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| 家電粉末塗裝技術現狀及展望 |
發布時間：2019-8-30
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概述了家電粉末塗裝特點及家電產(chan) 品塗裝係統；介紹了家電基材的要求、熱鍍鋅板與(yu) 冷軋板基材的塗裝工藝流程，以及塗裝設備與(yu) 質量管控；闡述了低能耗、環保性、高質量將成為(wei) 電家電粉末塗裝的必然發展趨勢。 早期家電產品（如洗衣機、電冰箱、電飯煲等）表麵塗裝大部分采用的是噴漆工藝， 通常是“一層一烘”、“兩層一烘”和“兩層兩烘”這3種型式，一般底漆采用環氧底漆或水性電泳漆，麵漆使用溶劑型丙烯酸烘烤麵漆或氨基醇酸烤漆。
20世紀90年代以後， 由於人們對環境保護認識的提高和降低塗料揮發物的排放，作為無公害、利用率高、無溶劑揮發的华体会体育hth首页開始廣泛使用。
針對家電產品所處的使用環境可分成室內產品和室(戶)外產品兩種。一般室內產品使用環氧或環氧聚酯混合型华体会体育hth首页；而對於室外產品采用耐候性的純聚酯华体会体育hth首页或丙烯酸华体会体育hth首页。
因此， 家電產品粉末塗裝不僅要掌握塗裝材料、塗裝技術（設備和工藝）、塗裝管理等關鍵因素，更要關注家電產品塗裝過程中所帶來的環境汙染問題，這就要求今後家電塗裝必須是“安全、綠色、環保”型的自動化生產過程。
家電產品主要是與人們日常生活息息相關的電器產品，如家用空調、冰箱、洗衣機（圖1a）、電飯煲、抽油煙機（圖1b）、消毒櫃、熱水器（圖1c）、電風扇等。這些家電產品的表麵塗裝有下列特點：
①家電產品大部分是室內使用，因此，要求這些產品外觀優美；②因家電產品是人們生活必需品， 故產量大，適於流水線生產方式；③有些家電產品所處環境惡劣（如室外、油煙等），所以塗裝質量要求高；④隨著家電產品的普及， 市場價格競爭激烈，因此，要求降低塗裝成本。家電塗裝是指家電產品塗裝係統，它們包括塗裝材料、塗裝技術和塗裝管理這3個方麵，簡稱“三要素”。塗料的質量和配套性是獲得優質塗層的基本條件。塗料選用不當，例如在濕熱氣候條件下選用耐水性、耐潮濕不好的塗料，即使施工得再精心，所得到的塗層也不可能耐久，塗層會早期起泡；又如把耐候性不佳的室內用塗料，錯用作戶外的麵漆塗層，同樣容易產生失光、變色和粉化等漆膜弊病。從經濟上來看，延長塗層的使用壽命意味著最大的節約。
塗裝技術(設備及環境)的正確與否是充分發揮塗料性能的必要條件。塗裝管理是確保所製定工藝的正確實施、達到塗裝目的和塗膜質量的必要條件。
上述塗料、塗裝技術和塗裝管理這三要素是互相依存的關係，製漆（粉）技術人員、塗裝工藝人員和塗裝作業人員對這三要素，雖各有側重，但都應有所了解。
塗裝工藝人員不僅要熟知塗裝技術及有關的基礎理論，也要熟悉和研究各種塗料的性能、規格型號、施工要求、價格和國內外應用實例等。塗裝作業人員要了解所用塗料的性能、塗裝工藝及塗裝設備等方麵的技術知識， 提高嚴格執行工藝文件的自覺性和責任性。如果一個操作工人隻知其然，而不知其所以然，盲目操作，就極易產生安全或質量事故，造成材料的浪費。
一般情況下，家電產品的基材大部分都是小於1.5 mm厚度，基本上是冷軋板和鍍鋅板；對於≥1.5 mm 的板材，適用於戶外產品或特種環境下的機組底座類零件。詳細要求如下：
①厚度t≤1.5 mm （如0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5 mm等）的鈑金噴塑件，通常情況下應選用鋅板（電鍍鋅或熱鍍鋅），其表麵狀態為塗油；所有底盤組件或接水盤組件， 在條件允許的情況下， 優先選用熱鍍鋅板。特殊環境下（如鹽礦地區、沿海區域等），應選用耐蝕較好的熱鍍鋅板（鋅層厚度≥275 g/m2 雙麵）或合金化板（鋁鋅/鋅鐵/鋅鋁等）加表麵噴塑處理，且其表麵狀態隻塗油。
不需塗裝的內部結構件選用鈍化+塗油的熱鍍鋅板（鋅層厚度≥220 g/m2 雙麵）；
②厚度在1.5 mm<t≤2.5 mm 範圍時， 原則上要求使用鍍鋅板。若無此規格的鍍鋅板時，允許用相同規格的冷軋板，但必須要進行電泳後再噴塑（即電泳+噴塑）。
根據家電產品（如冰箱、電飯煲、抽油煙機、消毒櫃等）基材不同，選取的表麵塗裝工藝也不同。目前典型的家電產品表麵塗裝工藝采用無磷脫脂、環保型轉化劑和靜電粉末噴塗。
工件上線→熱水洗（溫度50 ℃/噴淋1 min）→脫脂（二次，水性無磷脂劑，溫度50 ℃/噴淋2 min）→水洗（二次，常溫/噴淋1 min）→轉化（環保型混合轉化劑）→水洗（二次， 常溫/噴淋1 min）→純水洗→水份烘幹→冷卻→表麵噴塑→粉末固化→冷卻終檢→工件下線。工件上線→熱水洗（溫度50 ℃/噴淋1 min）→脫脂（二次，水性無磷脂劑，溫度50 ℃/噴淋2min）→水洗（二次，常溫/噴淋1 min）→轉化（環保型混合轉化劑）→水洗（二次， 常溫/噴淋1min）→純水洗→陰極電泳（浸泡2min/30±2 ℃），→超濾水洗（二道超濾水+純水）→電泳烘幹→冷卻→表麵噴塑→粉末固化→冷卻終檢→工件下線。
“工欲善其事，必先利其器”。在家電市場競爭中越來越重視產品表麵質量的情況下， 塗裝設備及其塗層質量的影響，引起了各企業的高度重視。通過對塗裝設備進行較大幅度的投入， 提高了家電產品的外觀質量，降低了原材料和能源的消耗，改善了勞動條件，減少了環境汙染，取得了良好的經濟效益和社會效益。
塗裝設備是指塗裝生產過程中使用的設備及工具。家電塗裝設備目前一般包括：前處理（脫脂、清洗、轉化等）、塗料施工設備（電鍍、電泳、噴漆、噴粉等）、烘幹和固化設備、塗裝吊掛具等。
從塗料轉換成具有特殊功能的塗層，塗裝設備起到了“橋梁”作用。它是塗裝的“硬件部分”，也標誌著塗裝的工藝水平。塗裝設備為塗裝係統五因素（即塗料、設備、環境、工藝和管理，簡稱“三硬二軟”）中重要的一個環節。圖2為靜電粉末噴塗的進口噴粉主機設備係統示意圖。
要將家電產品的質量問題消滅在塗裝實施的過程之中，消滅在萌芽狀態，是提高塗層體係質量最重要環節。因此，要重點做好專業塗裝施工單位的質量檢驗與管理。操作者自檢、班組長督檢、質檢員專檢，控製好出廠質量關，可以減少塗裝需求、塗裝供給、塗裝監理以及塗料供應商各方的糾紛和處理質量問題的工作量。
家電塗裝質量的好壞與塗料、設備和塗裝工藝均有關係，它直接影響家用產品的使用壽命、銷售量等。一般認為，家電產品塗裝質量的好壞最終體現在塗層質量的優劣上，所以比較重視對塗層性能的檢測。家電產品塗裝質量主要有：塗層外觀、色差、光澤、附著力、硬度和厚度等。
近幾年來，國家在發展經濟建設的同時，大力提倡企業清潔生產、創建環境友好企業，注重汙染防治。家電行業又提出了“低碳減排、綠色生產”的口號，要求家電行業的塗裝更關注環境保護和資源的節約， 為了達到家電行業塗裝全過程的“綠色生產”，下列前瞻性技術的應用將是家電行業塗裝未來發展的趨勢。
納米陶瓷矽烷複合膜技術是借鑒並複合了矽烷技術（見圖3）和納米陶瓷技術的優點而形成的。它在一定程度上消除了納米陶瓷體係中因處理而不斷累積的氟離子（極易造成鋼鐵等基體鏽蝕， 誘發塗層附著力下降）。納米陶瓷與矽烷在金屬表麵協同處理可得到無定形的複合膜（一般膜厚為20～200 μm，如圖4所示），其塗層附著力與耐蝕性能等理化指標也可得到較大程度的改善。該項技術替代了傳統的磷化工藝，不僅減少了磷和重金屬的汙染，同時也節省能源，是典型的“環境友好”前處理工藝。
家電產品的塗裝要真正實現“綠色家電生產”，采用“低溫固化”华体会体育hth首页技術是關鍵核心所在，它不僅能夠節省能源，減少有機廢氣（VOC）的排放，同時又能提高產量，滿足大批量生產的需求。而“超細粉”技術可以解決华体会体育hth首页不能實現薄塗的缺點， 達到油漆同樣的外觀質量。
“超細粉”技術使华体会体育hth首页平均粒徑從常規的30~50 μm降低到20 μm 左右， 普通粉末產品在固化後塗層表麵會出現凹凸不平， 而超細华体会体育hth首页產品可以得到液體塗料（油漆）那樣薄而平整的塗層。
表1為超細华体会体育hth首页噴塗的產品與普通华体会体育hth首页對比。
由表1可知，超細粉的平均厚度比普通粉末的厚度要低，但其均勻性好，因此單位麵積消耗少，噴塗成本低；同時，塗層的外觀質量也比普通粉末的要好（表麵光滑，無明顯的桔皮現象）。
家電產品表麵塗裝，目前已基本實現自動噴塗，但上、下工位還沒有完全實現自動化，主要原因是家電產品噴塗零件尺寸相差大和形狀複雜。現在隻能對批量大、且平板類的零件實現自動上下料（見圖5和圖6）。隨著機器人的開發應用， 相信不久的將來家電產品的表麵塗裝全過程實現自動操作是完全可能的。
家電產品塗裝過程中會產生少量的VOC等有害物質，需對其進行處理後排放。現可采用較為先進的光催化降解技術，它采用納米氧化鈦作為催化劑（機理見圖7）。該技術與目前使用的廢氣處理技術相比有以下特點。
（1）高效除惡臭。能高效去除揮發性有機物、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要汙染物，以及各種惡臭氣味。（2）淨化設備適應性強。可適應高濃度、大氣量環境，可不間斷連續工作，運行穩定可靠，設備成本低，占地麵積小。（3）運行成本低。該淨化設備無任何機械動作，低能耗，無噪聲，日常維護簡便，隻需作定期檢查。（4）無需預處理。塗裝廢氣無需進行特殊的預處理，如加溫、加濕等。該項技術不僅可以降解VOC，還可以達到殺菌消毒的目的，可以淨化辦公場所、家庭、醫院、賓館等場所的空氣。據權威專家預計，光催化在中國每年有100 億元的市場容量，其經濟效益在環境產業中將占10%。家電產品的塗裝材料已從傳統的油漆，發展到汙染少、安全可靠的水性塗料和環保型、利用率高的华体会体育hth首页，實現了家電產品的每一次塗裝都將延長地球生命的“友好塗裝”。由“循環利用率高、低溫固化、超細粉技術”所代表的“低能耗”，“無磷和重金屬汙染、納米陶瓷矽烷、光催化降解技術”所表示的“環保性”，以及“高防腐、優(you) 異外觀質量、自動化塗裝”所代表的“高質量”必將成為(wei) 家電行業(ye) 塗裝的發展趨勢。
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