噴涂工藝簡析及廢氣處理方法簡例
2023-05-08 14:50
一、噴涂的主要分類
類別一：空氣噴涂: 空氣噴涂系利用 壓縮空氣 將涂料霧化的噴涂方法。
類別二：高壓無氣噴涂: 采用 增壓 泵將 涂料 增至高壓,通過很細(xì)的噴孔噴出使涂料形成扇形霧狀。
類別三：低流量中等壓力噴涂: 涂料霧化所使用的壓縮空氣是 超低壓及大風(fēng)量 的一種新型涂裝。
類別四：靜電噴涂: 在接地工件和噴槍之間加上直流高壓，就會產(chǎn)生一個靜電場，帶電的涂料微粒噴到工件時，經(jīng)過相互碰撞均勻地沉積在工件表面，那些散落在工件附近的涂料微料仍處在靜電場的作用范圍內(nèi)，它會環(huán)繞在工件的四周，這樣就噴涂到了工件所有的表面上。
靜電噴涂: 在接地工件和噴槍之間加上直流高壓，就會產(chǎn)生一個靜電場，帶電的涂料微粒噴到工件時，經(jīng)過相互碰撞均勻地沉積在工件表面，那些散落在工件附近的涂料微料仍處在靜電場的作用范圍內(nèi)，它會環(huán)繞在工件的四周，這樣就噴涂到了工件所有的表面上。
| 工藝名稱 | 工藝流程目的任務(wù)及詳細(xì)步聚 | 相關(guān)設(shè)備 | 相關(guān)材料 |
| 預(yù)處理 |
目的:·除掉工件表面的油污、灰塵、銹跡，并在工件表面生成一層抗腐蝕且能夠增加噴涂涂層附著力的“磷化層”。 主要工藝步驟:除油、除銹、磷化、鈍化。工件經(jīng)前處理后不但表面沒有油、銹、塵，而且原來銀白色有光澤的表面上生成一層均勻而粗糙的不容易生銹的灰色磷化膜，既能防銹又能增加噴塑層的附著力。 |
前處理槽(混凝土做槽，數(shù)量等同于前處理工序數(shù)) | 硫酸、鹽酸、純堿(Na2C03),酸性除油劑，磷化液，鈍化液。 |
| 靜電噴涂 |
目的:將粉末涂料均勻地噴涂到工件的表面上，特殊工件(包含容易產(chǎn)生靜電屏蔽的位置)應(yīng)該采用高性能的靜電噴塑機(jī)來完成噴涂. 工藝步聚:利用靜電吸附原理，在工件的表面均勻的噴上一層粉末涂料;落下的粉末通過回收系統(tǒng)回收，過篩后可以再用。 |
1.靜電噴塑機(jī)(靜電粉末噴涂機(jī))1臺或多臺。 2.具有粉末回收功能的噴房(單工位或雙工位)。 3.空氣壓縮機(jī)和壓縮空氣凈化器(油水過濾器) |
粉末涂料(噴涂原料，俗稱“塑”有高光、亮光、半亞光、亞光、砂紋、錘紋、裂紋等不同效果不同顏色)。 |
| 高溫固化 |
目的:將工件表面的粉末涂料加熱到規(guī)定的溫度并保溫相應(yīng)的時間，使之熔化、流平、固化，從而得到我們想要的工件表面效果。 工藝步聚:將噴涂好的工件推入固化爐，加熱到預(yù)定的溫度(一般 185度)，并保溫相應(yīng)的時間 (15 分鐘);開爐取出冷卻即得到成品。 提示: 加熱及控制系統(tǒng)(包括電加熱、燃油、燃?xì)馊济旱雀鞣N加熱方式).+.保溫箱體=固化爐。 |
固化爐。(需要自動控制的參數(shù):溫度、保溫時間，加熱方式可以采用電加熱、燃油加熱、燃?xì)饧訜?、燃煤加熱等方?。 | 能夠控制溫度和保溫時間在合理范圍的高溫固化爐(或稱烘箱、烤箱)。 |
需考慮的問題：
1、工件的尺寸 工件的尺寸決定了您需要的噴房（粉體回收噴房）和固化爐（烘箱）的尺寸，在全自動噴涂線和半自動噴涂線中也決定了噴淋隧道、烘干
烘道、固化烘道、粉體回收噴房等環(huán)節(jié)的工件通過口的尺寸（截面積），這些數(shù)據(jù)直接影響您的噴涂線能耗、占地面積、投資額度。
2、工件的預(yù)期日產(chǎn)量 工件的產(chǎn)量數(shù)據(jù)在手動噴涂中主要用作固化爐（烘箱）的內(nèi)部容積的進(jìn)一步確定，在半自動和全自動噴涂線中則主要影響噴涂鏈的
設(shè)計運(yùn)行速度和噴淋、低溫烘干、高溫固化環(huán)節(jié)的長度，所以也直接影響噴涂線的投資額度、占地面積和能耗。
3、工件的材質(zhì)與形狀 不同工件的材質(zhì)可能會要求采用不同的前處理工藝甚至不同的粉末，不同的形狀會要求工件的不同的懸掛、周轉(zhuǎn)方法和要求采用更
高性能的靜電噴槍。
4、選擇確定高溫固化使用的能源 常用的加熱方式有：電加熱、燃油加熱、燃煤加熱、管道天熱氣加熱、蒸氣加熱等方式,這幾種加熱方式在一次性投資
、使用消耗、自動化程度、環(huán)保指標(biāo)等方面各有特點；
應(yīng)該根據(jù)您所在地的能源情況、廠區(qū)供電能力、環(huán)保要求等方面綜合考慮選擇，也可以同時選擇兩種甚至兩種以上的加熱方式以適應(yīng)不同的工作情形。
5、廠房的面積、高度與形狀及門窗位置、供電設(shè)施的布局等 噴涂線工序、設(shè)備布局必須盡量適用于您原有的廠房，以避免不必要的投資。
二、空氣噴涂的定義
空氣噴涂是靠壓縮空氣氣流使涂料出口產(chǎn)生負(fù)壓, 涂料自動流出,在壓縮空氣氣流的沖擊混合下被充分霧化, 漆霧在氣流推動下射向工作表面而沉積的涂漆方法。
空氣噴涂的優(yōu)點
(1)涂裝效率高, 每小時可噴涂150～200㎡
(2)涂膜厚度均勻、光滑平整,外觀裝飾性好
(3)適應(yīng)性強(qiáng), 對各種涂料和各種材質(zhì)、形狀的工件都適用
空氣噴涂的缺點
(1)稀釋劑用量大, 作業(yè)時溶劑大量揮發(fā), 易造成空氣污染, 作業(yè)環(huán)境惡劣, 易引起燃、爆等事故, 作業(yè)點必須有良好的通風(fēng)設(shè)施
(2)涂料利用率低, 一般只有50% ～60%, 小件只有15% ～30%, 飛散的漆霧進(jìn)一步造成作業(yè)環(huán)境的惡化, 大量生產(chǎn)時應(yīng)在專門的噴漆室內(nèi)進(jìn)行。
三、空氣噴涂在汽車上應(yīng)用
四、空氣噴涂三大要素
（1）涂料的定義
涂料過去俗稱油漆,因為當(dāng)時涂料絕大部分是用天然油脂或漆樹的汁液煉制而成，一般都含有油的成分。
隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其石油化學(xué)工業(yè)的興起，今天的涂料已有相當(dāng)一部分完全不用油脂制造，品種亦由單一的溶劑型發(fā)展到有水乳化型（如乳膠漆）、水溶型（如電泳漆）及粉末型（如環(huán)氧、聚酯粉末涂料）等不同形態(tài)的系列產(chǎn)品。
涂料不管其形態(tài)如何，它的定義都應(yīng)為:
涂復(fù)在物體表面能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的配套性工程材料 |
（2）涂料的作用
● 保護(hù)作用（如大氣中的濕氣、氧、工業(yè)大氣、H2S,CO2,NO2,NH3, 等和化學(xué)液體如酸、堿、鹽的水溶液及有機(jī)溶劑等）。
● 裝飾作用 涂料能使物面帶上鮮艷或明顯的色彩、能給人們美的感受和輕快之感,提高產(chǎn)品價值。
● 標(biāo)志作用 涂料可作色彩廣告標(biāo)志，利用不同色彩來表示警告、危險、安全或停止等信號。
● 特殊作用 如電器產(chǎn)品的絕緣,在船舶底部表面要求防污（防海生物附著）抗微生物腐蝕涂料,防火涂料可減緩燃燒速度和火勢的蔓延。
（3）涂料的組成
（4）汽車涂料及作用
（5）噴涂工藝
相關(guān)項目 |
相關(guān)參數(shù) |
BOOTH 溫度 |
20±5 ℃ |
BOOTH 濕度 |
60%±5% |
噴涂壓力 |
0.6±0.05(MPa) |
噴涂距離 |
15～20cm |
（6）噴涂制造工藝流程圖
（7）一體化噴涂
車身的外飾件及部分覆蓋件往往使用高分子材料（或高分子復(fù)合材料），由于傳統(tǒng)的塑料涂裝和金屬涂裝差異很大，一般不在同條線上進(jìn)行，這樣經(jīng)常出現(xiàn)同一輛車不同材質(zhì)零件的面漆出現(xiàn)色差的問題。
多種控制色差的方法都不能徹底解決。隨著材料技術(shù)和涂裝技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在可以在同一條線上進(jìn)行涂裝，從根本上消除了色差。
歐美一些汽車公司在某些車型上應(yīng)用高性能塑料，可將塑料件直接裝在白車身上，同金屬車身一起涂裝?？赡?00℃高溫的塑料翼子板可在電泳前或中涂前安裝到白車身上，中涂面漆一體噴涂。
另有一種技術(shù)路線，是開發(fā)可低溫（80～90℃）固化的高性能中涂和面漆，不但可以達(dá)到上述目的，同時可以取消保險杠涂裝線，降低烘干能耗，減少CO2排放。這條路線在日本處于探索試驗階段。
（8）環(huán)保型噴涂
隨著環(huán)保呼聲的日漸增高，傳統(tǒng)的溶劑型涂裝材料將逐漸被淘汰。涂料產(chǎn)品開發(fā)在提高性能的同時將更注重環(huán)保性。
不斷減少有害物質(zhì)和廢水排入是前處理材料研究開發(fā)的方向；水性涂料由于以水代替溶劑，使VOC排放量降低，粉末涂料無溶劑排放之慮且回收利用方便，高固體分涂料可以直接利用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行施工，溶劑排放量大大降低。
因此，水性涂料、粉末涂料以及高固體分涂料，將逐步替代傳統(tǒng)的溶劑型中途、面漆涂料，成為現(xiàn)代環(huán)保型汽車涂料的主流。在歐洲國家水性涂料和粉末涂料的應(yīng)用已較為廣泛，在國內(nèi)也為使用水性涂料做好了準(zhǔn)備。
五、噴漆廢氣處理技術(shù)
（1）活性炭廢氣凈化處理裝置
活性碳廢氣凈化器是一種干式廢氣處理設(shè)備。由箱體和裝填在箱體內(nèi)的吸附單元組成。根據(jù)吸附單元的數(shù)量和風(fēng)量可進(jìn)行不同規(guī)格的組合，活性碳廢氣凈化器選擇不同填料可以處理多種不同廢氣，主要用于油漆等有機(jī)廢氣的凈化。
對于濃度低于1000mg/m 3的廢氣凈化后排放滿足GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。
本設(shè)備為活性碳吸附裝置，需要配套活性碳再生系統(tǒng)（采用納米光催化氧化裝置）一起使用。
活性碳吸附裝置主要優(yōu)點：吸附效率高、運(yùn)行成本低、維護(hù)方便、能夠同時處理多種混合廢氣。
（2）光氧催化廢氣凈化處理裝置
由于活性炭具有能夠再生的特點，在活性炭用量大、廢氣濃度高及活性炭吸附飽和時間短的情況下，可使用活性炭脫附裝置對活性炭進(jìn)行再生循環(huán)使用（脫附介質(zhì)可使用蒸汽）。
使用活性炭脫附裝置不但可以節(jié)約運(yùn)行成本，而且能夠?qū)ξ降膹U氣進(jìn)行回收，同時避免了二次污染。
在不回收溶劑的情況下，還可以選用光催化氧化活性炭再生裝置，對活性炭進(jìn)行再生循環(huán)使用，該設(shè)備核心中的納米光催化觸媒材料（GC-100）是一種吸收光能后，能在其表面產(chǎn)生催化反應(yīng)的物質(zhì)，其功能類似于植物的葉綠素。
當(dāng)特定納米波長的紫外光照射光催化觸媒材料（GC-100）時，其表面發(fā)生光催化氧化還原反應(yīng)。
光催化觸媒材料（GC-100）吸收光子后在其表面產(chǎn)生電子（E—）和空穴（H+），將吸收的光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，即具有光催化作用。
當(dāng)光催化觸媒材料（GC-100）與空氣中的水接觸時，表面就吸附H2O、O2、OH—，H2O、 OH—被空穴（H+）所氧化，O2被電子（E—）還原，反應(yīng)室如下：H2O+ H+ → OH. + H+ O2+ E— → O2—.OH—基團(tuán)的氧化能力較強(qiáng)，使有機(jī)物氧化，最終分解為水和CO2。
（3）DDBD低溫等離子體廢氣凈化處理裝置
DDBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)是派力迪公司由復(fù)旦大學(xué)引進(jìn)吸收，已研制出標(biāo)準(zhǔn)化廢氣治理設(shè)備，利用所產(chǎn)生的高能電子、自由基等活性粒子激活、電離、裂解工業(yè)廢氣中的各組成份。
使之發(fā)生分解，氧化等一些列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)過多級凈化，從而消除各種污染源排放的異味、臭味污染物，使有毒有害氣體達(dá)到低毒化、無毒化，保護(hù)人類生存環(huán)境。
DDBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)作為一種新的環(huán)境污染治理技術(shù)，由于其對污染物分子的高效分解且處理能耗低等特點，為工業(yè)廢氣的處理開辟了一條新的思路。該技術(shù)的應(yīng)用，具有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)里程碑的意義。
DDBD等離子體反應(yīng)區(qū)富含極高的物質(zhì)，如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質(zhì)可與這些具有較高能量的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使污染物質(zhì)在極短的時間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到講解污染物的目的。
與傳統(tǒng)的電暈放電形勢產(chǎn)生的低溫等離子技術(shù)相比較，DDBD等離子體技術(shù)放電密度是電暈放電的1500倍，這就是傳統(tǒng)低溫等離子體技術(shù)治理工業(yè)廢氣99%以失敗而告終的原因。
等離子體去除污染物的基本過程
過程一：高能電子的直接轟擊
過程二：O原子或臭氧的氧化
?O2+e→2O
過程三：OH自由基的氧化
H2O+e→OH+H
H2O+O→2OH
H+O2→OH+O
過程四：分子碎片+氧氣的反應(yīng)