八钢彩色钢板涂装工艺及缺陷分析

BMA004

摘　要: 　简述了八钢彩色钢板的涂装工艺并对涂装工艺的关键工序及涂装时所产生的缺陷进行分析,提出了具
体的解决措施及方案。
关键词: 　预涂;彩色钢板;涂装工艺;涂装缺陷
1　前言
八钢彩涂机组的年生产能力为10万t,产品以建筑用的彩板为主,并能够满足家电板的生产,产品厚度范围为0. 25～1. 20mm,产品宽度范围为720～1300mm,机组工艺段最大速度为80m /min。产品最小卷重2 t, 产品最大卷重15 t。产品内径为508mm和610mm两种。一般产品膜厚为上面10～35μm,下面8～25μm。生产线可根据用户要求生产两烘两涂以内的多种涂层道次产品。
2　八钢彩色钢板工艺流程简述
工艺流程为: 运卷—上卷—开卷—双剪切—缝合—压毛刺—活套—碱洗—碱刷洗—碱洗—热水刷洗—一二级热水漂洗—烘干—化涂—风干—初涂—固化—冷却—精涂—固化—冷却—活套—剪切—卷取—卸卷—打捆—称重—包装—入库。其中关键的工序有: 脱脂清洗、化涂、初涂、精涂、固化烘干。初涂、精涂、和固化工序是核心。涂装及固化工序是整条工艺生产线上最易发生质量问题的环节,其操作工序的质量直接影响到预涂钢板的各项性能指标。
3　核心工序特点
初涂工序分为初涂和精涂。
3. 1　初涂
初涂指在经过化学处理的板上用辊涂的方式涂上一道底漆,初涂的方式有顺涂和逆涂,两种方式对比见表1。
初涂所选用的底漆有环氧底漆、聚酯底漆、聚氨酯底漆等品种,由于环氧底漆具有出色的覆着力、耐腐蚀性能、耐刮伤等优点,国内大多数厂家选用环氧底漆。由于环氧底漆脆性较高,其和面漆配套无法达到0T、1T,对于T弯要求较高的家电板,就不能选用环氧底漆,通常只选用聚酯、聚氨酯底漆。
表1　顺涂和逆涂对比
初涂方式      辊速比(工艺∶带料∶涂覆)              优　缺　点
顺涂            1∶0. 3 - 0. 4∶0. 8～1. 0        对辊涂损耗较小,可得到较薄涂层,可减少稀释剂用量。操作较危险。
逆涂            1∶0. 3～0. 5∶1. 0～1. 2       可得到较均匀涂层,操作安全,对涂辊磨损较大。
3. 2　精涂
精涂是指在初涂过的板上、下表面再涂一道面漆、背面漆,精涂一般都采用逆向辊涂的方式,也有对背面漆的涂装采用顺向辊涂的方式,逆向辊涂敷辊速比一般为:工艺段速度∶带料辊速度∶涂敷辊速度= 1. 0∶0. 3～0. 5∶1. 1～1. 5,逆向辊涂可获得
较理想涂层表面质量。由于聚酯面漆在耐蚀性、装饰性及成本等方面具有的综合优势,所以国内聚酯面漆在所有面漆品
种中占主导地位,消耗量占全部面漆品种的90%以上。近几年国内也开发了硅改性聚酯、氟碳等面漆品种,但由于其昂贵的价格使很多用户对这些品种望而却步。精涂背漆主要选用环氧和聚酯两个品种,对于生产夹芯板的客户,由于环氧漆对聚氨酯发泡型胶水具有良好的粘结性,所以一般选用环氧背漆面,而对于生产单面瓦楞板的客户,对加工性能要求高,一般选用聚酯背面漆。
　　3. 3　固化
固化炉对整个彩板的质量起着至关重要的作用,彩涂板的加工性能、使用性能除和涂料本身的质量有关外,涂料固化的好坏对其有直接的影响。固化炉可根据加热方式分为热辐射式固化炉、热风式固化炉,这两种固化炉在国内的彩板生产线上都有使用,其优缺点对比见表2。
表　固化炉方式比较
项　　目           热辐射式                    热风式
能源                  电                         油、气、煤等
加热方式          直接                       间接
一次性投资      较小                        较大
升温速度            较快                      较慢
温度控制       波动范围较大                  均匀稳定
　　
        固化炉最主要的是炉温设置,一般的固化炉都分三到四个区,每个区之间的温度如何设置,对涂料的固化有直接的影响,一般炉温的设置以钢板穿过固化炉时的温度要达到涂料厂家提供的PMT为标准,固化炉各区段的温度设置目前有三种方案,一种俗称为爬坡式,一种为翻山式,另一种为恒温式,这三种方式比较见表3。
表3 固化炉炉温设置对比
项　目             温度设置(三段)                               优　　　点
爬坡式                  180, 210, 250                 有助于涂料的流平,适合于固化炉较长,有充足的停留时间的机组。
翻山式                   180, 250, 210                板温上升速度快,有助于涂料的快速固化,适合于固化炉较短的机组。
恒温式                   230, 230, 230                介于前两种之间
　　
       每段的温度如何设置要根据每条线的具体情况不断摸索总结。针对不同的板速、板厚、涂料所要求的PMT,积累套数据,在生产时可以根据情况进行灵活调整。
4　涂装缺陷分析及处理
4. 1　涂装常见表面缺陷及处理办法
涂装常见表面缺陷有:缩孔、辊纹、针孔、气泡、凹坑、色差。
(1)辊纹:当辊速比设置不当、涂料粘度太高、稀释剂溶解性不好,沿着板的运行方向有凹凸不平的辊印。
印。
通过降低涂料粘度可减轻和消除此缺陷。
(2)缩孔:由于基板的清洗效果不好或涂敷装置的涂料辅助供料循环系统的输料管及相应管件耐强溶剂性差污染了涂料,而在成品表面产生小圆状、椭圆状的漆膜凹陷或露底,可通过更换耐强溶剂的输料管及相应管件、提高碱点和温度增加脱脂力来消除此缺陷。
(3)针孔气泡:由于涂料中溶剂组分在炉中沿着漆膜界面剧烈蒸发冲出漆膜表面或流平不充分致使漆膜表面产生针孔气泡。
为消除此缺陷,可以采取降低涂膜厚度,调整固化炉温度设置,降低涂料粘度等方法消除。
(4)凹坑:由于涂敷辊和转向辊之间的压力太小,在漆膜表面能看到底漆或基板形成透明的圆形或椭圆形凹坑,这是由气泡产生的现象或是产生缩孔的前兆。通过降低提料辊的转速,降低涂料的上机粘度,调紧涂敷辊和转向辊之间的间隙可以消除。
(5)色差:由于膜厚不均匀,和标准板的膜厚不一致,搅拌不充分,固化温度太高使成品颜色和标准板的颜色不同。为减轻此缺陷可调整膜厚,加强搅拌,调整炉温的设置等来消除。
4. 2　上线涂装后常见性能缺陷及处理方法
涂装时常见涂层性能缺陷有: T弯不良、耐MEK不合格、反冲不合格、抗划伤性不好。
(1)弯曲(或反冲击) :由于原板镀锌层脱落、化学转化膜附着力不强、基板除油不干净、固化温度偏高、油漆本身柔韧性及附着力欠佳使T弯不合格。可通过更换原板,提高脱脂液碱点,增加化学转化膜厚度,降低固化炉温度消除此缺陷。
(2)耐MEK:由于固化温度偏低、涂料没有完全固化、底漆附着力较差,致使耐MEK不合格。为提高涂层的耐MEK,可调整固化炉温度,调整前处理来消除此缺陷。
(3)抗划伤:由于温度太低,涂料没有完全固化、基板表面除油不干净或化学处理膜附着力不佳致使涂料的抗划伤性不好。
为提高涂膜的抗划伤性,可以通过提高炉温、碱洗液碱点,增加化涂层膜厚等方法来消除。