板帶處理劑的作用與特點(diǎn).doc

板帶處理劑的作用與特點(diǎn)1 前言 隨著冶金、建筑、汽車、家電等行業(yè)對防腐能力與涂裝效果要求越來越高，推動著我國彩涂板行業(yè)與帶鋼連續(xù)熱鍍鋅行業(yè)的高速發(fā)展，尤其是彩涂板制造工藝比傳統(tǒng)的先加工后涂裝工藝節(jié)省了脫脂(酸洗、堿洗、沖洗)、成膜(磷化、鈍化、沖洗)和涂裝(底漆、烘烤、面漆)的操作與工作時間，節(jié)省了預(yù)處理費(fèi)用、涂裝費(fèi)用、預(yù)處理設(shè)備與涂裝設(shè)備費(fèi)用、廠房投資費(fèi)用等，改善了加工環(huán)境與工人的勞動條件，受到許多制造行業(yè)的廣泛歡迎，進(jìn)一步推動了彩涂板行業(yè)的迅猛發(fā)展。 由于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝與彩涂板制造工藝，與傳統(tǒng)的先加工后涂裝工藝有著極大的差別，其采用的脫脂劑與轉(zhuǎn)化液、鈍化劑有著特殊的作用與自身的特點(diǎn)，本文特就帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與彩涂板的預(yù)處理及所用的專用處理劑即板帶處理劑的作用與特點(diǎn)作一介紹。2 板帶處理劑的作用2.1 什么是板帶處理劑？ 為了把用于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與用于制造彩涂板的基板表面，所附著的油污、銹蝕、灰塵等去除，形成適合于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與涂敷卷材涂料要求的良好基底，以保證熱鍍鋅板與彩涂板，具有良好的耐蝕性與附著力，在熱鍍鋅或涂裝材料之前必須進(jìn)行化學(xué)處理。我們把這種帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與彩涂板制造過程所用的化學(xué)處理劑稱之為板帶專用處理劑，簡稱板帶處理劑，它包括板帶脫脂劑、板帶轉(zhuǎn)化液、板帶鈍化劑三大類。2.2 板帶處理劑的作用 板帶預(yù)處理的作用，從總體上講是準(zhǔn)備符合涂裝要求的基板，具體地說有以下三個方面： 提供清潔的板帶表面。通過板帶脫脂清洗，將帶鋼或彩涂板基板表面的軋制油、潤滑油、液壓油等油脂，鐵粉、灰塵等雜質(zhì)和銹、氧化膜等腐蝕性產(chǎn)物去除。所用板帶脫脂劑一般為含燒堿的堿性脫脂劑，如果僅去除基板腐蝕性物質(zhì)，也可只用以磷酸為主要成分的酸性清洗劑。對于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅而言，通過板帶脫脂劑處理后，基板表面清潔、均勻、無油脂、塵埃等雜質(zhì)；對于彩涂板制造而言，通過板帶脫脂劑、板帶轉(zhuǎn)化液、板帶鈍化劑處理后，基板表面清潔、均勻、無油脂，并有一層均勻的轉(zhuǎn)化膜與鈍化膜。清潔度對帶鋼連續(xù)熱鍍鋅質(zhì)量的影響見表1 表1 清潔度對帶鋼連續(xù)熱鍍鋅質(zhì)量的影響能成倍提高耐蝕力?；灞砻嫔系霓D(zhuǎn)化膜與鈍化膜雖然薄，但由于它是一層不導(dǎo)電的隔離層，使基板由優(yōu)良導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為不良導(dǎo)體，可以阻止電解質(zhì)的橫向發(fā)展，有效抑制膜下絲狀腐蝕，防止向四周擴(kuò)展。對于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅而言，在熱鍍鋅后通過板帶鈍化劑處理，能有效防止白銹產(chǎn)生，防止鋅層氧化，大大延長鍍鋅板的儲存時間和使用壽命；對于彩涂板制造而言，對已經(jīng)板帶轉(zhuǎn)化液與板帶鈍化劑處理的彩涂板，由于轉(zhuǎn)化膜與鈍化膜的存在，起到了良好的承上啟下作用，不但可提高涂層與基板的附著力，而且可提高彩涂板的耐蝕力與防潮能力。 1、有機(jī)涂層 2、銹 3、金屬基板 圖1 絲狀銹蝕的發(fā)生機(jī)理 這里順便簡要介紹一下熱鍍鋅板白銹產(chǎn)生的原因：如果熱鍍鋅板在運(yùn)輸途中淋雨或在低于-10下或高于+15時儲存，就會在入庫后在板垛周圍形成一層冷凝水，雨水或冷凝水在毛細(xì)管現(xiàn)象作用下，從板與板之間的縫隙處進(jìn)入板垛內(nèi)部，而空氣中的二氧化碳又不能進(jìn)入縫隙中形成堿式碳酸鋅的保護(hù)膜，從而形成氧的濃差腐蝕，即形成由氧化鋅(ZnO)與氫氧化鋅(Zn(OH)2)組成的白銹。圖1繪出了絲狀銹蝕的發(fā)生機(jī)理。 能顯著提高附著力。對于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅而言，良好的板帶化學(xué)脫脂處理有助于鋅層與基板的附著，良好的板帶鈍化劑也有助于鈍化膜與鍍鋅層表面的附著力；對于彩涂板而言，所形成的轉(zhuǎn)化膜與鈍化膜，一方面能與基板結(jié)合成牢固的整體結(jié)構(gòu)，如鋅系磷化膜，就是在基板表面直接生成磷化膜(轉(zhuǎn)化膜)，其間沒有明顯界限，另一方面能使涂料底漆與該膜咬合，產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力，使涂層的附著力比直接涂覆在基板的微觀粗糙表面要強(qiáng)得多，見圖3。 圖2 磷化前后基板表面狀況3 板帶處理的特點(diǎn) 板帶處理劑這種帶鋼連續(xù)熱鍍鋅或彩涂板專用化學(xué)品，除了要求比先加工后涂裝的通用型處理劑轉(zhuǎn)化膜與鈍化膜更致密、均勻、耐蝕力更好、附著力更強(qiáng)外，還有以下兩個獨(dú)特特點(diǎn)：3.1 操作速度極快 板帶處理劑是隨帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工業(yè)與彩涂板工業(yè)的產(chǎn)生而產(chǎn)生發(fā)展而發(fā)展的。由于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與彩涂板制造工藝的速度極高，以彩涂板在涂裝線的運(yùn)行線速度為例，一般在45100m/min，最慢的也有15m/min，最快的高達(dá)240m/min。帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與彩涂板的化學(xué)處理，時間以“秒”作單位計(jì)。而汽車、摩托車、家用電器、鋼門窗的處理，則以“分”為單位，處理速度相差極大。又如彩涂板制造的線速度為65m/min的機(jī)組，相當(dāng)于汽車車身處理的21倍車身預(yù)處理的長度。因此，無論是板帶處理劑中的板帶脫脂劑、還是板帶轉(zhuǎn)化液、板帶鈍化劑，其技術(shù)配方、使用濃度、使用溫度、處理速度、控制手段等都與傳統(tǒng)的先加工后涂裝所用處理劑相差很大。否則，難以滿足帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與彩涂板生產(chǎn)效率的需要。板帶處理劑工藝與汽車車身工藝的比較見表2 表2 板帶處理劑工藝與汽車車身工藝的比較3.2 膜層的可撓性好 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅板與彩涂板，在后續(xù)制作加工過程中，一般都要承受剪切、彎曲、深沖、鉆孔、咬合、焊接等，且要求在這些加工過程中保持原有板帶外觀。帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與彩涂板的這種特殊要求，迫使板帶處理劑所形成的轉(zhuǎn)化膜與鈍化膜，較常見的先加工后涂裝轉(zhuǎn)化膜與鈍化膜，具有更好的可撓性與附著力。而滿足這個條件的轉(zhuǎn)化膜必須是薄而致密的。常見的轉(zhuǎn)化膜有無定型非晶型轉(zhuǎn)化膜與無機(jī)鹽結(jié)晶型轉(zhuǎn)化膜，前者單位面積膜層質(zhì)量約為0.20.3g/的鐵系板帶轉(zhuǎn)化膜(磷酸鐵膜)、0.25g/的含鉻板帶轉(zhuǎn)化膜(鉻酸鹽膜)、0.30.5g/的含水溶性樹脂的含鉻轉(zhuǎn)化膜(由水溶性樹脂與鉻酸鹽組成的膜)；后者常見單位面積膜層質(zhì)量在25g/的磷酸鋅膜。注意，這種膜必須薄而細(xì)，否則鍍鋅板或彩涂板在加工制作過程中，會因磷酸鋅膜厚而重，而出現(xiàn)涂層剝離、破壞的現(xiàn)象。4 工藝流程特殊 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅與彩涂板制造都是在連續(xù)高效的機(jī)組上進(jìn)行，而預(yù)處理又屬機(jī)組中的重要組成部分，從而形成板帶處理工藝流程與先加工后涂裝工藝流程的很大不同。4.1 彩涂板預(yù)處理流程 在現(xiàn)代彩涂板制造機(jī)組中，無論是淋洗預(yù)處理工藝，還是不淋洗的輥涂預(yù)處理工藝，都包括除去基板表面油脂、灰塵與金屬屑等雜質(zhì)的化學(xué)脫脂清洗與形成均勻、致密、耐蝕性優(yōu)、膜層薄的轉(zhuǎn)化膜與鈍化膜的成膜處理。為了將基板上難于用化學(xué)脫脂方法去除的附著力較強(qiáng)的污垢、油污、粗糙的氧化物及經(jīng)鈍化后的鍍鋅鋼板表面上的鈍化膜去除，人們常在現(xiàn)代彩涂板預(yù)處理工藝之中，在二級脫脂工序之間或在脫脂之后，安排磨刷處理工序。 下圖是彩涂板淋洗預(yù)處理工藝： 圖2 彩涂板淋洗預(yù)處理工藝在上圖中，1是噴淋脫脂(6S，75)，2是刷輥刷洗(鍍鋅板一般必須刷洗，而鋁板則不能刷洗)，3是噴淋脫脂(6S，75)，4是熱水淋洗(3S，80)，5是轉(zhuǎn)化膜浸漬處理(8S)，6是擠干輥，7是轉(zhuǎn)化膜噴淋處理(8S)，8是冷水淋洗(3S)，9是噴淋鈍化處理(3S，45)。 下圖是彩涂板不淋洗預(yù)處理工藝 圖3 彩涂板不淋洗預(yù)處理工藝在上圖中，1是淋洗脫脂，2是刷輥刷洗，3是熱水淋洗，4是輥涂轉(zhuǎn)化液，5是烘干爐。 彩涂板不淋洗工藝有兩種類型，一是輥涂工藝，即將轉(zhuǎn)化液用涂輥均勻涂覆于鋼帶表面，隨之直接干燥，二是將帶鋼浸漬后，經(jīng)擠干輥擠干，不經(jīng)水沖洗，直接轉(zhuǎn)入干燥。后者由于槽液成分不斷發(fā)生變化，需要經(jīng)常調(diào)整，而應(yīng)用較少。不淋洗工藝一般用鉻酸鹽板帶轉(zhuǎn)化液。 除了上述兩種工藝外，彩涂板預(yù)處理工藝還有浸漬法與噴涂法兩種。前者是將基板經(jīng)過設(shè)定時間的浸漬，使基板表面與轉(zhuǎn)化液進(jìn)行充分反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)化膜；后者是將一定量的轉(zhuǎn)化液涂到鋼帶表面，在沖洗之前，需要有一段時間，形成完整的轉(zhuǎn)化膜。4.2 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅 包括熱鍍鋅前的脫脂清洗與熱鍍層的鈍化處理兩部分，其中，脫脂清洗有兩種工藝，一是“化學(xué)清洗+電解清洗+物理清洗”工藝，即： 這種工藝的清洗速度快，質(zhì)量高，處理質(zhì)量可以滿足汽車面板的要求。二是“化學(xué)清洗+物理清洗”工藝，即： 這種工藝設(shè)備投資省，清洗效果較好，但清洗質(zhì)量達(dá)不到“化學(xué)清洗+電解清洗+物理清洗”的工藝。 綜上述彩涂板與帶鋼連續(xù)熱鍍鋅的預(yù)處理工藝流程圖中可以看出，由于預(yù)處理工段屬于彩涂板工藝與帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝中的一部份，并且是與其它工段在