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水性富鋅底漆的無氣噴漆技術

淳彩新聞

水性富鋅底漆的無氣噴漆技術

所屬分類:疑難解答
來源:
發布時間: 2019/01/19 09:26

  目前,在國家政策、法規的促進下,重防腐涂料、涂裝的節能環保水平得到了迅速的發展。新穎的水性、高固含(低VOC)、

  目前,在國家政策、法規的促進下,重防腐涂料、涂裝的節能環保水平得到了迅速的發展。新穎的水性、高固含(低VOC)、粉末、光固化等環保型涂料應用在船舶、集裝箱、石化(包括海洋工程)、電力、橋梁(包括碼頭)、鐵道、建筑鋼結構等重防腐行業。2015 年,包括水性重防腐涂料在內,重防腐涂料產量估計為280 萬t 以上,比2014 年增加15%以上,其中水性涂料占3%。重防腐涂料、涂裝的先進性代表了國家涂料制造及應用技術的發展水平。

  總體來說,我國在新穎重防腐涂料的制造技術上,不比國際大公司落后,但在重防腐涂料施工性能和涂裝技術研究上卻落后很多。特別是在水性富鋅底漆的無氣噴漆技術上,國內有的廠家雖成功開發了各種水性富鋅涂料,甚至拿到了國家獎勵,卻因無氣噴漆噴不出來,而不能用在重防腐行業中,造成資源浪費。

  1 無氣噴漆法

  無氣噴漆法是水性富鋅涂料最主要噴涂法。

  1.1 工作原理

  無氣噴漆法是噴漆機以壓縮空氣或電力作動力驅動液壓泵,將涂料吸收并加壓至一定的壓強 (11.0~40.0 mPa),再通過高壓軟管、噴槍和特制硬質合金噴嘴,高壓漆流離開噴嘴時,速度達到100 m/s。隨著沖擊空氣和高壓的急劇下降,涂料膨脹而分散霧化,涂覆在鋼材表面。因涂料霧化不用壓縮空氣,所以稱為無氣噴涂。

  1.2 特點

  (1)使用范圍廣泛。除了預涂和修補,采用刷涂外,重防腐涂裝行業中,均需采用無氣噴漆機進行涂裝。隨著涂裝技術的發展以及各種高性能涂料問世,各種不同的無氣噴漆機被研制,不僅適用于特殊的防火涂料,還適用于所有重防腐涂料包括水性富鋅涂料;不僅在鋼結構上噴涂,還可在混凝土上噴涂。

  (2)涂裝的效率高。鋼結構制造業一般是流水線作業,只有無氣噴涂才能適應生產的需要,特別在船舶、橋梁的鋼材預處理和集裝箱的涂裝,都已采用了無氣噴漆的自動化流水作業,涂裝效率高。近期,開發的一機多槍的無氣噴漆機,施工效率更高。

  (3)涂層質量高。無氣噴漆時,噴射霧化的涂料中不含空氣、油、水等雜質,涂層質量好。加上涂料壓力高,滲透性強,在縫隙、棱角處也能形成附著力較好的涂層。

  (4)環保、節能效益明顯。無氣噴漆機可噴涂高固含,VOC 低的涂料,不加或加少量稀釋,一次噴涂即可達到較高的膜厚;同時能有效控制膜厚,減少損耗。

  1.3 類型的選擇

  對于水性富鋅涂料的無氣噴漆應采用獨特的專用噴漆機,目前專用機尚未完全普及。JPT3552 無氣噴涂機為重慶機械廠研發的專噴水性有機、無機富鋅底漆。國外生產的水性涂料專用噴漆機的主要構件是用不銹鋼材料。圖1 為兩種型號無氣噴涂機。

  專噴水性有機、無機富鋅底漆無氣噴涂機JPT3552 具有:(1)采用機械換向氣動馬達、集成塊式設計,適合流水線連續作業;(2)流量大、行程長、運行頻率慢,磨損小;(3)壓力脈動小,涂膜層均勻,涂裝質量好;(4)涂料缸內壁采用陶瓷材料,涂料不易附著在缸體內壁及其他通道;

  (5)采用升降式直插吸入。表1 列出其技術參數。

  由于水性富鋅底漆有較高的鋅粉含量,沉淀速度快、易結塊,損壞無氣噴漆機的壓送結構,必須采用富鋅專用無氣噴漆機。它的特點是:

  (1)高壓泵如加壓活塞與連桿運動速度慢,降低壓送機結構磨損;

  (2)配備專用的攪拌裝置,邊攪拌邊噴漆;

  (3)壓送機械等都采用特殊的耐磨材料,并配合專用的噴槍、噴嘴和高壓軟管也有較高的耐磨性;

  (4)壓縮空氣進氣管與涂料輸出管孔徑較大,涂料的輸送量也大;

  (5)加壓活塞系統與高壓柱塞系統設計成分體式結構便于清洗,保養與更換損件。常用溶劑型富鋅無氣噴氣機品種

  有:

  (1)Graco公司BULLDOG,壓縮比33︰1;

  (2)WIWA 公司4403238032,壓縮比32︰1;

  (3)長江機械廠GPT 9C、GPT 3256C、CP 32560CF,壓縮比32︰1。在溶劑型與水型富鋅漆交替使用時,須認真進行無氣噴漆機的清洗。清洗時,應該先將泵體的機濾器和噴嘴的濾芯清洗干凈。還需注意:

  (1)當噴過溶劑型涂料的無氣噴漆機,須噴涂水性涂料時,先用涂料的稀釋劑清洗兩次,再用溫熱的自來水(30℃~35℃)清洗后,才可以噴涂水性混合料;

  (2)當水性混合料更換噴涂溶劑型涂料時,先用溫熱的自來水(30℃~35℃)清洗,再用涂料的涂料的稀釋劑清洗兩次,才可以噴涂溶劑型涂料。2 提高水性富鋅底漆的施工性能提高水性富鋅底漆的施工性能是涂料廠的責任。

  2.1 施工性能的定義

  重防腐水性富鋅底漆的施工性能是由富鋅底漆的內在品質所決定的,它是水性底漆的技術指標之一,是確保產品可靠性的關鍵,是涂裝工藝設計的基礎。施工性能包括:對表面處理的要求、無氣噴漆的技術條件、環境溫度和濕度、干燥時間與涂裝間隔、熟化時間與混合使用期、專用稀釋劑類型和稀釋比、覆蓋率。水性富鋅底漆與溶劑型富鋅底漆在施工性能上有較大的差異,見表2。

  2.2 施工性能的環節

  2.2.1 分類

  在中國市場上,目前使用的水性富鋅涂料有兩大類:水性無機富鋅和水性有機富鋅底漆,其中以水性雙氧富鋅底漆為主。不同類型的水性富鋅底漆有不同的施工性能,鋅粉含量高于80%的水性無機富鋅底漆最難進行無氣噴漆。盡量選擇防腐性能優異,又有較好施工性能的水性富鋅涂料。

  2.2.2 改進涂料配方,提高施工性能

  不同廠家生產的水性富鋅底漆因成膜樹脂、原材料來源、配方成份、鋅粉含量等各不相同,施工性能也有很大的差異。特別是磷鐵粉的加入能提高水性無機富鋅底漆的施工性能。無氣噴漆時,加入磷鐵粉的水性富鋅底漆容易,攪拌均勻,噴漆流暢;一次噴漆可達較高膜厚。并可降低涂層龜裂趨勢;實驗證明,水性富鋅底漆中添加適量的磷鐵粉,可不使用封閉底漆。但必須經過試驗,磷鐵粉的加入量一般控制在15%以內,以免影響防銹性能。

  2.2.3 產品說明書的編制

  水性富鋅涂料廠應要把要把ISO 12944 國際標準和國標GB 9961-1998 編寫相應的說明書。每種涂料都有一份涂料說明書,除了產品說明、各項物理參數、最主要包括施工說明。如產品干燥時間、混合使用期、涂裝間隔、使用方法、無氣噴漆的技術參數,這些是涂裝設計的基礎,是保證涂層質量的關鍵。

  2.2.4 派遣涂裝技術服務人員

  涂裝技術服務人員到施工現場,這是涂料產品增值的主要內容。國際品牌公司、國內的“三峽”“魚童”等公司都配有技術服務部和專職人員,具備 NaCe、FroSo、涂裝檢驗員證書或相關行業的涂裝工程師證書。專職人員不僅要熟悉本公司涂料產品,而且要熟悉涂裝工藝的每個環節;配合涂裝總承包進行涂裝設計、指導施工人員進行現場操作、不讓不合格產品交付和轉序、實施系列涂裝管理。如耗漆量、膜厚、涂裝工藝條件等方面管理,溝通設計、業主、總包、涂裝分包、監理的關系。在一般情況下,技術服務部的費用開支約占成本的12%,是節能環保的關鍵。

  3 水性富鋅底漆施工的關鍵技術

  3.1 水性富鋅涂料對鋼材表面處理的要求

  鋼材表面處理 質量的好壞,對底漆漆膜質量的影響程度要達到50%。水性涂料對表面處理的要求比溶劑型涂料要高。

  3.1.1 除銹等級

  3.1.2 粗糙度

  水性富鋅涂料對機械除銹后的粗糙度值要求較高,特別是水性無機富鋅底漆Rz≈50~75 μm;在磨料的選擇和配合度上,應適當增加棱角鋼砂的份額,使粗糙度的形狀成尖銳狀(圖1),以增加水性富鋅底漆與鋼材的附著力。

  3.1.3 清潔度

  待涂鋼材表面必須干燥、無灰塵和其他污染。無論水性無機富鋅底漆還是水性環氧富鋅底漆,處理后的鋼材表面都不允許有油污存在。在筆者是的工作實際中,多次碰到因鋼丸帶油污而使水性富鋅底漆脫落的嚴重事件。

  3.2 鋼結構表面的缺陷處理及預涂裝

  針對水性富鋅涂料具有尖銳邊緣高收縮性的特性,對于鋼構件表面的切割、電焊縫等尖銳邊緣實現仔細摸出圓角;對于點焊、鉚釘接縫、跳焊部位尖銳邊角等,均需采取預涂措施:(1)自由邊——鋼材自由邊上的尖角毛刺,用砂輪打磨至r=2 mm 的圓角;(2)切割邊——切割邊的峰谷差超過1 mm 時,打磨到1 mm 以下,堅硬的熔渣表面要進行打磨處理;(3)咬邊——焊縫上深為0.8 mm以上的咬口,進行補焊處理;(4)飛濺——焊接產生的飛濺要打磨光順;(5)剝落——鋼材表面的剝落,用砂輪修整;(6)凹坑——深度在0.8 mm 以上的要補焊處理;(7)焊縫——焊縫接頭,以及表面有2 mm 以上的突出或有鋒利突出時,砂輪打磨光順;(8)切割面——盡管光順,但是由于非常堅硬不利于噴砂,要先打磨掉表層。重防腐涂料的涂裝工藝,預涂是關鍵和瓶頸,一般在表面缺陷處理后,馬上進入預涂裝階段。圖2為“振華”港機在鋼梁內部的預涂裝,使用的是美國TENEC 環氧厚膜型水性涂料。水性涂料施工中,所有構件的接頭等都應緊閉,以免水分進入。預涂工作應十分仔細與到位,這方面教訓十分深刻

  3.3 無氯噴漆的技術要點

  3.3.1 噴漆壓力的控制

  水性環氧富鋅的噴漆壓力明顯小于溶劑型環氧富鋅底漆,而一般狀況下,水性無機富鋅底漆的噴漆壓力要小于水性環氧富鋅底漆。以鋅粉含量在80%的水性無機富鋅為例,噴漆壓力應為11.0 mPa,采用重慶長江機械廠GPT 9C 無氣噴漆機,進風壓力應控制在0.35 mPa。噴漆壓力若超過15.0 mPa,底漆鋅粉會堵塞噴嘴,無法繼續噴涂施工。在國際品牌的涂料說明書中都有水性富鋅涂料的噴漆壓力要求,國內只有上海門普萊新材料有限公司的水性無機富鋅底漆的說明書上有噴漆壓力的要求。

  3.3.2 噴漆的選擇與及時調換

  根據水性富鋅底漆的規定膜厚和待涂鋼結構的形狀,選擇合適孔徑大小和噴嘴,這是保證涂層質量和耗漆量的關鍵。由于材質上的差異,噴嘴推薦采用國外廠家(如Graco、WIWA、Wagner 等公司)的產品,若采用重慶長江機械廠生產的,一定要選用富鋅底漆Z 型專用噴嘴。在施工中,并隨時注意孔徑和噴嘴的變化。噴水性富鋅底漆的噴嘴磨損嚴重,噴孔變大變圓,流量增大,不僅會嚴重影響漆膜的外觀質量及膜厚質量而且成倍增加耗漆量。表5列出噴嘴的磨損和噴涂流量的關系。

  3.3 無氯噴漆的技術要點

  3.3.1 噴漆壓力的控制

  水性環氧富鋅的噴漆壓力明顯小于溶劑型環氧富鋅底漆,而一般狀況下,水性無機富鋅底漆的噴漆壓力要小于水性環氧富鋅底漆。以鋅粉含量在80%的水性無機富鋅為例,噴漆壓力應為11.0 mPa,采用重慶長江機械廠GPT 9C 無氣噴漆機,進風壓力應控制在0.35 mPa。噴漆壓力若超過15.0 mPa,底漆鋅粉會堵塞噴嘴,無法繼續噴涂施工。在國際品牌的涂料說明書中都有水性富鋅涂料的噴漆壓力要求,國內只有上海門普萊新材料有限公司的水性無機富鋅底漆的說明書上有噴漆壓力的要求。

  3.3.2 噴漆的選擇與及時調換

  根據水性富鋅底漆的規定膜厚和待涂鋼結構的形狀,選擇合適孔徑大小和噴嘴,這是保證涂層質量和耗漆量的關鍵。由于材質上的差異,噴嘴推薦采用國外廠家(如Graco、WIWA、Wagner 等公司)的產品,若采用重慶長江機械廠生產的,一定要選用富鋅底漆Z 型專用噴嘴。在施工中,并隨時注意孔徑和噴嘴的變化。噴水性富鋅底漆的噴嘴磨損嚴重,噴孔變大變圓,流量增大,不僅會嚴重影響漆膜的外觀質量及膜厚質量而且成倍增加耗漆量。表5列出噴嘴的磨損和噴涂流量的關系。

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