制桶工艺学
第六章 涂装
第三节 其它涂装工艺简介
6.3.1 漆前磷化处理
磷化处理是将钢板表面通过化学反应生成一层非金属的、不导电的、多孔的磷酸盐薄膜，又通常被称为转化涂层。磷化膜具有多孔性，涂料可以渗入到这些孔隙中，因而能显著地提高涂层的附着力。此外，磷化膜又能使金属表面由良导体转变为不良导体，从而抑制了金属表面微电池的形成，有效地阻碍了涂层的腐蚀，可以成倍地提高涂层的耐蚀性和耐水性，所以磷化膜己被公认为涂层最良好的基底。对薄板制件的涂漆，倾向于100%地采用漆前磷化处理。
一、磷化处理的分类
磷化处理有以下几种不同的分类方法。
（1）根据所形成磷化处理剂的组成来分类。主要有铁盐、锌盐和锰盐三大类。
（2）根据所形成磷化膜的重量来分类。主要可分为重型、中量型、轻量型和最轻量型四类。或按磷化膜的厚度分，如薄膜型和厚膜型。
（3）根据磷化处理施工方法来分类，主要有浸渍和喷射两类。
前两种分类方法是相互有联系的。铁盐磷化材料所形成的磷化膜最薄，其膜重在0.3～1.0克/米2，属于最轻量型。锌盐磷化材料则根据配方的不同，可分别形成轻量型、中量型或重型磷化膜，其膜重范围很广，在1.0～100克/米2之间，膜厚可达到50微米，但用作涂层基底时，通常采用轻量型，膜重1～5克/米2，膜厚一般为3微米以下。锰盐磷化材料所形成的磷化膜则属于重型，其膜重一般超过10克/米2。
二、磷化处理的材料
1.铁盐磷化材料
铁盐磷化处理的材料主要成分是酸式碱金属磷酸盐（例如磷酸二氢钠、磷酸二氢铵等）。还含有碱金属的多聚磷酸盐（如三聚磷酸纳）以及催化剂和添加剂等。铁盐磷化主要用于涂层的漆前处理，它形成的磷化膜很薄，其膜重大多数为0.3～0.5克/米2，很少达到1克/米2。铁盐磷化膜的组成是三价的磷酸铁与三价的氧化铁，其颜色从蓝色到褐色，并具有彩虹似的外观。
在磷化处理工艺中，铁盐磷化具有磷化反应速度快，处理时间短，处理温度较低，工艺容易控制，磷化工作液的酸度低。另外还可以加入合成洗涤剂作为清洗、磷化二合一处理剂，从而可以简化工艺和设备。
2. 锌盐磷化材料
它的主要成分是磷酸二氢锌、氧化剂、催化剂和一些添加剂。作为快速磷化处理的锌盐磷化所形成的磷化膜，厚度适当（1～3微米），是涂层良好基底。
3. 锰盐磷化材料
它的主要成分是马日夫盐，它是酸式磷酸锰与酸式磷酸铁的混合物。由于锰盐磷化不宜与涂层配套使用，故在漆前磷化处理时已不再使用锰盐磷化处理材料。
三、漆前磷化处理的方怯
1. 喷射法
由于喷射的冲击力，使喷射法所需磷化时间较短，磷化液浓度也可低些，生成的磷化膜的结晶也较细，因喷射法有利于磷化晶核的生成。但喷射法设备复杂，维护工作量较大，需要经常检查，疏通喷嘴。
2. 浸渍法
浸溃法的优点正好与喷射法相反，处理时间较长，温皮、浓度也较高，而且生成的磷化膜结晶也要粗些。但设备简单，维护工作量也小。
6.3.2 静电涂装
一、静电涂装的原理
静电涂装是以接地的钢桶作为阳极，涂料雾化器或电栅作为阴极，按上负高压电，在两极间形成高压静电场。在阴极产生电晕放电，使喷出的漆滴带电，并进一步雾化。按照同性相斥，异性相吸的原理，带电漆滴受静电场的作用沿电力线方向被高效地附在钢桶上。静电涂装一般将放电极作为阴极，这是由于负电晕放电的临界电压较正电晕放电的临界电压低，且不易产生火花放电，所以在实际应用时较安全。
静电喷涂可分为阴极电棚法和电喷枪法两种。在采用电喷枪静电涂装时，放电极与涂料雾化器合二为一。漆滴通过电子密度大的电晕套进入电场，因而荷电机率较阴极电棚法高，明显地提高了静电涂着效率。阴极电栅法己逐步被电喷枪法取而代之。
二、静电涂装工艺的特点
静电涂装工艺具有下列特点：
（1）能大幅度地提高涂料的利用率。静电涂装是靠静电引力将涂料粒子涂着到钢桶上，因而能大幅度地减少由喷雾回弹和喷逸现象而造成的漆雾飞散损失。涂料的耗用量约为空气喷涂的50～90%。
（2）能成倍地提高生产率，适用于大批量流水线生产，实现涂装自动化。
（3）因不产生大量废漆雾，卫生环境大大改善，涂装的维护费用减少。
（4）因静电屏蔽作用和电场分布不均，可能造成漆膜不均。而且易受涂装时空气温湿度的影响。
（5）对所用涂料和溶剂有一定要求，必须合理选用。
三、静电涂装的设备
电喷枪和高压静电发生器是静电涂装的关键设备。
电喷枪既是涂料雾化器又是放电极。它的工作原理是靠静电斥力、离心力、压缩空气等作用力将输送到电喷枪前端的涂料予以分散和雾化，飞离喷电。喷头前端配置有很尖锐的针状或锐边状的放电极，当接上负高压电后构成不均匀电场，即产生电晕放电。漆滴飞离喷头，经放电极周围的电晕套而获得电荷。带电的漆滴靠静电斥力在飞行过程中进一步雾化，并靠静电引力附着在钢桶上。按雾化涂料方式不同，电喷枪可分为离心力静电雾化式，空气雾化式，静电雾化式等种类。
高压静电发生器是提供直流高电压的装置，一般由升压变压器、整流回路、安全回路组成，产生3～12万伏直流高电压。现今静电涂装使用的高压静电发生器均属微功率型，按产生肖压静电的原理可分为倍压整流式、气流动力式以及高应静电发生机等种类。
四、静电涂装的材料
静电涂装所用的涂料必须符合静电涂装的要求，在使用一般溶剂型涂料时，须注意下列性能：
（1）涂料的电性能。主要是电阻值。电阻值过高，粒子荷电困难；电阻值过小，易产生漏电，甚至送不上高压。
（2）涂料的粘度。一般较空气喷涂的粘度要低一些，主要使涂料表面张力减小，充分雾化。
（3）涂料的易燃性。一般不宜采用易燃的涂料，所用溶剂的闪点应高于21℃。
6.3.3 粉末涂装
粉末涂料完全不同于液态涂料，它具有以下特性：不含溶剂，不需要稀释和调整粘度，本身不流动，熔融后才能流动，不能像液态涂料那样粘附在钢桶表面上。基于上述特性，必须采用与此材料相适应的粉末涂装。
一、粉末涂装方法
粉末涂装法一般可分为两大类。一类是粉末熔融涂装法，它是靠粉末的熔融附着力成膜的。这一种方法还可进一步分为：涂料加热的熔射法和工件加热的喷涂法与流动床渍法。另一类是静电粉末涂装法，它是靠静电引力附着成膜的，这种方法也可细分为：喷涂法、流动床浸法以及振荡涂装法等等。
二、粉末涂装的材料
粉末涂料可分为热固性型和热塑性型两大类，很多合成树脂都可作为粉末涂装的材料。
1. 热固性粉末涂料
热固性粉末涂料的主要组成是由各种热固性的合成树脂，如环氧、聚醋、丙烯酸、聚氨酶等。其中环氧与环氧改性的粉末用途最广，丙烯酸也日益得到广泛的应用。在配方中常加上起交联反应的固化剂，在一定温度下，发生交联反应而固化。这类涂料具有融熔粘度低、流平性好的特点，因为各种树脂经与固化剂交联后成为大分子网状结构，因此能形成不溶不熔的坚韧而牢固的保护涂层。
2. 热塑性粉末涂料
由热塑性合成树脂作为主要成膜物质，特别是某些不能为溶剂所溶解的合成树脂，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、碳氟树脂以及其它工程塑料粉末，均可作为粉末涂料的原材料。此外如醋酸丁酰纤维、聚聚酰胺、氯化聚醚等均属于热塑性粉末的成膜材料。热塑性粉末涂料经熔化、流平、冷却和淬取凝固而成膜，配方中不加固化剂。热塑性粉末涂料具有较高的物理机械性能，但在施工时熔融粘度较高，流平性较差。涂层表面容易产生小气孔，附着力也比热固性粉末差些。
