內容提要:介紹自泳漆最新工藝進展和在客車制造業表處理工序的升級使用。
關鍵詞:自泳漆工藝 客車制造表面處理 廢水治理
隨著我國城鄉經濟快速發展,城市化進程和高等級公路建設速度的加快,承擔城鄉人民日常生活、運輸任務的客車越來越受到社會的重視。社會上對高質量客車需求的緊迫性對客車制造企業產生巨大壓力。經近年市場競爭,企業改制和重組,我國客車行業已形成年產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國家,但是在客車制造工藝上距世界先進制造技術還有一定差距,體現在客車造型,車身防腐、密封、涂裝、精細裝配等幾方面。
1 國內、外客車表處理和自泳漆使用狀況
在20世紀70年代,美國Achem公司發明了自動沉積涂料(即自泳漆)并應用于工業涂裝工藝上,隨后美國、歐洲、日本把這項新工藝應用于汽車工業表處理上。由于轎車工業的大批量規范化生產特點,這些國家在此工藝基礎上發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量。當然,隨之也帶來支出昂貴、生產成本高以及污染治理復雜等問題。與轎車相比,客車更突出個性化,它的生產是批量小,品種多,特別在當今世界,環境保護越來越受到重視,所以在世界各國的客車生產中對鋼質車身的表處理開始了新一輪的自泳漆工藝,并在原工藝基礎上,有不少發明專利,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、導電性均好。同陽極電泳、陰極電泳相比,成本低,無公害、環保效益好,是一種環保型的表處理工藝。
國內汽車行業采用自泳漆工藝是從20世紀90年代后期開始的,當時一些油漆涂料生產企業試制生產了自泳涂料漆用于汽車行業,走了一些彎路,所以這個新工藝用用停停,絕大多數企業是應用磷化、噴涂底漆或浸漆工藝,少數企業用噴砂或手工除銹除油,噴涂底漆的工藝,轎車與微車生產企業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,第二代自泳漆出現,開始在汽車生產企業重新應用,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。自泳漆是靠化學能將成膜物質復蓋在鋼鐵制品表面形成涂層,經烘烤形成漆膜。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,也不存在火災危險大的隱患,所以屬安全環保型涂料。操作方便,勞動生產率高,涂層均勻,質量好,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循環反應)
第二代自泳漆能使Fe3+含量在一定范圍內保持不變,所以它比第一代產品更穩定,涂層質量好,與原子灰、中涂漆配套性好,不會起泡、脫層、發膠等。
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,這些物質會阻止涂料與鋼鐵制件表面的結合,必須清除掉,所以必須先除銹,經清水沖洗再放入池子除油,取出后再用清水沖洗,經活化表面后再用純水洗,洗凈后入自泳,泳上漆層后再經漂洗、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的時間要視氣溫、濃度掌握。
4 自泳漆的技術指標和質量要求
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
自泳漆生產線產生的廢水有二種,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,此水經水泵打到清水槽循環使用,如不達標,再泵回中和池,達標后的水不循環用也可通過污水道排出。第二種廢水是除銹、除油,活化槽內的浴液在更換時抽出的廢液,由專業廢水處理工廠處理。
6 結束語
自泳漆新工藝是客車生產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,產品質量好,保存時間長,涂層無死角,同原子灰、中涂漆、面漆無不良反應,配套性好,解決了客車生產中很不易解決的防腐蝕問題。我公司經使用此新工藝以來情況良好。