淺析噴塑與噴漆的工藝特點

1、淺析噴塑與噴漆的工藝特點摘 要：本文較為詳細(xì)地介紹了噴塑與噴漆二者之間的工藝特點，為正確地選擇噴塑工藝或噴漆工藝，從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性兩方面提供了參考依據(jù)，以確保產(chǎn)品表面涂層質(zhì)量且具有良好的性價比。0 引 言隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種新型的工程材料層出不窮，正逐漸進(jìn)入人們的視野，應(yīng)用于生產(chǎn)及生活之中。然而，基于性能和經(jīng)濟(jì)性考慮，要想在短時間內(nèi)，用新型的工程材料取代目前廣泛應(yīng)用的黑色金屬是不可能的，也是不現(xiàn)實的。在目前的情況下，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常的生活用品中，鋼鐵制品仍占有絕對的份額。以鋼鐵為原材料，制成各種零部件以后，必須對零部件的表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，否則，其表面裸露在大氣中的零部件，

2、與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，會很快出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，將使零部件逐漸失去其原有功能，最后使得整個設(shè)備或產(chǎn)品無法使用，造成資源的浪費。表面處理技術(shù)，包含表面覆蓋技術(shù)、表面改性技術(shù)及復(fù)合表面處理技術(shù)三部分。而在這三部分中，應(yīng)用最廣泛的是表面覆蓋技術(shù)，在該技術(shù)中應(yīng)用最多的是涂裝工藝，因為該工藝具有質(zhì)優(yōu)價廉的顯著特點，在滿足零部件防腐功能的同時，還具有良好的裝飾作用。五光十色的艷麗色彩，使人們在充分享受現(xiàn)代物質(zhì)文明帶來便利的同時，也會產(chǎn)生視覺上的美感，使人們賞心悅目，心情舒暢，給人以精神享受。傳統(tǒng)的涂裝工藝僅指噴漆工藝，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，從八十年代起噴塑工藝作為后起之秀，在我國逐漸進(jìn)入了涂裝領(lǐng)域，且

3、在某些應(yīng)用領(lǐng)域大有形成取代噴漆工藝之勢。因此，現(xiàn)在我們所指的涂裝工藝，包含噴漆工藝和噴塑工藝兩部分。用油漆對產(chǎn)品表面進(jìn)行涂裝已有數(shù)千年的歷史，在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，噴漆工藝在相當(dāng)寬廣的領(lǐng)域里仍將發(fā)揮其主導(dǎo)作用;而噴塑工藝的歷史雖然僅有短短的五十余年，但其優(yōu)異的涂層性能及良好的經(jīng)濟(jì)性已愈來愈被廣大用戶所認(rèn)可。因此，對于這兩種工藝不能簡單的厚此薄彼，而是各有千秋，應(yīng)具體情況，具體分析，在特定的使用條件下，尋求相對最佳的涂裝工藝。為了達(dá)到此目的，就應(yīng)對噴塑工藝和噴漆工藝的工藝特點有一個較為全面的了解，只有這樣，才能在對工件的涂裝工作中做到有的放矢，取得較好的涂裝效果。下面我們就這兩種涂裝工藝的特點，

4、做一簡要概述。1 噴塑工藝與噴漆工藝各自的特點1.1 噴塑工藝1.1.1 無溶劑、減少公害油漆在生產(chǎn)、運輸、儲存以及施工過程中，由于溶劑的揮發(fā)會給大氣或水造成嚴(yán)重污染，并給操作人員帶來身體傷害。如果保管和操作不當(dāng)很容易引起火災(zāi)，此外廢漆處理也十分困難。而粉末涂料不含任何溶劑，是100%的固體份涂料，它的制造、運輸、儲存和施工解決了因溶劑而造成的污染問題，改善了操作人員的勞動條件，有利于操作人員的身心健康。1.1.2 簡化涂裝工藝，提高涂裝效率在采用油漆工藝涂裝時，需經(jīng)噴涂底漆、刮膩子、水磨、噴面漆、噴罩光漆等“三磨三抄”十多道至二十多道工序，七至十天加工周期。而采用噴塑工藝涂裝只需噴涂、固化、

5、冷卻等三道工序，一次成膜。大大簡化了涂裝工序，縮短了生產(chǎn)周期，當(dāng)天就能出產(chǎn)品。在粉末涂料靜電涂裝中，配置自動涂裝機(jī)械和回收循環(huán)系統(tǒng)，就能形成自動化生產(chǎn)，從而節(jié)省了能源和資源，提高了生產(chǎn)效率。1.1.3 粉末涂料利用率高，并可回收再用與油漆相比，粉末涂料可以直接涂敷到被涂物表面上去，經(jīng)烘烤固化后形成涂膜，而且未被涂上的粉末可以回收后再送入供粉系統(tǒng)中使用，從而大大減少粉末涂料在施工中的損失，粉末涂料利用率均在95%以上，而油漆除溶劑全部揮發(fā)損失外，未被涂上的油漆很難回收再用，故一般油漆的實際利用率在50%左右。1.1.4 粉末涂膜性能好、堅固耐用粉末涂料可以利用常溫不溶于溶劑的樹脂，或利用不易溶解

6、而無法液體涂料化的高分子樹脂來制造具有各種功能的高性能涂膜。且粉末涂料在制造或形成涂膜時，沒有溶劑加入和放出，不易形成貫通涂膜的針孔，可以得到致密的涂膜。與油漆涂膜相比，粉末涂膜更加堅固耐用。1.1.5 可實現(xiàn)一次性涂裝粉末涂料一次涂裝就能得到50300m厚的涂膜，并且不易產(chǎn)生油漆厚涂時的滴垂或積滯，不發(fā)生溶劑針孔，不造成厚膜涂裝的缺陷，而且邊角覆蓋率也很高。而油漆一般一次涂裝的膜厚在520m，如果要得到厚涂膜或中高檔要求的涂膜，必須經(jīng)過多次涂裝方可實現(xiàn)。1.1.6 調(diào)色換色困難，周期較長由于粉末涂料調(diào)色不可能像油漆那樣可以用原色料現(xiàn)場調(diào)配，粉末涂料的顏色在出廠時已經(jīng)確定，如果要改變粉末涂料的

7、顏色，就需要改變粉末涂料的配方，所以很難在短時間內(nèi)完成調(diào)色工作。粉末涂料的換色也比較麻煩，由于粉末靜電涂裝效率高，如果作業(yè)過程中間換色，就必須將噴槍、供粉器、噴粉室、輸粉管、回收系統(tǒng)等全部清理干凈，否則將嚴(yán)重影響涂膜表面質(zhì)量。特別是深色與淺色的變換更為復(fù)雜，故不易在短時間內(nèi)變換多種色調(diào)。1.1.7 不易實現(xiàn)涂層薄膜化由靜電噴塑的工藝原理所致，粉末涂料的膜厚一般均在50m以上，即使粉末涂料精良，施工條件良好，最低的膜厚也在40m左右，要實現(xiàn)40m以下的涂膜目前是十分困難的。1.1.8 涂膜的外觀平整度略差由于粉末涂料是借助于加熱熔融而流平在被涂物上的，所以其熔融粘度高，易呈輕微桔皮狀，涂膜平整度

8、不如油漆，故目前對高級轎車的外裝飾，均采用電泳涂裝工藝。1.1.9 具有一定的局限性噴塑工藝的局限性主要表現(xiàn)在三個方面，首先由于粉末涂料固化溫度一般均在160以上，這就限制了在一些不耐熱的產(chǎn)品上的應(yīng)用(如塑料);其次由于噴塑工藝絕大多數(shù)都是采用靜電噴塑，因此被涂物必須能導(dǎo)電，這就要求被涂物須是金屬件，如果是非金屬件則表面必須經(jīng)過導(dǎo)電處理，并且能耐160以上的溫度;最后一點，在實際工作中，基于經(jīng)濟(jì)性考慮，噴粉室、烘干室以及前處理槽不可能做的很大，因此大型工件均不能采用噴塑工藝，如列車車廂、橋梁、吊車等。1.2 噴漆工藝1.2.1 油漆品種繁多，選擇范圍廣采用油漆工藝涂裝產(chǎn)品已有數(shù)千年的歷史，工藝

9、成熟，油漆品種繁多，根據(jù)成膜物質(zhì)我國將油漆分為十七大類，生產(chǎn)的各種油漆已多達(dá)上千種，新的品種還在不斷出現(xiàn)，既有用于航空、航天等高科技產(chǎn)品上的專用油漆，又有用于艦船的甲板漆、水線漆，還有家庭裝修常用的乳膠漆，可謂琳瑯滿目，門類齊全。用戶在選用油漆時，可以根據(jù)產(chǎn)品的性能、用途、使用環(huán)境等因素，有針對性的選擇油漆，以期達(dá)到相對最佳的涂裝效果。而粉末涂料目前只是簡單的分為室內(nèi)粉和室外粉。1.2.2 工藝手段齊全，適應(yīng)性強(qiáng)油漆作為一種有著悠久歷史的傳統(tǒng)工藝，并隨著科學(xué)的發(fā)展其工藝手段更加趨于完善。目前油漆涂裝的方法有刷涂法、浸涂法、淋涂法、滾涂法、刮涂法、空氣噴涂法、高壓無氣噴涂法、電泳涂裝法、靜電噴涂

10、法等，其中刷涂法、空氣噴涂法和電泳涂裝法應(yīng)用較為廣泛，一般的廠家絕大部分都采用空氣噴涂法和刷涂法，當(dāng)產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)且對涂膜表面質(zhì)量有較高要求時，如轎車表面的涂裝，則可采用電泳涂裝法。1.2.3 設(shè)備一次性投資小如前所述，空氣噴涂法是目前涂裝廠家使用最廣的噴涂法，適宜于中、小涂裝作業(yè)。操作是手工的，噴涂質(zhì)量的好壞取決于操作者的熟練程度，但生產(chǎn)效率遠(yuǎn)高于刷涂法。具有施工簡單，涂膜分散均勻、平整光滑等特點。所需設(shè)備僅有噴槍、空氣壓縮機(jī)、油水分離器及必要的輸氣膠管等附件，與噴塑工藝動輒幾十萬、上百萬的設(shè)備投資相比，設(shè)備一次性投資小，生產(chǎn)成本低，投資回收快。至于常用的刷涂法，是一種最原始和最簡單的涂裝方

11、法，用漆刷蘸漆后在被涂物上涂展。具有設(shè)備工具簡單、操作不限于一定場地、被涂物不拘形狀和大小、除了干性快和涂展性不良的揮發(fā)性油漆外，任何油漆都可采用刷涂等特點。在采用刷涂法涂裝工件時，僅需刷子、拂塵刷、膩子刮刀、砂紙、攪拌用不銹鋼或木質(zhì)攪棒、棉紗和細(xì)銅絲網(wǎng)等工具和材料，其成本與噴塑工藝相比，其成本簡直可以忽略不計。1.2.4 可以簡化前處理工序由于噴塑工藝是通常采用靜電吸附方式將粉末涂料直接噴涂到裸露的金屬表面，因此對被涂物的前處理工序要求較為嚴(yán)格，在噴塑前必須確保被涂物無油、無銹、無任何雜質(zhì)，且被涂物表面應(yīng)有一層均勻分布的磷化膜，用以提高涂膜的附著力和耐腐蝕能力;否則如果被涂物經(jīng)前處理工序后，

12、表面仍存在油污、銹跡、未生成磷化膜或磷化太薄等現(xiàn)象，這些都會影響到涂膜質(zhì)量，在不太長的時間內(nèi)，涂膜就會出現(xiàn)銹跡、脫落等缺陷，將嚴(yán)重影響到涂膜的使用壽命。而在采用噴漆工藝時，由于底漆具有優(yōu)良的防銹性能，與基材和面漆的附著力良好，故極大地提高了涂膜的耐腐蝕性能，能確保涂膜的使用壽命。因此在噴漆前只需對被涂物進(jìn)行除油和除銹處理，而不需經(jīng)過磷化處理，就可對被涂物噴涂底漆。因此簡化了前處理工序，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。1.2.5 對操作者的技能要高由于油漆的品種繁多，這就要求操作者對各類油漆的用途、性能、使用范圍、施工方法、操作中的注意事項以及各類油漆的配套性都要做詳細(xì)地了解，并需具有一定的色彩

13、學(xué)知識，能根據(jù)工作需要利用原色，調(diào)配出被涂物所需要的色彩。一般油漆涂膜是由底漆、膩子、面漆三部分組成，因此在施工時須掌握正確的涂裝工藝，避免出現(xiàn)涂膜質(zhì)量問題。同時在采用常用的空氣噴涂法或刷涂法時，由于二者均為手工操作，其涂裝質(zhì)量與操作者的技術(shù)水平密切相關(guān)，由此可見，一名合格的噴漆操作者，不但應(yīng)具有相關(guān)的專業(yè)知識，還應(yīng)具有嫻熟的操作技能。1.2.6 生產(chǎn)周期較長，綜合成本高噴漆的工序多于噴塑工序。一般來說典型的噴漆工藝包含下列六個步驟：首先是涂裝施工前的準(zhǔn)備工作，具體內(nèi)容為：涂料性能檢查，充分?jǐn)噭蛲苛希{(diào)整涂料粘度，涂料凈化過濾，涂料顏色調(diào)整;其次是涂底漆;第三步是涂刮膩子;第四步是涂中間涂層;

14、第五步是打磨;最后一步是涂面漆。在施工過程中，要使用底漆、膩子、稀釋劑、面漆等多種材料，各個工序之間須留有干燥時間，有些油漆不能自然干燥，還需進(jìn)行加熱烘干。因此，無論從材料消耗、能源消耗，還是人工成本諸方面來講，噴漆工藝的綜合成本均高于噴塑工藝，且生產(chǎn)周期較長。1.2.7 環(huán)保性差，有損操作者身體健康由于油漆含有一定的有機(jī)溶劑，在施工和固化過程中，這些有機(jī)溶劑易揮發(fā)在空氣中，在采用空氣噴涂法時，還會產(chǎn)生大量的過噴漆霧。上述兩個原因產(chǎn)生的廢氣，如果不經(jīng)處理排入大氣，將會對空氣、生物及環(huán)境造成極大地污染和危害。有機(jī)溶劑的毒性很大，吸入人體內(nèi)，將危害人的呼吸器官、神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)。涂裝生產(chǎn)過程中的

15、大量漆霧微粒是濕性粉塵，包括涂料的全部組成，如顏料、樹脂、各種輔助材料及有機(jī)溶劑等。這些化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入人體會危害呼吸道、肺、胃及其它器官，還能引起鉛中毒。有機(jī)溶劑和涂料微粒還可以損害皮膚，使皮膚脂肪溶解后干燥、發(fā)炎及其它皮膚病，又可通過皮膚浸入體內(nèi)，造成危害。1.2.8 火災(zāi)危險性高于噴塑工藝我們說采用噴漆工藝的火災(zāi)危險性高于噴塑工藝，是基于如下三點理由：首先是由于油漆中含有易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，在施工及涂膜固化過程中，溢出的有機(jī)溶劑與空氣混合積聚到一定的含量范圍內(nèi)，一旦接觸明火(火花、火星)，就很容易引起燃燒和爆炸，而粉末涂料的成份中不含有機(jī)溶劑，故危險性低于噴漆工藝;其次是油漆的燃點、閃點、點火

16、能量均低于粉末涂料，燃燒擴(kuò)散速度快于噴塑工藝，因此在相同的條件下，噴漆工藝的燃燒和爆炸的危險性高于噴塑工藝。最后一點，由于噴粉是在噴粉室內(nèi)進(jìn)行的，噴粉室內(nèi)都配置有抽風(fēng)系統(tǒng)，確保在噴粉時室內(nèi)粉末的濃度大大低于爆炸下限的濃度，而且在噴粉時須首先打開抽風(fēng)系統(tǒng)，待系統(tǒng)正常工作后，才能接通噴槍工作電源，使其實施涂裝作業(yè)。這樣從設(shè)備配置和操作規(guī)程兩方面來確保噴塑工藝的安全性。而在采用常用的空氣噴涂法涂裝工件時，無論是通風(fēng)設(shè)備，還是施工環(huán)境以及操作規(guī)程均遜色于噴塑工藝，因此前者發(fā)生火災(zāi)的危險性要高于后者。有一點須特別提示，盡管噴漆工藝的火災(zāi)危險性高于噴塑工藝，但是一旦粉末涂料發(fā)生爆炸，其爆炸的強(qiáng)度和破壞力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油漆涂料。2 結(jié) 語我們知道，涂