自泳涂装生产线及涂装工艺参数分析

1.自泳涂装的工艺流程

几种涂装方式工艺控制对比见表12-5。

表12-5 几种涂装方式工艺控制对比

（1）国外的自泳涂装工艺流程 自泳涂装与电镀或粉末涂覆相比，工艺过程比较简单，具有很好的经济性。自泳涂装生产线的主要配置为可编程的提升、转换和传送线，工艺流程中共有八道工序，每道工序的名称和温度范围如下：

第一个工序：碱性喷洗（71～93℃）；

第二个工序：碱性浸洗（71～93℃）；

第三个工序：自来水漂洗（21～38℃）；

第四个工序：去离子（DI）水漂洗（22℃）；

第五个工序：自动电泳涂覆（22℃）；

第六个工序：自来水漂洗（22℃）；

第七个工序：自动电泳反应漂洗（21～60℃）；

第八个工序：烘烤/固化炉（温度取决于所用技术）。

自泳涂料工艺在涂覆前不需要磷化处理工序。此外，在使用国外800和900系列自泳涂料时，可免除含重金属的后处理工序。免去磷化工序可大大节约占地空间、能量和操作成本，可使整个涂装工艺过程中不含有毒金属。

图12-3所示为典型的自泳涂装生产线。

图12-3 自泳涂装生产线

（2）国内常用的自泳涂装工艺流程

1）工艺流程。预脱脂→脱脂→热水洗→水洗→除锈→水洗（两道）→纯水洗→自泳→水洗→后处理→固化。

2）工艺说明

①预脱脂、脱脂：工件表面一般都有油污、锈痕、污渍和杂质，这些物质会阻止涂料与钢铁工件表面的结合，必须清除掉。

②去锈：除去工件表面上的铁锈、氧化物等。

③纯水洗：清除工件表面上的杂质离子，防止污染自泳涂料槽液。

④自泳：涂装过程，通过化学反应，形成涂膜，膜厚主要由时间、温度、固体含量等控制。(www.xing528.com)

⑤后处理：通过钝化提高涂膜性能。

⑥固化：蒸发湿膜中的水分，使涂膜发生聚合反应，形成均匀、致密、平整的涂膜。

2.自泳涂装的后处理

自泳涂料的湿膜附着力相对较差，涂膜烘干后容易出现返锈现象，难以保证涂膜的耐蚀性。目前的自泳涂料在涂装过程中需要铬钝化处理。而铬钝化本身毒性较大，又污染环境，不能随意排放，应用时受到限制，不利于自泳涂料的推广。研究人员利用高分子合成工艺，采用接枝共聚的方法，在大分子链中接入可反应性官能团，制得了一种新型自泳涂料后处理剂。该处理剂固体含量为8%～12%（质量分数），pH值为7.0～8.2，具有无毒、无味、无色等优点。不仅有助于提高涂膜的附着力、光泽度，而且防止了涂膜的返锈，增强了涂膜的耐蚀性。随着后处理剂含量的提高，附着力不断得到提高，但其质量分数大于1.5%时，对试片的成膜有一定的影响。因此，其质量分数应控制在0.7%～1.2%，pH值控制在6～7，这样不仅有助于保证涂膜的附着力，具有较好的光泽，而且不会影响涂膜的外观。随着后处理时间的延长，附着力得到提高，且对试片的涂膜外观无任何不良影响。

低温烘烤自泳涂料的化学后处理的对比见表12-6。

表12-6 低温烘烤自泳涂料的化学后处理的对比

由表12-6可以看出，新型钝化剂能够提高涂膜的附着力、光泽度、交联度和耐蚀性，防止涂膜出现的返锈现象。

3.自泳涂装的工艺参数

不同厂家自泳涂料的涂装工艺参数有着一定的差异。表12-7列举了三种自泳涂料的涂装工艺参数。

表12-7 自泳涂装工艺参数

4.槽液管理（以自泳866为例）

1）检查涂装预处理的质量，每天检查纯水洗槽内的pH值和电导率，使工件滴落于自泳涂料槽内的水的电导率小于50_μS/cm。

2）采用净值法测量固体含量，将其控制在5.0%～7.0%（质量分数）。

3）槽温控制在20～22℃。槽温过低，会降低反应速度，使涂膜厚度变薄；温度过高，会破坏自泳涂料槽液的稳定性。

4）电导率的变化可以反映槽液的污染程度和铁离子的含量。正常值应小于4500_μS/cm。

5）ORP氧化还原电位控制在300～400mV，每2h检测一次，用H₂O₂调节氧化还原电位，容易实现自动控制。

6）氟离子浓度必须每2h检测一次，数值控制在125～300mg/L。因氟离子参与反应，浓度易发生变化，通常采用定时添加的方法来解决。

7）每班检测一次铁含量，正常值为28～36mg/L。

5.废水处理

自泳涂料生产线产生的废水有两种。第一种是工件处理过程中飞溅、滴漏的工作液和清洗槽用久后更换下来的废水。这种废水处理方法是：废水归集到水沟→石灰沉淀池→砂滤池→中和池→冲气池（气浮分离池）→清水池。到清水池的水的pH值达到8，此水经水泵打到清水槽循环使用，如不达标，再泵回中和池。达标后的水如不循环用，也可通过污水道排出。第二种是除锈、脱脂过程中产生的废水，以及活化槽内的浴液在更换时抽出的废液，由专业废水处理工厂处理。