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敢于承擔 不斷挑戰 持續創新

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新聞資訊

        隨著國家對工業環保的重視,越來越多的企業開始尋找環保創新之路,為企業能夠繼續生存打下堅實基礎。鈑金制作行業表面噴涂的前處理將面臨環保政策的嚴峻考驗,生產廢水經污水處理后的排放濃度能否達到國家《污水綜合排放標準》將迎來新的挑戰。

磷化工藝

        磷化工藝常用于鍍鋅板、熱鍍鋅板、鍍鋁鋅板、冷軋碳鋼板的前處理工序,其處理流程為:預脫脂→主脫脂→水洗→水洗→表調→磷化→水洗→水洗→干燥→噴涂。其中,脫脂主要是依靠脫脂劑對金屬基材表面污物的溶解作用,依靠表面活性劑對污物潤濕、滲透、分散等物理作用,使污物成為可溶解或者可分散的,達到金屬表面清潔。表調是用磷酸肽膠體溶解處理,由于膠力表面能很高,對金屬表面有極強的吸附作用,膠體的微粒吸附在金屬表面上,形成一層均勻的吸附層,磷化時這層極薄的吸附層就是一層分布均勻、數量極多的磷酸鹽結晶晶核,因而促進結晶均勻快速形成,限制了大晶體的生長,結果就促使了磷化膜的細化和致密,提高了成膜性,縮短了磷化時間,降低膜厚度,同時也能夠消除鋼鐵表面狀態差異對磷化質量的影響。磷化是指在金屬基材表面形成一層致密的磷酸鹽膜,膜層形狀為結晶型,工件在離開清水面后,因其表面良好的均勻潤濕性而在 30s內呈現水膜連續不破的一種狀態。鋅系磷化膜顏色呈灰色、灰黑色。

陶化工藝

        陶化工藝常用于鍍鋅板、熱鍍鋅板、鍍鋁鋅板、冷軋碳鋼板、3 ~6系鋁板以及不銹鋼304、410、430的前處理工序,其處理流程為:預脫脂→主脫脂→水洗→水洗→陶化→水洗→水洗→干燥→噴涂。其中,陶化是指酸性溶液中的電化學反應生成惰性氧化物膠體,在金屬(鐵、鋅、鋁及其合金)表面凝聚沉積(根據溶膠、凝膠原理形成一種溶膠粒子結構,溶膠粒子具有很強的凝聚功能)。隨著反應的進行,逐漸形成三維網狀的溶膠結構,凝聚沉積轉化成具有納米級的有機或無機復合轉化膜。陶化膜外觀呈均勻金黃色,甚至為藍紫色。

        陶化與磷化的工藝對比

        ⑴工藝簡單化:陶化工藝中取消了表調工序,省去了復雜的除磷部分,操作過程中只需要監測pH 和鋯點,pH=4.8~5.5,而且藥劑添加量相比磷化有較大的減少。

        ⑵節能:陶化回流水可進行循環使用,成本低、系統長度縮短,容易控制、質量穩定,符合工業環保理念。

        ⑶環保:磷化液中含有磷、鋅、鎳、錳等重金屬元素,含有硝酸鹽、亞硝酸鹽等致癌物質,需要面臨環保和繁瑣的污水處理工藝等多重壓力;陶化液中不含有磷、鋅、鎳、錳等重金屬元素,污水處理量少,可緩解環保壓力,節省污水處理成本,優異的環保工藝不產生有害物質。

        ⑷沉渣:磷化工藝有大量沉渣產生,沉渣容易堵塞噴淋管道,維護成本相對較高,且對設備使用壽命有一定影響。陶化屬微渣或無渣處理,幾乎不涉及對噴淋設備的清理和維護,排放物和淤渣無磷無渣無毒害及重金屬;磷化沉渣量不超過 2.5g/m2,陶化沉渣量不超過50mg/m2。

        ⑸ 磷 化 工 藝 pH為2 ~3,陶化工藝pH為4.8~ 5.5,陶化工藝酸堿性指標明顯低于磷化工藝。

        ⑹適用范圍廣:陶化工藝可用于多種金屬的處理,冷軋板、鍍鋅板、電鍍鋅板、鋁板均可混線處理。

陶化與磷化的試驗對比

        結合兩種前處理液不同的性能,分別對304不銹鋼板、鋁板、鍍鋅板、鍍鋁鋅板和碳鋼板五種基礎素材進行前處理,隨后,噴涂丙烯酸樹脂涂料,固化并冷卻后,對樣件進行附著力、抗沖擊、耐腐蝕性能測試。其中,測試要求:附著力為 0級,耐沖擊為隨線試40kg/cm,耐腐蝕性為 240h、單面不超過2mm;參考標準:附著力參照 GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的劃格試驗》,耐沖擊參照GB/T 1732—1993《漆膜耐沖擊性測定法》,耐腐蝕性參照GB/T 1771—2007《色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》;涂層厚度:80 ~120μm。

        ⑴附著力測試結果對比,如圖1所示,圖1中“○”表示不合格,由圖 1可知,磷化工藝附著力兩項不合格,陶化工藝附著力一項不合格。

圖 1 附著力測試結果對比

        ⑵抗沖擊測試結果對比,如圖2所示,圖2中“×”表示不合格,由圖 2可知,磷化工藝抗沖擊三項不合格,陶化工藝抗沖擊一項不合格。

圖 2 抗沖擊測試結果對比

        ⑶耐鹽霧試驗測試時間為 240h,結果對比如圖 3所示,圖3中“×”表示不合格,由圖3可知,磷化工藝耐鹽霧有兩項不合格,陶化工藝耐鹽霧有一項不合格。

圖 3 耐鹽霧試驗測試結果對比

        經過磷化工藝和陶化工藝處理后,對五種樣件附著力、抗沖擊、耐腐蝕性能測試結果進行統計,如表 1所示。

表1 陶化與磷化噴涂前處理工藝性能測試結果

        經試驗數據綜合分析可知,陶化工藝適用的材質要比磷化工藝多。在附著力方面,陶化膜層的三維網狀結構中由于 Si-O-Me 共價鍵,提高了膜層與金屬基材之間的結合力。此外,硅烷聚合物帶有的羥基、氨基官能團在漆膜固化過程中與漆膜發生反應,從而進一步提高了金屬基材與漆膜之間的附著力,使陶化膜層中三維網狀結構更加穩定,為金屬基材提供了優良的耐腐蝕性能??傊?,陶化工藝在環保及產品性能指標上都略勝于磷化工藝。

新型環保陶化工藝應用狀況

        目前新型陶化工藝已在市場上得到了大量的推廣應用,生產效果也得到了相關的驗證,對冷板、鍍鋅板、鋁板、不銹鋼板、鍍鋁鋅板等多種材料可以進行共線使用,并且附著力和噴涂后500h鹽霧測試效果也得到了相關驗證,均有不錯的效果,而且在目前環保趨勢下,眾多使用磷化工藝的客戶也逐漸轉換成陶化工藝。陶化膜外觀呈現均勻金黃色,依據材料的不同或者陶化時間的不同,會有相關的顏色變化,或者為藍紫色,或者為無色,均勻金黃色為標準顏色,如圖 4所示。

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