钢桶环保型涂装新技术和新设备

文/王敏

环境是人类赖以生存和发展的空间, 是物质和能量的唯一来源。然而, 环境的空间是有限的, 自然资源也是有限的。现有的环境和资源, 不允许人们无限制地开发、生产与消耗, 更不允许人们无节制地污染和破坏。

钢桶作为包装工业的一大分支, 近年来有了很大的发展, 但同时也带来了很大的环境污染, 尤其是钢桶涂装生产过程中的环境污染最为严重。钢桶涂装产生的大量废水、废气、废渣, 主要来自涂装前表面除油、除锈、磷化、钝化等化学处理方法, 以及在涂装过程中有机溶剂和漆雾的飞散, 涂装干燥过程中的溶剂挥发等。现代涂装技术正是在这些方面采取各种措施, 减少对环境的污染, 使钢桶涂装技术及设备向着全面“绿色化”的方向发展, 重点是要改变目前先污染后治理的现状。

钢桶环保型涂装新技术

1、高压无气喷涂技术

高压无气喷涂用于涂装生产, 使传统的空气喷涂技术又向前发展了一步, 提高了涂装质量和效率, 减少了空气喷涂方法的环境污染, 改善了操作条件。高压无气喷涂是通过高压无气喷涂机使涂料以很高的压力喷出,涂料被强力雾化喷至被涂钢桶表面上。整个喷涂过程中, 因涂料雾化喷涂不与空气接触, 喷涂的涂料压力大,喷出的速度快, 雾化效果很好。为使用高粘度少溶剂的高固分涂料提供了可能性, 雾化涂料与溶剂飞散少, 因此, 环境污染和劳动条件得到了改善。

2、静电喷涂技术

静电喷涂技术是在传统的空气喷涂技术的基础上,把高压静电应用于喷涂技术。高压静电发生器产生的负高压电, 通过带来锐边的杯状喷枪、圆盘式喷枪、前端带有放电针等结构型式的高压静电喷枪, 将负高压静电释放到与被涂钢桶接地为阳极的涂装空间。在两极间形成高压静电场, 靠气体电离的电晕放电, 并由高压静电喷枪等将涂料喷到高压静电场内, 通过高速旋转的旋杯、圆盘、压缩空气静电喷枪等雾化涂料, 在进入静电场内又被过细雾化, 并使之带上负电。在电场力的作用下, 雾化并已带上负电的涂料微粒, 沿着喷杯、圆盘喷枪旋转的切线方向, 并同电场力的方向, 合并直飞向被涂钢桶( 阳极) 表面, 被均匀地吸附在表面上。静电喷涂好后的涂层经干燥后形成均匀、光泽丰满、平整光滑的附着牢固的涂层。静电喷涂易形成机械化、自动化流水的生产,涂装效率高, 质量好, 涂料利用率比空气喷涂高30%~40%。受电场力吸引, 雾化涂料、有机溶剂不飞散, 并可实现自动喷涂, 明显地改善了环境污染, 改善了操作者的劳动条件。

3、粉末涂装技术

粉末涂装技术首次实现了无溶剂无毒的干法涂装生产, 一次性涂装可达溶剂型涂料多道涂装的涂层厚度, 过涂的粉末涂料可以回收, 基本上无环境污染。一次性涂装生产周期短、节省能源和原材料, 设备操作方便,施工安全, 工艺过程简单, 极易实现自动化流水线生产。涂层质量高, 产量大, 成本降低, 技术经济效果显著提高。目前粉末涂装多采用粉末静电喷涂法和粉末静电振荡涂装方法。它是以被涂钢桶接地为阳极, 在固定的涂装粉室、粉末容器内设置电极为阴极。外接电源接以负高压静电, 在两极间形成高压静电场, 产生的电晕放电使粉末粒子带上负电, 沿电场力线方向阳极被涂钢桶表面吸附其粉末形成一层均匀的沉积粉末层, 干燥成膜形成涂层。

近年来, 粉末涂装特别是粉末静电喷涂技术应用正呈现上升趋, 国家也在推广应用干扰无污染的粉末涂装新工艺, 向传统的溶剂型涂料与涂装技术提出了强有力的挑战, 成为一次涂装技术革命, 粉末涂装技术比起广泛应用的电泳、静电喷溶剂型涂装的先进涂装技术, 有着更强大的生命力, 它使涂装技术向着更高要求发展。如: 无溶剂、无污染或低污染、施工操作简便、无毒、涂装质量高、周期短、节省能源、完全实现自动化流水线的涂装生产、技术经济效益不断提高等。这又必将有力地推动涂装技术的发展, 促进涂装技术彻底大改革的过程。

钢桶环保型涂装新设备

1、空气喷涂设备

空气喷涂是传统的涂装方法, 设备经多年的更新换代仍然是较简单的, 只是喷枪在不断地更新结构, 出现了一些新的类型。现在国内外把涂装的环境污染、危害健康等问题作为国策并以法律形式提到重要的位置上,所以喷涂设备的更新已经是迫在眉睫, 需要加快研制的步伐。其主要设备如喷涂室、通风装置、压力供料设备、空气动力与油水分离器、传输机等设备的更新与现代化。现代的喷涂室较有特色并符合环境保护的是: 水帘式、水旋式、喷淋式、净化喷涂室等。具有现代喷涂室较好的通风装置, 大多数在引风气流通道上设置雾化飞散涂料的过滤装置, 应用较广的是折流挡板, 网格过滤器,或者设置小型吸附装置。

2、高压无气喷涂设备

国内应用较多的高压无气喷涂设备有气动、电动式两种配套设备。电动式高压无气喷涂机由隔膜泵、单机电机及喷枪等组成。由电机驱动柱塞油泵、油压控制膜泵进行工作, 吸附器吸入涂料后, 通过高压柱塞泵增压,以很高的压力( 1800~2200N/cm2) 喷出到达被涂钢桶表面, 可喷涂的涂料粘度最高达200S左右, 为高固体分涂料涂装使用的理想设备。它节省能源、涂装效经高,比空气喷涂高10倍左右。近年来, 将高压静电喷涂技术应用于高压无气喷涂技术设备中, 高压静电发生在安装于高压无气喷涂枪的枪体上, 使已具有很高压力的涂料, 在喷出时带上负电荷, 在喷枪与被涂钢桶阳极之间形成高压静电场, 使已高度雾化的涂料微粒得到进一步雾化, 在喷涂时产生静电吸附, 涂料均匀牢固地被吸附在被涂钢桶表面上, 形成优良的涂层, 减少了过喷雾化涂料的飞散, 进一步提高了喷涂效率, 节省材料, 喷涂质量好, 减少环境污染, 为高压无气喷涂技术带来了更广阔的应用发展前景。

3、静电喷涂设备

国内应用较广的几种静电涂装配套设备, 如高压静电发生器、喷涂室、喷枪、供料装置等配套设备结构、类型都在实践中更新换代, 如高压静电发生器向小型化高功能发展, 电路组成中加入了恒场强电路, 使静电喷枪在电场中不慎碰到被涂钢桶而不会产生打火, 增加操作安全, 减少了火灾等危险。圆盘式静电喷涂法的应用在很多企业的生产中, 已代替了旋杯法, 喷涂质量好, 节省材料, 明显地减少了环境污染。

4、粉末涂装设备

粉末涂装设备, 尤其是静电喷涂配套设备的更新换代是最多的, 在我国至今应用并不广泛。但粉末涂装在国外, 尤其在欧洲、北美等地区得到了很广泛的应用, 涂装设备的性能、结构等都比国内先进, 效果很好。如高压静电发生器的小型多功能化, 静电喷涂时, 供给喷枪电压是低电压, 如使用50kV的电压进行喷涂时, 效果很好。高压发生器在喷枪上无电缆, 操作安全并不发生打火。用于自动喷涂的1台发生器可带2~4把喷枪。喷枪采用内带电结构, 使粉末在喷枪内外两次带电, 涂透力强, 粉末飞散少, 涂层质量也高。由于设备的不断更新与现代化,粉末涂料生产质量不断提高。国内粉末涂装正呈上升趋势, 不久将有望广泛应用于我国钢桶的涂装生产。

目前, 国内外的环保涂装技术发展得很快, 现已相继广泛采用了高压无气喷涂、静电喷涂和粉末涂装等具有先进涂装技术特色的机械化、自动化流水线的多种涂装方法的涂装新格局。在这些被称为现代化先进涂装方法中引进了微机程序控制、闭路电视控制的自动涂装、机械人操作的最新涂装技术。新型高保护、高装饰、低毒、低污染的涂装和稀释剂与半机械化、机械化和自动流水线的浸涂、淋涂、滚涂、喷涂以及光固化、辐射固化涂装等涂装方法相配套, 构成了现代化涂装生产向着高效、高质、低耗、节能、减少环境污染和改善劳动条件的新涂装体系。环保设施的大量采用, 使普通涂装方法造成的环境污染正在日渐减少。新的涂装工艺正在迅速扩大应用和不断地完善发展, 涂装环保设备在不断地研制和投入生产。目前我国的涂装技术正在努力地赶超世界先进水平, 人们的环保意识也在不断加强, 环境保护的前景是美好的。