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張安良
(河北省新技術(shù)推廣站表面工程部,石家莊050081)
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,新產(chǎn)品、新裝備不斷涌現(xiàn),對涂裝的要求愈來愈高,與涂裝相配套的前處理技術(shù)隨之得到快速發(fā)展?,F(xiàn)就國內(nèi)外涂裝前處理的發(fā)展趨勢與新技術(shù)的研究現(xiàn)狀做一梗概介紹。
1.國內(nèi)外涂裝前處理的發(fā)展趨勢
GB8264—1987《涂裝技術(shù)術(shù)語》對“涂裝”(painting)的定義是:將涂料涂覆于基底表面形成具有防護(hù)、裝飾或特定功能涂層 的過程,又叫涂料施工。對“表面預(yù)處理”(surfacepretreatment)的定義是:在涂裝前,除去基底表面附著物或生成的氧化物,以提高基底 表面與涂層的附著力或賦予表面一定的耐蝕性能的過程,又叫前處理。涂裝前處理是與涂裝相配套的工藝技術(shù),它隨著涂裝設(shè)備與涂料技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。當(dāng)前,陰極電泳涂料、陽極電泳涂料、粉末涂料、重防腐涂料等已得到普遍應(yīng)用,水性涂料(水性丙烯酸涂料、水性聚酯涂料、水性乳膠涂料等)、水性自泳涂料、特種涂料(非 水分散涂料、光固化涂料、耐高溫涂料、潤滑涂料、示溫涂料、防污涂料等)也開始工業(yè)化應(yīng)用。這些涂裝工藝對前處理的要求各不相同,例如:陰極電泳要求磷化 膜耐堿性好,陽極電泳要求磷化膜耐酸性好,靜電粉末噴涂要求磷化膜薄而導(dǎo)電,自泳漆要求高潔凈度的表面且無磷化膜或者氧化膜之類的轉(zhuǎn)化膜層,水性漆要求磷 化膜耐蝕性能好。但不同的涂裝工藝對被涂表面有著共同的要求:無油脂、無污垢、無銹蝕產(chǎn)物等附著物。
2.除油除污
除油除污技術(shù)的發(fā)展方向是溫度更低、濃度更低、速度更快、無污染、系列化、普適化。當(dāng)前40~55℃的低溫除油技術(shù)已在各大汽車廠、家電企 業(yè)普遍采用,過去的那種三鹽一堿的高溫除油技術(shù)應(yīng)用廠家已不多,常溫除油(18~35℃)在一般要求的涂裝生產(chǎn)線上也有應(yīng)用。通過噴浸結(jié)合,低溫狀態(tài)下 3~5min便能除凈油污;常溫下因溶液外動(dòng)力弱,需10min左右才能較好地除去油脂,而除污能力有待進(jìn)一步提高。低(常)溫脫脂技術(shù)主要借助于表面活 性劑技術(shù)的發(fā)展。表面活性劑能夠降低水溶液的表面張力,表面活性劑的這種性質(zhì)稱為表面活性。表面活性劑除具有較高的表面活性外,還兼有潤濕、乳化、起泡、 增溶、洗滌的作用。表面活性劑分子結(jié)構(gòu)都有一個(gè)共同特點(diǎn),即分子都是由親油基團(tuán)和親水基團(tuán)兩部分構(gòu)成的,親水親油平衡值(HLB值)表示其相對強(qiáng)度。為了 能夠穩(wěn)定地分散于水中,采取親水基朝外、親油基朝內(nèi)的聚集狀態(tài),這種聚集體稱為膠束,而溶液中開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度(CMC)。在達(dá)到 CMC以后,溶液的許多性質(zhì)發(fā)生變化:表面張力不再下降,去污能力不再增加,溶液的其它性質(zhì)如黏度、電導(dǎo)等也發(fā)生明顯變化。人們正是基于對表面活性劑性質(zhì) 和機(jī)理的深入研究,在配制脫脂劑時(shí),選用性質(zhì)不同的表面活性劑,科學(xué)地進(jìn)行復(fù)配,利用其協(xié)同效應(yīng),最大地發(fā)揮表面活性劑的除油除污能力,清除多種類型的油 脂和污垢,單一的表面活性劑往往達(dá)不到這種目的,復(fù)配還使表面活性劑具有更好的穩(wěn)定性。例如將非離子型和陰離子型表面活性劑按一定比例配合,再配以無機(jī)或 有機(jī)絡(luò)合劑、增溶劑、助洗劑、緩蝕劑等化學(xué)成分組配成的脫脂劑,不僅具有優(yōu)良的脫脂能力,而且還具有除污能力,同時(shí)還能除去附著在金屬表面的某些固體顆 粒。磷酸鹽是傳統(tǒng)脫脂劑的主要原料,其脫脂能力與脫脂效果被世界公認(rèn),但磷對環(huán)境的污染尤其是對水質(zhì)的污染極大,導(dǎo)致世界許多國家和地區(qū)包括中國的部分城 市都限制或禁止排放。