內(nèi)容提要:介紹自泳漆最新工藝進展和在客車制造業(yè)表處理工序的升級使用。
關(guān)鍵詞:自泳漆工藝 客車制造表面處理 廢水治理
隨著我國城鄉(xiāng)經(jīng)濟快速發(fā)展,城市化進程和高等級公路建設(shè)速度的加快,承擔(dān)城鄉(xiāng)人民日常生活、運輸任務(wù)的客車越來越受到社會的重視。社會上對高質(zhì)量客車需求的緊迫性對客車制造企業(yè)產(chǎn)生巨大壓力。經(jīng)近年市場競爭,企業(yè)改制和重組,我國客車行業(yè)已形成年產(chǎn)10余萬輛大中型客車能力,已接近或超過世界上一些著名客車生產(chǎn)國家,但是在客車制造工藝上距世界先進制造技術(shù)還有一定差距,體現(xiàn)在客車造型,車身防腐、密封、涂裝、精細裝配等幾方面。
1 國內(nèi)、外客車表處理和自泳漆使用狀況
在20世紀(jì)70年代,美國Achem公司發(fā)明了自動沉積涂料(即自泳漆)并應(yīng)用于工業(yè)涂裝工藝上,隨后美國、歐洲、日本把這項新工藝應(yīng)用于汽車工業(yè)表處理上。由于轎車工業(yè)的大批量規(guī)范化生產(chǎn)特點,這些國家在此工藝基礎(chǔ)上發(fā)明并采用陽極電泳與陰極電泳工藝,提高了汽車制造中表處理速度與涂層覆蓋質(zhì)量。當(dāng)然,隨之也帶來支出昂貴、生產(chǎn)成本高以及污染治理復(fù)雜等問題。與轎車相比,客車更突出個性化,它的生產(chǎn)是批量小,品種多,特別在當(dāng)今世界,環(huán)境保護越來越受到重視,所以在世界各國的客車生產(chǎn)中對鋼質(zhì)車身的表處理開始了新一輪的自泳漆工藝,并在原工藝基礎(chǔ)上,有不少發(fā)明專利,形成新一代自泳漆工藝。它操作簡便,管理方便,對原子灰、中涂漆配套性好(可以不要高檔的或特別的中涂漆)與鋼鐵表面附著力強,漆膜柔順性好,外觀平整、細膩,焊接性、導(dǎo)電性均好。同陽極電泳、陰極電泳相比,成本低,無公害、環(huán)保效益好,是一種環(huán)保型的表處理工藝。
國內(nèi)汽車行業(yè)采用自泳漆工藝是從20世紀(jì)90年代后期開始的,當(dāng)時一些油漆涂料生產(chǎn)企業(yè)試制生產(chǎn)了自泳涂料漆用于汽車行業(yè),走了一些彎路,所以這個新工藝用用停停,絕大多數(shù)企業(yè)是應(yīng)用磷化、噴涂底漆或浸漆工藝,少數(shù)企業(yè)用噴砂或手工除銹除油,噴涂底漆的工藝,轎車與微車生產(chǎn)企業(yè)大多采用陰極或陽極電泳工藝。近年來,隨著自泳漆深入研究、開發(fā),第二代自泳漆出現(xiàn),開始在汽車生產(chǎn)企業(yè)重新應(yīng)用,取得較好成果。
2 自泳漆處理工件的機理
自泳漆是一種水性乳膠漆,不同于一般的有機溶劑漆,也不同于電泳漆。自泳漆是靠化學(xué)能將成膜物質(zhì)復(fù)蓋在鋼鐵制品表面形成涂層,經(jīng)烘烤形成漆膜。鋼鐵表面只需除銹除油即可泳上涂層,不需磷化處理,因為它是水溶性涂料,以水為分散劑,不含有機溶劑,在烘干過程中排出水蒸汽,不會有有機溶劑排出,也不存在火災(zāi)危險大的隱患,所以屬安全環(huán)保型涂料。操作方便,勞動生產(chǎn)率高,涂層均勻,質(zhì)量好,無死角。
其自泳機理是:
Fe(工件)+2HF→Fe2++H2↑+2F-
2FeF3+Fe(工件)→3Fe2++6F-
Fe2++樹脂→Fe-樹脂
2Fe2++H2O2+2HF→2Fe3++2H2O+2F-
2Fe3++6F-→2FeF3(形成的FeF3循環(huán)反應(yīng))
第二代自泳漆能使Fe3+含量在一定范圍內(nèi)保持不變,所以它比第一代產(chǎn)品更穩(wěn)定,涂層質(zhì)量好,與原子灰、中涂漆配套性好,不會起泡、脫層、發(fā)膠等。
3 自泳漆工藝流程和注意點
自泳漆工藝流程見下面方框圖:
除銹→水洗→除油→水洗→活化→水洗→純水洗→自泳→漂洗→鈍化→烘干
工件表面一般都有銹痕和油污,這些物質(zhì)會阻止涂料與鋼鐵制件表面的結(jié)合,必須清除掉,所以必須先除銹,經(jīng)清水沖洗再放入池子除油,取出后再用清水沖洗,經(jīng)活化表面后再用純水洗,洗凈后入自泳,泳上漆層后再經(jīng)漂洗、鈍化,使涂膜均勻美觀,最后進烘干室烘干成漆膜。操作時工件在各個槽內(nèi)的時間要視氣溫、濃度掌握。
4 自泳漆的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量要求
漆膜的外觀:黑色、平整;
漆漠厚度:20±5祄;
附著力:1級(GB1720);
柔韌性:<1mm(GB1731);
抗沖擊強度:50kgf/cm2(GB1732);
耐汽油性:72h漆膜失光,240h漆膜不起泡(GB1743);
耐溶劑性:甲苯24h失光,大于24h漆膜膨脹,但不起泡不脫層;
耐硝基漆性:不咬底,不滲色;
耐酸性:1N H2SO4 240h不起泡,不脫落(GB1763);
耐堿性:1N NaOH 48h輕微失光(GB1763);
耐鹽霧性:5% 15周期6級(ASTMB117)。
5 廢水處理
自泳漆生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢水有二種,第一種是工件處理過程中飛濺、滴漏的工作液和清洗槽用久后更換下來的廢水,這種廢水處理方法是:廢水歸集到水溝→石灰沉淀池→砂濾池→中和池→沖氣池(氣浮分離池)→清水池。到清水池的水PH值在前到8,此水經(jīng)水泵打到清水槽循環(huán)使用,如不達標(biāo),再泵回中和池,達標(biāo)后的水不循環(huán)用也可通過污水道排出。第二種廢水是除銹、除油,活化槽內(nèi)的浴液在更換時抽出的廢液,由專業(yè)廢水處理工廠處理。
6 結(jié)束語
自泳漆新工藝是客車生產(chǎn)中表面處理的一種好方法,投入少(相對陰極電泳和陽極電泳而言)操作簡便,產(chǎn)品質(zhì)量好,保存時間長,涂層無死角,同原子灰、中涂漆、面漆無不良反應(yīng),配套性好,解決了客車生產(chǎn)中很不易解決的防腐蝕問題。我公司經(jīng)使用此新工藝以來情況良好。