表面处理。强化脱脂效果；磷化膜要细致、不宜太厚；对难以涂装的表面适当进行打磨粗化处理。 完善施工工艺规范，把握好涂装工艺的顺序和涂装间隔周期，掌握好烘烤工艺条件。 对特殊底材采用专门的预涂底漆来打底。例如，铝合金和镀锌板表面采用锌黄底漆、锶黄底漆或磷化底漆薄涂打底；改性聚丙烯制品表面采用附着力增进剂（

19、俗称塑料底漆）薄喷，都能有效地提高涂层附着力。,7.2 涂膜缺陷与对策,以上都是涂料在施工过程中经常出现的缺陷。 在涂装产品的使用过程中，涂膜还会发生褪色、粉化、起泡、开裂、发脆、脱落、生锈等问题。这些问题同样也受涂装作业过程中的施工操作的影响，但在很大程度上是受涂料品质的制约。,7.3 涂装污染治理,涂装作业过程中，排放出大量的废气、废水和部分的废渣。 废气：溶剂挥发，VOC。 废水：主要来自于涂装前处理工段（脱脂、酸洗、磷化、氧化及钝化废水），尤其是电泳涂装废水。在喷涂和湿打磨工段也产生一定量的废水。 涂装作业排放的废水中的污染物包括：酸碱、油污、磷酸盐、氟化物、重金属离子、溶剂、涂料粒、

20、化学耗氧物等，分别对环境产生各种危害。,7.3 涂装污染治理-废水处理,废水治理方法。 凝集沉淀法 上浮分离法 离子交换法 膜分离法,7.3 涂装污染治理-废水处理,涂装前废水治理 金属表面处理工序主要有酸洗、碱洗、表调、磷化及钝化封闭后处理。 碱性脱脂废液：破乳、油水分离、水质净化 酸洗废液：pH1，可用石灰乳、CaCO3、Na2CO3、NaOH进行中和至pH 69。此时金属离子易形成氢氧化物而沉淀析出。但悬浮物的处理稍麻烦，可采用凝集剂凝集沉淀和破乳分离。 磷化处理废液：主要处理项目是pH值、悬浮物、PO43-及金属离子。采用石灰中和，即可大部分除掉。 表面调整废液：PO43-及TiO2+

21、， pH9，主要处理磷 钝化封闭废液：处理项目为pH值、Cr6+、Cr3+、悬浮物。,7.3 涂装污染治理-废水处理,涂装前废水治理 一般来说，水洗废水，浓度都较低，通常用简单处理即可。但严格来说，各废水都应按三级处理方式进行。 一级处理：用机械方法或简单化学方法进行预处理，使悬浮物沉淀，并中和酸碱度。 二级处理：采用生物处理或添加凝集剂，使可分解、可氧化的有机物经生化处理而消纳；或使油污、悬浮物经破乳、凝集而分离。 三级处理：采用活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗析和化学氧化等对难分解、难处理的有机物、无机物进行深度处理，经三级处理，可使废水、废液都能达到排放标准。,7.3 涂装污染治理-废

22、水处理,电泳涂装废水治理 在电泳涂装以后，尽管采用超滤闭路循环冲洗，但最后用的去离子水要定期排放，排放水中含有0.3%0.4%固体份的电泳涂料胶体物。 为了避免胶质在排水网路中凝集、沉淀而堵塞，直接将电泳废水排入转移池，再经由涡流反应器、气浮槽、PE微孔过滤器、板框压滤机，将胶质物分离。,7.3 涂装污染治理-废气处理,废气治理方法 吸附法 吸收法 直接燃烧法 催化燃烧法,7.3 涂装污染治理-废气处理,低VOC排放涂装体系 建筑领域的低VOC涂装体系对策 钢铁结构件的低VOC长效腐蚀防护涂装体系 船舶领域的低VOC涂装体系 汽车维修领域的低VOC涂装体系 新车的低VOC涂装体系 家电、金属制

23、品领域的低VOC涂装体系,7.4 涂装作业安全、卫生,涂装生产过程中大部分使用的涂料都是易燃易爆品，因此静电喷涂、静电喷粉，涂料输送、搅拌过程中的静电积集都易引起火灾事故。在设备维修时或电器设备产生的火花，也易引起燃爆。 在涂装生产过程中，产生的大量涂料雾、溶剂蒸气，粉尘，涂装前处理产生的酸雾、氮氧化物气体，喷砂抛丸除锈粉尘、锌雾及重金属铅等，都对操作人员产生直接的身体伤害。 涂装作业安全规程的相关标准如下：GB 7691-87、GB 6514-95、GB 7692-87、 GB 7692-99、 GB 14443-93、 GB 14444-93、 GB 14773-93、 GB 12367-90、 GB 15607-95、 GB 12942-91,7.4 涂装作业安全、卫生,涂装生产区域，由于使