鋅合金電鍍電泳

彩色涂層鋼板技術與發展

摘要:介紹了國內外彩涂板行業的現狀與發展,彩涂板的分類方法,典型工藝流程?涂敷方式以及近年來世界有關彩涂板生產的新工藝?新技術? 關鍵詞:彩色涂層板;發展;新技術 1.前言 隨著社會經濟的發展,人們追求高品質的生活理念已滲透進鋼鐵產業,以往黑色?粗曠的鋼板已不能滿足人們的要求,色彩艷麗?功能實用的彩涂鋼板應運而生? 彩色涂層鋼板是將一種有機涂層涂敷于鋼材表面,它具有外表美觀?色彩艷麗?強度高?耐蝕性好?加工成型方便等優點,而且還可以使用戶降低成本?減少污染? 彩涂板也叫有機涂層板或預涂鋼板,它是以金屬卷材(冷軋板?熱鍍鋅板?鍍鋁板?高鋁合金板?不銹鋼板等)為基材,在表面涂敷或層壓各種有機涂料或塑料薄膜而成?由于它是在冶金工廠完成表面涂層的卷材,可供用戶直接加工成產品,所以也稱預涂卷材? 2.彩涂行業的發展情況 2.1國外彩涂鋼板的發展 1935年美國建立了第一條連續涂層鋼板線,近20年來彩涂板生產業以建筑工業為突破口得到了迅速發展,產量不斷增加,生產能力超過1800萬噸,尤其是歐美和日本發展較快,在全世界400多條生產線中,美國約占50%,生產能力超過400萬噸,而且品種齊全?日本白1958年建成了第一條噴淋式涂層生產線后,至今已有50余條生產線,生產能力近300萬噸?美國?日本?歐洲三個地區合計年生產量占世界總產量的84%? 20世紀60年代以后,特別是近二十多年來比利時?瑞典.挪威?芬蘭?巴西和東歐一些國家也相繼興建了一批生產線? 2.2國內彩涂鋼板的發展 20世紀60年代,鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所就開始著有機涂層卷材,但由于種種原因沒有進一步深入研究,直至1987年武漢鋼鐵公司引進我國第一條正規預涂卷材生產線正式運轉,宣告中國終于有了自己的預涂金屬卷材工業?緊接著廣州彩色帶鋼廠(1986年?5萬噸)?北京鋼門窗廠(1988年?3萬噸)?上海寶山鋼鐵公司(1989年,2 2.7萬噸)以及西南鋁業公司(1993年,2萬噸)等引進的預涂金屬卷材相繼投產,形成第一次預涂金屬卷材工業發展高潮? 20世紀90年代中后期出現了預涂金屬卷材業的第二次大發展,這次業主絕大多數是私營企業,他們采用國產的年產量2萬噸左右的中型生產線建廠,分布在廣東,江蘇,山東等沿海地區,此階段新建生產線數量超過50條?1998年以來,國有民營?外資相繼投資建設彩涂板生產線,其中不乏裝備水平高?產品質量優?具有競爭力的生產線,冶金系統產量所占比重逐漸減少? 2002至2005年期間,我國迎來了彩涂鋼板上業的第三次大發展?此間一批大型現代化彩涂板生產線相繼投產,寶鋼2#生產線,鞍鋼兩條生產線,首鋼彩涂鋼板生產線,本鋼生產線,邯鋼生產線,唐鋼生產線,馬鋼生產線等,武鋼2#生產線設計年產21萬噸,機組運行速度為180m/min,是全國最快生產線,超過100m/min的生產線有10余條?隨著一大批大型新建機組的投產,全國彩涂鋼板生產進入高速增長期? 3.彩涂板的分類 彩涂板兼有有機聚合物與鋼板兩者的優點,既有有機聚合物的良好著色性?成型性?耐蝕性?裝飾性?又有鋼板的高強度和易加工性,能很容易地進行沖裁?彎曲?深沖?焊接等加工?這就使有機涂層鋼板制成的產品具有優良的實用性?裝飾性?加工性?耐久性? 目前彩涂板的品種繁多,大約超過600種,但至今仍沒有一個統一的分類方法,因為眾多的品種之間難以找到一個區分的標準,同時各廠家都有其獨特的設備?工藝,產品種類繁多?現只按一般習慣分類? (1)按使用基板分類;通常用于有機涂層鋼板的基板有:冷軋板?熱鍍鋅板?電鍍鋅板?合金化板?鍍鋅鋁板?電鍍鋅合金板?電鍍鋅板?鍍鉻板?鋁板等? (2)按加工工藝分類:按涂覆方法不同,有輥涂法?噴涂法?粉末法?復膜法?印刷法等制得的有機涂層鋼板? 按涂覆次數不同,有一涂二烘?二涂二烘?三涂三烘?四涂四烘等不同工藝涂覆制得的有機涂層鋼板? 按壓花或印花加工分:還可細分為木紋板?大理石紋?養皮紋?水泥砂漿紋等涂層鋼板? (3)按涂料種類分類:通常按用于制作有機涂層的涂料分類,有聚氯乙烯涂層鋼板?聚酯涂層鋼板?丙烯酸涂層鋼板?氟碳涂層鋼板?硅聚酯涂層鋼板等? (4)按涂層性能分類:按有機涂層性能特點分,有高耐候涂層板?耐高溫涂層板?自熄涂層板?滅菌涂層板?不粘雪涂層板?耐指紋涂層板以及自潤滑涂層板等? (5)按特殊涂料和用途分類:如以環氧富鋅涂料?以冷軋鋼板為基板的有機涂層鋼板,有表面植絨鋼板以及一些特殊涂層復層板,如貼木膜板?夾芯板?防震板等? 4?彩涂板的典型生產工藝流程:(圖1) 整個機組包括以下四部分:入口段?預處理段?涂裝段?出口段?常見的二涂二洪彩涂生產線的工藝流程為:開卷à縫合à入口活套à清洗à預處理à初(精)涂裝à初(精)固化à冷卻à出口活套à剪切à卷取? 入口段:包括開卷?剪齊?縫接及貯料活套等設備,作用是將原料卷松開并將它們聯接起來,以便連續地?勻速地為機組供應金屬薄板? 預處理段:清洗被涂底板并進行表面處理,以提高防腐蝕和對上層漆膜的附著力? 涂裝段:是整個機組的核心部分,通常采用正?反兩面同時涂裝的二涂二烘工藝,即涂底漆(初涂)à烘烤固化à冷卻à涂面漆(精涂)à烘烤固化à冷卻?隨產品要求不同,還可以只一涂一烘或只涂單面?涂漆時可采用逆向或順輥涂施工?爐溫分段控制,各段溫度取決于所有涂料品種?底板厚度及通過烘爐的時間? 出口段:將產品分卷(或按要求尺寸切成單張)? 5?涂覆工藝 涂覆是指將涂料薄而均勻地涂布在被涂物表面上的工藝?隨著工業生產的發展和技術的進步,新型涂料的出現和對涂層質量要求的提高,涂覆工藝取得了很大的發展,并已逐步向自動化,無污染和高效率化方向發展? 5.1 涂裝方式 涂裝方式主要有三種:即輥涂式?淋涂式和粉涂式? a)輥涂式較為常用,對涂料的適應性強,涂后鋼板表面質量穩定,缺點是可能出現輥印? 圖2 輥涂式 圖3 淋涂法 圖4 粉涂式 b)淋涂式也稱為幕流式,其特點是涂料容易從容器底部的縫隙中均勻流出,形成涂料幕,涂到基板上?這種方法不會出現輥印,產品多用于高檔家電,但是涂布量隨速度的變化波動大,工藝控制困難,尚未大規模應用于生產? c) 粉涂式是使用高壓靜電把涂料粉粉末沉積附著到基板上實現涂裝?這種方法生產的產品綜合性能高,質量穩定,但控制難度大,因而未得到廣泛應用? 另外,還有早期采用的刷涂法,浸涂法,空氣噴涂法和特種行業使用的無空氣噴涂法,電泳涂效法等,不一一而敘述?目前,新建彩涂線多采用輥涂法施工? 5.2 輥涂方式 從帶鋼和涂覆輥的相對運動方向來看輥涂分為順涂和逆涂兩種方式? 5.2.1 順涂法:是指帶鋼和涂覆輥的運動方向一致?其特點是:適用于低粘度涂料,一般用于薄膜型涂裝?所獲得的涂膜厚度為(10-20)um?涂裝速度一般不超過100m/min?超過100m/min,應用逆向輥涂?與逆向輥涂機比較,涂布輥(橡膠輥)的磨耗小? 5.2.2 逆涂法:指的是帶鋼和涂覆輥的運動方向不一致?其特點是:適用于高粘度涂料,一般用于厚膜型涂裝?當然,在生產過程中,支撐輥?涂覆輥?提料輥及測量輥旋方向的不同組合,對帶鋼漆膜厚度都會有不同的影響? 5.3 特殊彩涂產品及生產工藝 隨著彩涂行業的發展,生產廠和涂料供應商根據不同的用途和需要,開發出許多特殊彩涂產品及生產工藝,主要有:印花,熱貼膜,熱壓花,冷貼膜,冷壓花及涂蠟保護等? 6 彩涂產品發展趨勢 2005年至2010年期間,我國彩涂鋼板的生產總量將由480萬噸增至800萬噸,其中用于建筑業占85%,家電產品為3%,其他產品占12%?可見我國彩涂板產量不少,但是大部分產品都是通用型的,質量一般?品種單一,主要用于建筑領域,汽車?家電等高檔產品依靠進口?進口量幾乎占國內彩涂板市場的一半份額?這就要求我們將關注重點放在開辟新的應用領域,能夠采用新技術生產具有不同使用特性和花色品種的有機涂層鋼板? 6.1 新工藝 新技術 6.1.1 提高基板質量 彩涂基板一般采用冷軋鋼板?熱鍍鋅鋼板?合金化板?電鍍鋅板?鍍鋅鋁板等,某些高檔產品以不銹鋼做基板,無論采用哪種基板都要求其具有較高的表面質量?板形及尺寸精度? 6.1.2 涂料的改良 由最初的醇酸樹脂?塑溶膠?聚酯樹脂?高性能的含氟樹脂到水性涂料?粉末涂料等環保節能型涂料的應用,涂料的不斷改進使產品具備耐蝕性?抗紫外線?耐候性?耐褪色性?耐磨損性?耐指紋性?耐溶劑性等,以及最新研制成功的抗菌性?防靜電?保潔性及耐黑變等彩板? 6.1.3 PET復合貼膜彩色板技術 PET是指聚乙烯對苯二(甲)酸鹽,一般使用透明的25um厚的膜,PET膜廣泛用作磁性錄音材料?照像?包裝材料等的基膜?其力學性能好,膜的硬度為1-2H;具有良好的耐熱性;除強堿外,具有良好的抗化學腐蝕性?抗溫性?抗污染性?抗去污性的抗溶劑性? PET復合貼膜彩色板一種采用PET膜與油漆復合的涂裝技術,透明的PET膜層壓到彩涂板的表面;另一種為層壓PET膜底部印畫彩涂技術,用直接照像印畫法將圖畫印到PET膜上,再用厚約5um聚乙烯類樹脂粘結劑將印好的PET膜層壓到涂好底漆的基板上,底漆多采用熱固化的環氧樹脂? 6.1.4 粉末涂敷工藝 繼幾年前國外粉末槍技術的應用,美國MSC研制出粉末云涂裝技術:將粉末涂料在強大的靜電場作用下,通過粉末旋轉刷產生涂料粉末云,形成粉末云狀?帶有很高電荷的固體涂料顆粒,飛向高速運行的基板,產生足夠大的邊界穿透力,由此,粉末顆粒便均勻地沉積在帶鋼表面上,再經過固化?保溫?淬水冷卻處理? 此種工藝能適應高速高效涂裝,產品抗腐蝕?抗劃傷?抗褪色性能好?色澤均勻?環保好?成本低? 7?結語 我國彩涂板生產無論產量?質量和機組數量上均落后于世界水平,而且據專家分析,世界彩涂板生產線的開工率通常為70%~85%,我國彩涂業面臨的形勢還是比較嚴峻的?預計在未來幾年中,國內彩涂鋼市場仍將以建筑行業為主,家電行業需求量也將明顯增加,主導產品將向薄規格?高強度?耐腐蝕性的方向發展?降低成本?提高質量?凈化處理廢物?廢氣等環保問題以及開拓更廣闊的應用領域是我們急待解決的問題?我們應投入大量的人力?物力研制新工藝?新技術?新產品,以低成本高質量的產品面向國內外的市場? 。

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