彩涂板生产技术于1927年首创于美国;1936年,建成了第1套彩涂钢板生产机组;1955年,建成了世界第1套带钢连续彩涂生产机组。20世纪60年代,彩涂板生产得到迅速发展,在北美、欧洲、日本发展尤为迅速。目前,彩涂板已广泛应用于建筑、家用电器、器具及家具等领域。
1.彩涂板生产工艺
按涂装方式分类,彩涂板生产工艺主要分为辊涂法、幕流法及粉末涂装法三种。其中,辊涂法应用最广。此外,还有贴膜法。
辊涂工艺通常受涂装机一次涂装湿涂膜厚度和烘烤固化炉溶剂负荷的限制,如果产品涂膜厚度要求大,则要多次涂覆和烘烤固化。因此,辊涂机组分为一涂一烤、二涂二烤、三涂三烤等多种类型,用于满足不同涂膜厚度的要求,并能更经济合理地利用涂料。其中,二涂二烤机组数量最多。
2.彩涂板生产技术发展动向
(1)采用高质量的基板 彩板涂装工艺对基板的表面、板形及尺寸精度均有很高的要求。大多钢基彩涂板采用平整锌花、零锌花热镀锌钢卷或电镀锌钢卷,近年有增加以热镀锌铝、铝锌等合金镀层钢板作为基板的趋势;贴膜彩涂板采用冷轧卷作为基板,某些高档产品还以不锈钢作为基板。
(2)改进预处理工艺 预处理将基板及涂料更紧密地配合,采用新的预处理工艺系统,可增加预处理液的稳定性,增强彩涂板耐蚀性和可挠性,同时可减轻环境污染。特别是有些国家已明确规定不允许使用含Cr6+的预处理液,已经改用含Cr3+或其他预处理液。这种预处理液虽价格略高(约高20%),但对环保十分有利,减轻了环保费用。
(3)注重新涂料的开发 对通用的聚酯、聚偏氟乙烯(PVDF)和塑料溶胶等涂料体系进行改性处理,可缩短涂料的固化时间,降低固化温度,使涂膜具有更好的抗紫外线、耐SO2、抗污染、耐腐蚀和抗划伤性能;另外,还开发了具有防火、防水、防霉、防虫等功能的新型涂料。近年来,国外开始推荐使用水基涂料,环保性能得到进一步改善。
(4)新型辊涂机 辊涂机是辊涂工艺的关键设备,产量较高的彩涂机组多采用两套精涂机,以缩短更换涂料及涂覆辊造成停机的时间。研制出的新型涂装机为两涂头上下布置的双涂头精涂机,占地面积小,采用液压驱动更换涂覆辊,约2s即完成换色。采用单滑轨涂装机,消除了辊系间多重间隙误差,比传统的堆积式滑轨涂装机涂装精度高,能对涂膜厚度实施最佳控制,可节约大量涂料。
此外,辊涂机涂覆辊辊颈两端设置压力传感器,配合湿涂膜厚度测量显示及步进电动机调整,可精密控制涂膜厚度。驱动系统设在涂装室外,无须采用防爆电动机。(www.xing528.com)
(5)完善固化炉 辊涂工艺的固化炉已有如下多项改进技术:
1)补风净化技术。为确保固化炉安全可靠运行,要不断排出含溶剂的炉气,并补入新鲜空气。同时,为保证彩涂板表面质量,在进风口加装中效过滤器和亚高效过滤器,新风过滤后含尘量小于1.5mg/m3。
2)间接燃烧的后燃烧系统。如果采用焦炉煤气或混合煤气等作为固化炉燃料,一般不再采用区段烧嘴供热,而将固化炉供热集中到废气焚烧炉内,燃料燃烧和可燃废气燃烧所产生的热量经过补风换热器,将补风温度加热到足够高,然后将热风送到固化炉各区段。燃烧产物不进入固化炉,不会造成炉气污染。
3)区段控温技术。由于固化炉加热采用后燃烧系统,各区段温度调节是通过同时调节热风及冷风风量来实现的,因此为了合理控制固化炉各段的温度,设有整套的热冷风控制系统。
4)提高热利用率。将焚烧炉烟气余热用于预热补风,可采用金属管状换热器,在冷热流体侧均采用先进的加强换热技术,综合传热系数可提高2~3倍。采用蓄热式换热技术(RTO)的热效率也很高,可使排烟温度降至200℃以下,不必设置余热锅炉,有利于环保与节能。
(6)配置先进的自动化仪表 装备先进的高产能彩涂机组,除配置了固化炉加热系统的自动化仪表之外,还配置了在线色差仪、湿膜测厚仪与干膜测厚仪等,使涂膜的色彩、厚度更接近目标值。
(7)镀锌彩涂联合生产技术 20世纪90年代中期,国外出现了热镀锌彩涂联合生产技术,并先后在法国、西班牙等国家和北非地区投产了多套联合机组,生产状况良好。这种机组总投资低,占地面积小,彩涂板生产率高;但设备利用率偏低。这对满足区域市场既需求镀锌板,又需求彩涂板,而总需求量又不很大的情况而言,十分有利。
(8)注重产品的多样化、高档化 全世界彩涂板生产动向是趋向产品的多样化、高档化,目前已有600多种彩涂板。
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