制桶工艺学
第六章 涂装
钢桶卷边完成后，其机加工也基本完成，一个具有使用价值的钢桶己基本形成。但是，它还不能即刻投入使用，因为它还不具备抵御外界腐蚀的能力。一旦使用，则寿命极短，辛辛苦苦制造出来的钢桶，将在很短时间内毁掉，这是极不经济的。因此，机加工完成后的钢桶须经过涂装，相当给它穿上一件抵御外界侵入的新衣后，我们才能说，钢桶制作己完成，可以投入生产加以使用了。由此可见，涂装在制桶中的地位是十分重要的，有人把涂装与焊接、卷边平列为制桶三大关键工序，这种观点一点也不过分。
涂装是指将涂料喷涂到经过表面处理的钢桶上，经干燥成膜的工艺。涂装工艺一般由漆前表面处理（包括表面净化和化学处理）、喷涂和干燥（包括烘子）三个基本环节组成。涂料是一种流动状态或粉末状态的有机物质，把它涂在物体表面上能干燥固化形成一层薄膜，均匀地覆盖和良好地附着在物体表面上。由于过去的涂料几乎离不开植物油，故长期把涂料称为油漆，直至今日我们还常常这样称之。
涂料和涂装工艺最大的功能是保护作用。由于雨露、阳光、风化和各种介质的作用，使物体受侵蚀，金属生锈，直至烂掉。据统计，每年约有2%的黑色金属因腐蚀而损失掉。涂装将物体表面覆盖一层具有一定耐潮湿性、耐水性、耐候性、耐油性或耐化学品性等性能的涂层，从而达到保护物体延长使用寿命的效果。一个钢桶采用合适的涂料和正确的涂装工艺，其使用寿命将大大延长，钢桶的质量也随之有长足的进步。
现今钢桶涂装，主要采用涂漆工艺，这是最方便、最可靠的防腐蚀方法之一。涂漆工艺成本低，设备简便，在保证加工质量的基础上，防腐蚀效果也是不错的。本章我们主要讨论的就是这种涂装方法。此外，目前正在采用的新工艺有粉末涂装，静电喷涂，金属喷涂以及磷化处理等，制桶钢板采用铁塑板和镀锌板来达到防腐目的也是目前采用行之有效的好方法。这些新方法的防腐蚀效果比涂漆好，当然成本也高。本章我们将作简要的介绍，以供改进工艺时参考。
第一节 油漆涂装设备和工艺
钢桶油漆涂装常用的典型设备有自动喷漆机、漆前表面处理设备、烘房以及输送装置。上述设备将分别完成涂漆工艺中的油漆喷涂，预处理、漆膜烘干及输送钢桶的工作。涂装设备及涂装工艺所需环境等条件的正确与否是充分发挥涂料性能的必要条件。制漆厂生产出来的涂料对涂层来说只能算是半制品，因此严格地说，涂料的最终产物应当是漆膜，而不是涂料本身。人们评定涂料的优劣，一般也是用漆膜性能的优劣来评定，而漆膜优劣不仅取决于涂料本身质量，更大程度上取决于形成漆膜的工艺过程及条件，劣质的涂料当然不会得到优质的漆膜，但优质的涂料如果施工和配套设备不行，也同样不会得到优质的漆膜。众所周知，良好的表面处理能增强漆膜的附着力和防腐蚀性能，延长涂层的使用寿命。反之，将涂料喷涂在未经良好表面处理过的物面上，将会引起涂膜早期脱落、起泡或产生膜下锈蚀。又如烘干设备和烘干规范选择不当，则会造成漆膜干燥不均、烘不干或过烘干，因而不能充分发挥涂料的性能。因此，涂装设备和工艺是我们首要讨论的问题。
6.1.1 漆膜形成过程
当涂料均匀地喷涂在洁净的钢桶表面，经烘房完全烘干后，获得了一层各种性能良好的保护层——漆膜。整个漆膜形成过程可分两个阶段，即涂布过程和干燥成膜过程。
一、涂布过程
涂布过程是一个简单的物理过程，是指将涂料按所需厚度均匀地涂布在钢桶上的过程。这个过程一般由自动喷漆机完成。涂布过程虽简单，但必须达到它所需的两大要求，即一定的厚度和均匀，更不能出现漏涂、流挂及粗粒疙瘩等缺陷。
涂布过程中，涂层的厚度是十分重要的工艺参数。任何涂料形成的固化涂层均有一定的透气性，这与涂层的结构气孔有关。涂层的结构气孔的直径平均为10-8～10-7mm，大于气体和液体的分子直径，所以不仅气体可以通过，而且一般离子和低分子液体也可以通过。为了尽可能地提高涂层的抗渗水性和抗透气性，涂层必须要求有一定的厚度，以互相重叠复盖结构气孔，人们通常把涂层达到能起保护作用的最小厚度称为临界厚度。比如钢桶涂漆工艺规定临界厚度为O.020mm，也就是说，钢桶涂装形成的漆膜厚度不得小于这个临界厚度。只有这样的漆膜厚度才能达到保护钢桶不受外界侵蚀的目的。不同的涂料有不尽相同的临界厚度，但在涂布过程中都必须满足工艺所规定的涂层厚度。另外，涂布的均匀性也是十分重要的，如果不均匀，过薄处会降低抗腐蚀性，过厚处则容易出现流挂、起皱等缺陷。
二、干燥成膜过程
涂料被涂布在钢桶上由液态变成固态薄膜的过程，称为涂料的干燥成膜过程。干燥成膜过程是一个包括溶剂蒸发、缩合、氧化聚合等物理——化学的综合过程，整个过程既有物理作用，又有化学作用，大致又可分为两个阶段。
1. 溶剂挥发阶段
溶剂挥发阶段一般发生在烘干前期，紧接在涂布之后，大量的溶剂挥发，并且挥发过程几乎是在液体自由表面上进行。由于溶剂的挥发使漆膜的浓度改变，使涂料失去流动性。
2. 化学反应阶段
溶剂挥发失去流动性的涂料，在热量作用下，有一些靠缩合反应形成网状结构的高分子化合物，另一些漆基在空气中氧化，同时进行聚合反应形成网状结构的高分子化合物。这个过程是一个较复杂的化学反应过程，但最后生成的都是聚合度不等的具有网状结构的高分子化合物。这种高分子化合物具有良好的性能，漆膜几乎所有的保护性能都是由它提供的。
综上所述，可知在干燥成膜过程中热量和时间是必不可少的。没有足够的热量和充分的时间，涂层就得不到足够的化学反应能量或反应无法完全进行。所谓选择适当的烘干规范，就是为了获得足够的热量而设置烘房温度及烘干时间的合理配合，使漆膜达到保护钢桶的最佳结构。
