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钢桶涂覆工艺中达克罗技术的应用
2006年7月28日 9:4   作者:杨文亮
在钢桶的生产中,目前有许多工序的生产方法都具有环境污染,比如钢桶的涂装和漆膜烘干工序、桶身磨边工序、钢桶除油除锈和磷化工序、钢桶电镀工序等等。但相比之下,污染最为严重的就要算钢桶的电镀工序了。国家为了保护环境,近年来关闭了不少小型电镀厂,但这种工艺似乎不可替代,该电镀的还得电镀,虽然控制了,然而污染还是不少。为了保护环境,世界各国的科学家一直在努力寻找电镀的替代工艺。早在70年代,世界上就出现了达克罗技术,但由于技术的不成熟和成本太高,一直没有得到广泛的应用,然而现在,我们终于看到了成功的曙光。目前在世界各国,达克罗技术以其独特的魅力得到了快速的发展。在我国,达克罗技术的推广和应用也正在紧锣密鼓的进行着。在我国包装业中,电镀桶占有很大的市场,达克罗技术的推广,为我国钢桶包装业的发展奠定了坚实的基础。

一、达克罗技术的发展历程

达克罗发源于美国的大洋公司,它以不污染环境和其它的优异特点迅速得到发展。七十年代日本的NDS公司从美国的MCII公司买断了在亚太地区的达克罗技术使用权,并迅速在其国内发展了涂覆生产线百余条。九十年代初国内引进了数条达克罗生产线,引进的生产线分在天津、南京和上海,随着人们环境保护意识的加强,达克罗这一新工艺受到了社会的欢迎,近几年达克罗涂覆生产线每年以30%到50%的速率增长,目前全国已达到四十多条,这一发展势头还将继续下去。目前在国内钢桶包装行业,达克罗技术的应用还处于萌芽状态,有待进一步开发。

二、达克罗技术对钢桶的表面处理的要求

钢桶在涂覆达克罗涂料之前,表面必须清洁、干燥。通常钢桶要经过清洗和化学液前处理,去除钢桶表面的油迹和污物,然后在烘炉中烘干。当然,经过达克罗涂覆的钢桶必须进行加热固化或通过超远红外与加热器的组合而成的系统进行固化。

所以达克罗的涂装与目前我国的钢桶油漆涂装的涂前要求有些相似,烘干工艺也相同,这为此项技术在钢桶生产中的应用提供了先决条件。

三、达克罗技术的涂料

达克罗涂料可分为两个基本的类型:含铬达克罗涂液和无铬达克罗涂液。目前在国内市场上流行的是含铬的达克罗涂液,在国外,随着环境保护意识的增强,无铬化巳成为一种趋势,无铬化涂料巳开始逐步流行,在日本,有无铬达克罗表面处理液V505和V872出售,其部分性能比有铬的达克罗还要好。

含铬的达克罗(锌铬膜)涂层,外观为均匀的银灰色,涂层中含有80%的锌和,其余为铬酸盐。根据需要有的还加了起减摩作用的聚四氟乙烯树脂,含量在4.5%左右。达克罗涂层是由达克罗涂料液在300℃左右的温度下烘烤而成。现在在电镀锌行业中,了解锌铬膜(达克罗)的技术的人越来越多,一般的锌铬膜(达克罗)涂得生产厂家都是外购涂液进行生产的,由于涂液在整个生产中所占成份的比例是很大的,为了降低生产成本,已有不少厂家在自己配制涂液,虽然各家的成份和比例不尽相同,但总的内容是一样的,主要成份也都雷同。

四、达克罗技术的涂覆工艺

涂覆作业的目的是要让钢桶的表面均匀地涂上一层达克罗涂层,要使涂层在钢桶的各处均能达到厚薄均匀一致,涂层厚了既浪费涂液,又影响涂覆的表面质量,所以不论采用何种方式进行涂覆,均要设法使涂液在工件的表面均匀地分布。达克罗的涂覆工艺,按涂履方式不同分为浸涂甩干、喷涂、刷涂等几种方法。在决定选用哪种方式时,首先要考虑的是要覆盖在钢桶上的涂层是注重功能性还是装饰性,还要考虑涂层厚度的控制、生产速度、产品形状和所要求的质量,仔细考虑以上问题将决定哪一种方式最适合您。

1、浸涂甩干

适用于小型钢桶的零件,如各种钢桶封闭器、桶底盖、提环等,桶件一般要浸液十到二十秒,为使六价铬和钢铁基材充分形成纯化膜;离心甩干时要正转反转各两次,每次十到二十秒,对于特殊件要用夹具,难甩的零件要用人工辅助,比如用棒在离心筐中搅一下,且转速要快,总之是要保证桶件上不能有积液、挂液、气泡、漏涂等。通过多次正反转甩液、多次调整甩干速度,根据实际上的涂覆效果定最后的工艺参数。

2、喷涂、刷涂

一般用于桶身件,用于难浸涂、难离心甩干的桶件。喷涂的涂层均匀,涂层较厚,结合力差但光洁度好,抗腐蚀性强但效率低,施工中要注意安全,喷涂时浆液的粘度要适当的降低。

五、达克罗技术的优点

1、环境保护问题

电镀等表面处理时由于酸、碱、盐的使用,多少总有三废的排放问题存在。达克罗涂覆新工艺用于表面防腐时,主要经过脱脂、涂覆、固化、冷却、成品检验等工艺过程,整个过程基本上是封闭的。达克罗是水溶性的液体,仅在固化时有少量的水蒸汽产生,所以不会产生对环境有害的物质。全国现有15000家电镀生产厂,行业职工总数超过50万人,现有5000多条生产线和2.5-3亿平方米的电镀面积生产能力。电镀行业年产值约为100亿元人民币。据统计,我国电镀行业每年排放的污染物就有4亿吨含重金属废水,5000吨固体废物和3000万立方米酸性气体。如果在电镀行业大量采用达克罗工艺,则我国的环境将得到很好的保护。

2、安全生产问题

达克罗涂料明显比一般的溶剂基涂料安全。溶剂雾气容易引起火灾,而且危害工人的健康。达克罗溶液是水溶性不燃的,在桶件的涂覆和固化过程中,只有少量水蒸汽生成,操作工人带上口罩防护即可。而对于大多数液体涂料来说,都要求使用笨重的防毒面具

3、涂层性能问题

与电镀相比,达克罗的抗蚀性和抗化学性方面具有明显的优势。这主要是由于达克罗防腐涂层通过锌粒子的受控自我牺牲保护作用、锌片与铬化合物的屏蔽作用和金属表面形成的不易被腐蚀的稠密氧化膜来使金属表面达到长时间的防锈防腐效果。达克罗膜金属防腐效果要高出传统工艺数十倍。防腐原理:受控牺牲阳极保护(锌片)、纯化(浆液中的铬酸经烘烤后失去结晶水,在桶件表面形成膜,粘结锌、铝片,从而提高防腐能力)、屏蔽作用。整个涂层大约厚6到10微米,每片大约厚0.1到0.2微米,近似大约有60~100层保护膜,所以达克罗涂层有一大优点:即零件表面既使有划伤,也并不影响其防腐蚀性能,因为表面划伤仅仅是划伤几层而已,还有几十层的保护膜存在。因此达克罗涂层更耐腐蚀(铁基桶件上耐盐雾超过1000小时),更好的耐化学性,以及更好地耐大气腐蚀性。其杰出的涂层性能使得它的应用越来越广泛。

4、生产成本问题

一般来讲,最显著的成本节约方法是降低涂装材料的成本。与其他涂料相比,达克罗涂料的价格并不贵,并且其用途更加广泛。国产达克罗涂料的市场价每吨在3.5万元到4万多元,如果自巳配制涂料,其中的关键材料锌片和铝片采用进口的,其每吨成本在2万元左右,配方价大约是2万元。采用达克罗涂层时,可采用机械手自动涂覆,用烘炉连续固化,因而在运行时间内可带来更高的生产率。达克罗涂层完全满足自动化要求,因此可以降低劳动力成本。因为达克罗涂料是无危害的,从而大大减少了废料处理费用。由于无需补充空气,使得固化炉可以使用更低的能耗。此外,达克罗涂装系统的废品率更低(通常低于2%)。这意味着你花在对不合格产品进行返工的时间和金钱更少。

5、设备投资问题

早期国内的达克罗生产技术掌握在少数人手里,所以达克罗生产线的价格确实很高,中小企业难以承受。随着达克罗的普及,技术的进步,达克罗设备的价格已下落到正常的水平。达克罗设备分为连续式和间断式二种,前者价高自动程度也高,是加工量大的厂家的首选机型;后者的生产过程中工人的劳动强度比较大,但设备的投资小,仅是前者的三分之一,其年加工量与前者相仿,是中小企业理想的机型,因为投资小,所以投资风险也小。正常情况下,当年就可收回投资。

6、涂层厚度问题

其实达克罗涂层的厚度是很容易实现的,达克罗涂层的厚度与所用涂液的固含量成正比。对于给定的涂液,其涂层的厚度是可预见的,可通过涂覆的次数改变,而涂层的厚度与耐盐雾的时间成正比。可根据客户的要求确定涂层的厚度,决定在涂覆时是采用一涂一烘还是几涂几烘。

7、达克罗涂层的颜色

在过去,要得到不同颜色的达克罗涂层是很困难的,一般是在达克罗涂层上再覆盖其它有色涂料来解决,现在已有不同颜色的达克罗问世。

以上我们简单介绍了达克罗技术的情况,这是一种在近年来发展很快的技术,想必在不久的将来,我们就会看到这项技术在钢桶包装业被广泛地采用。
 
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