C48水性漆噴漆循環(huán)水漆霧凝聚與去除應(yīng)用經(jīng)驗淺談

1、水性漆噴漆循環(huán)水漆霧凝聚與去除應(yīng)用經(jīng)驗淺談王子建（武漢材料保護研究所，湖北 武漢 430030）【摘要】介紹了水性漆噴漆循環(huán)水漆霧凝聚與去除過程中經(jīng)常性遇到的問題及相應(yīng)的解決辦法?！娟P(guān)鍵詞】水性漆；漆霧凝聚與去除0 前言從汽車工業(yè)發(fā)展來看，未來汽車涂料的選用會在提高性能的同時將更注重環(huán)保性。水性涂料、粉末涂料以及高固體分涂料，將逐步替代傳統(tǒng)的溶劑型涂料，成為現(xiàn)代汽車涂裝的主流。在歐美國家水性涂料和粉末涂料的應(yīng)用已較為廣泛，近幾年國內(nèi)已有10余條車身涂裝線采用了水性中涂和水性底色漆工藝，其他行業(yè)如：車橋、傳動軸、減震器等零部件涂裝中水性涂料也得到廣泛應(yīng)用。隨著水性涂料和高固體分涂料的廣泛應(yīng)用，用

2、于處理這些涂料的漆霧凝聚劑產(chǎn)品也得到了進一步的發(fā)展和完善。既往經(jīng)驗表明，使用性能良好的漆霧凝聚劑：可以保持噴漆房風(fēng)壓的平衡，從而提高涂裝的質(zhì)量；可以降低油漆消耗，降低運行成本；可以延長設(shè)備的使用壽命；可以改善環(huán)境。1漆霧凝聚與去除下面就各汽車廠家廣泛采用的噴漆循環(huán)系統(tǒng)（文丘里或水旋式）及典型的出渣設(shè)備談幾點我們的經(jīng)驗。其系統(tǒng)見圖1。出渣機噴漆房系統(tǒng)槽漆渣主循環(huán) 圖1 典型的循環(huán)及出渣系統(tǒng) 出渣系統(tǒng)讓人看不懂。1.1造渣通常造渣分為兩個過程，脫粘（破壞過噴漆。）和絮凝（讓水中懸浮漆渣形成絮體，加速固液分離，使水得以凈化。）出渣效率的高低，取決于兩個重要因素：漆霧凝聚劑產(chǎn)品性能的優(yōu)劣。造渣系統(tǒng)考慮

3、周到與否。在水性漆的系統(tǒng)中，有些問題可能由循環(huán)水中的油漆粘合組分的濃度引起，也有可能由溶劑，顏料和鹽的濃度引起。所有的物質(zhì)均會對凝聚結(jié)果產(chǎn)生不利影響。各涂層油漆的特點大多數(shù)廠家廣泛采用的水性中涂、水性色漆，溶劑罩光（高固體分）噴漆工藝來談一下如何把融入水中過噴漆“捕捉”出循環(huán)水的問題。多數(shù)工廠噴漆工藝中中涂的過噴漆量最大，罩光其次，色漆過噴漆量最少。水性中涂系統(tǒng)的特點是：中涂漆中顏料用量比較大，出渣如不及時很容易造成噴房、風(fēng)道、風(fēng)機葉輪及系統(tǒng)槽等地方漆渣的大量沉積。針對此特點,選用吸附能力較強，破壞力稍弱的破壞劑最好。水性色漆系統(tǒng)的特點是：盡管過噴漆量略少，但分散效果很好，若不及時把融入水中的

4、過噴漆捕捉出來，很容易引起的固體懸浮物過高，從而引起泡沫過多的現(xiàn)象。水性漆本身粘性就很小，它對破壞能力的需求相對較弱，對吸附包裹的需求更高。我們也建議采用吸附能力較強，破壞性稍弱的破壞劑產(chǎn)品。對于高固體分的溶劑罩光漆，它的特點固體分較一般溶劑漆要高，處理工藝和大多數(shù)的溶劑漆相似，處理該類型的產(chǎn)品很成熟。脫粘及絮凝方面由于水性漆在水中的溶解性很好，所以水性漆脫粘相對容易。脫粘漆霧凝聚劑產(chǎn)品由于其產(chǎn)品配方的設(shè)計與各地政府部門要求的不同而不同，簡單介紹一下，美國和歐洲在脫粘產(chǎn)品配方設(shè)計上的不同之處。美國普遍推薦使用全有機配方的漆霧凝聚劑產(chǎn)品組合，該類產(chǎn)品的優(yōu)點是對過噴漆的破壞能力強，產(chǎn)生的漆渣量少。

5、缺點是：破壞劑一般都是酸性產(chǎn)品，造渣對循環(huán)水的PH值非常敏感，需經(jīng)常性的大量補加堿性物質(zhì)用以提高PH值，產(chǎn)品使用的管理要求嚴(yán)格，對設(shè)備要求相對較高，環(huán)境友好性差。歐洲多數(shù)推薦使用膨潤土類型的漆霧凝聚劑配方組合，該類產(chǎn)品的優(yōu)點是產(chǎn)品本身近中性，對PH控制要求寬泛，破壞劑成分本身有較強的吸附包裹功能，并能幫助漆渣上浮，對管理要求簡單，對設(shè)備要求相對簡單，適用面廣，環(huán)保產(chǎn)品等。缺點：對過噴漆的破壞能力略遜于全有機配方的破壞劑，產(chǎn)生的漆渣略多。絮凝絮凝是聚合物的高分子鏈在懸浮的漆渣與漆渣之間發(fā)生架橋的過程。“架橋”就是聚合物分子上不同鏈段吸附在不同顆粒上，促進漆渣與漆渣的聚集。絮凝劑為有機聚合物，多數(shù)

6、分子量較大，并有特定的離子性和離子度。據(jù)相關(guān)資料表述，絮凝過程與絮凝劑的分子結(jié)構(gòu)、電荷密度、分子量有關(guān)；與懸浮的漆渣表面性質(zhì)，與循環(huán)水的PH值、電導(dǎo)、水力沖擊強弱等情況有關(guān)。各汽車廠家選用水性漆廠家不盡相同，導(dǎo)致水性漆含漆廢水化學(xué)組分，雜質(zhì)形態(tài)的多樣化，處理漆渣的絮凝劑也往往不同。脫粘與絮凝的常見現(xiàn)象、可能原因及解決辦法見表1。表1常見問題及解決辦法問題：脫粘和絮凝方面現(xiàn)象 可能的原因 解決方法漆渣發(fā)粘 破壞劑過少 增加破壞劑用量 絮凝劑過多 減少絮凝劑用量 PH太低 提高PH值 高固體懸浮物含量 破壞劑過少 增加破壞劑用量 絮凝劑過少 增加絮凝劑用量 除渣系統(tǒng)出現(xiàn)問題 修理或者調(diào)整設(shè)備 絮凝

7、劑的加藥點不合理 更改加藥點漆渣沉積 除渣系統(tǒng)出現(xiàn)問題 修理或者調(diào)整設(shè)備 化學(xué)品過量 調(diào)整化學(xué)品的加入量1.2 泡沫問題談到水性漆就不得不談到泡沫問題。水性漆系統(tǒng)最大的問題同時也是最難處理的問題就泡就是泡沫問題。一般的溶劑漆系統(tǒng)除少數(shù)系統(tǒng)槽設(shè)計的很窄,水的表面流速非?？?水力沖擊的泡沫很多,需要額外投加消泡劑外，都很少使用到消泡劑。而水性漆系統(tǒng)則都需使用到消泡劑。對典型的噴涂房系統(tǒng)，應(yīng)該最少的使用消泡劑。過多的消泡劑使用能導(dǎo)致相反的情況，會產(chǎn)生更多的泡沫或乳化油漆。一般影響到泡沫問題的原因主要有以下幾點：1. 漆霧凝聚劑中破壞劑成分（破壞油漆，使之與水分離功能），過多或過少。特征表現(xiàn)：如果循環(huán)

8、水PH比較低,導(dǎo)致破壞劑效果沒有發(fā)揮出來,油漆去除不夠，導(dǎo)致泡沫過多；脫粘劑加入過量,也會導(dǎo)致泡沫的。解決辦法：提高循環(huán)水PH值到合適范圍；減少脫粘劑的用量。2. 循環(huán)水中固體懸浮物過高。特征表現(xiàn)：循環(huán)水中漆渣的含量較高，漆渣去除效率不夠。解決辦法：增加破壞劑用量，增加絮凝劑用量，提高漆渣去除效率。3. 漆霧凝聚劑中絮凝劑成分（凝聚漆渣、幫助漆渣上浮功能）加藥量或加藥點不合適。特征表現(xiàn)：循環(huán)水的濁度較高。解決辦法：通過提高絮凝劑的加入量或更換加藥點提高漆渣去除效率。4. 出渣系統(tǒng)工作不正常。特征表現(xiàn)：出渣機故障；漆渣吸取泵故障、泵口或管路中有雜物，導(dǎo)致出渣效率嚴(yán)重降低。解決辦法：清理、修理或者

9、調(diào)整設(shè)備。5. 消泡劑加藥點不合適。特征表現(xiàn)：系統(tǒng)槽和噴漆室內(nèi)泡沫控制不好。解決辦法：更改消泡劑加藥點。主循環(huán)泵出口及水力沖擊最大處為最優(yōu)加藥點。6. 循環(huán)水PH控制在不合理區(qū)間。（建議控制在中性偏堿性的環(huán)境）特征表現(xiàn)：通常情況下是PH越高泡沫越多的。PH過低會影響到破壞劑作用的發(fā)揮，也會產(chǎn)生大量泡沫。解決辦法：將PH值控制在合理區(qū)間。7. 細菌的滋生也會導(dǎo)致泡沫問題。循環(huán)水系統(tǒng)在無溢流的情況下是“死循環(huán)”，循環(huán)水中會產(chǎn)生細菌（主要是厭氧菌），細菌會使循環(huán)水產(chǎn)生臭味和過量泡沫。 細菌在水中會產(chǎn)生硫化氫氣體和氨鹽，其會加速循環(huán)水的電導(dǎo)率上升。 產(chǎn)生的臭味會影響環(huán)境和降低工作情趣，過量泡沫會產(chǎn)生泡

10、沫渣。循環(huán)水中產(chǎn)生臭味和過量泡沫，表示系統(tǒng)已經(jīng)受污染了，需要使用到殺菌劑。特征表現(xiàn)：循環(huán)水腐敗發(fā)臭，通過定期補加殺菌劑能有效緩解泡沫問題。解決辦法：事先添加少量殺菌劑要比產(chǎn)生臭味后在添加效果要好。對于泡沫問題，廠家在最初設(shè)計方面也做些改善的余地。1. 消泡劑加藥泵與主循環(huán)泵聯(lián)動，所有化學(xué)品均采用計量泵補加。2. 對于極度的泡沫，可采用加噴淋裝置的方式控制泡沫，如圖2所示。圖2系統(tǒng)槽槽上加裝噴淋裝置3. 系統(tǒng)槽里的循環(huán)水設(shè)置自動更新裝置。定期更新部分循環(huán)水，有利于延長循環(huán)水使用周期，延長設(shè)備使用壽命，降低處理成本等。4. 集水池設(shè)計的相對寬大,水流平緩,盡量減少水力沖擊帶來的泡沫。5. 從噴漆室

11、到系統(tǒng)槽管路,應(yīng)該盡可能的封閉,減少泡沫的危害。6. 在條件允許的情況下，配以離心式脫水機用于漆渣脫水。能有效降低整體運行成本。國內(nèi)某知名專家曾總結(jié)為：涂裝工藝設(shè)計應(yīng)突出技術(shù)進步，走專業(yè)化，經(jīng)濟規(guī)模化之路，做好設(shè)計優(yōu)化，選擇“環(huán)保、可靠、先進、經(jīng)濟”和“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、少公害”等方面的最佳工藝方案和工藝平面布置圖。涂裝工藝管理應(yīng)堅持科學(xué)管理，走專業(yè)化道路。1.3設(shè)備方面涂裝工廠噴漆循環(huán)水系統(tǒng)是一項技術(shù)含量頗高的綜合工程，直接影響到涂裝質(zhì)量、生產(chǎn)效益和對環(huán)境的影響。近幾年新建的涂裝生產(chǎn)線大多設(shè)計考慮周到，也有些廠家為了節(jié)省部分投入，對造渣系統(tǒng)考慮不周，從而導(dǎo)致化學(xué)品廠家不能很好的利用設(shè)備發(fā)揮

12、藥品的最佳性能。噴漆循環(huán)水系統(tǒng)由于設(shè)計、設(shè)備選用等方面考慮不盡合理也會導(dǎo)致一些問題的經(jīng)常發(fā)生，常見問題及解決辦法如表2。表2 設(shè)備常見問題、可能原因及解決辦法常見問題 可能原因 解決辦法泡沫過多 系統(tǒng)槽設(shè)計的很窄, 系統(tǒng)槽設(shè)計很寬大，水的表面流速非?？? 有效減緩水力沖擊水力沖擊的泡沫很多 可能引起的泡沫危害。漆渣去除效率低 抽渣泵選用不合理 選用抽渣效率高的浮吸泵。藥品未發(fā)揮全部性能 部分藥品隨漆渣帶出 所有的加藥點都在管路上藥品加藥管路不易更換 加料管路過長， 加料管路宜短不宜長 加料管路為不銹鋼材質(zhì) 采用塑料軟管或硬管操作面過小 工藝平面布置不合理 工藝平面布置合理筆者有幸參觀了國內(nèi)某汽

13、車廠的造渣車間，該車間是布局合理，考慮周到的一個典范?？偨Y(jié)幾點供大家參考：1. 系統(tǒng)槽設(shè)計很寬大，有效減緩水力沖擊可能引起的泡沫危害。2. 選用抽渣效率很高的浮吸泵來作為抽渣泵。3. 所有的加藥點都在管路上，所有的加藥管路都采用耐腐蝕的、方便更換的塑料管。物流暢通。4. 考慮到所加藥品的不一致，而匹配的選用了合適的計量泵。5. 考慮到了需額外補加化學(xué)品的加藥泵。（如，殺菌劑等）6. 現(xiàn)場安裝了供工作人員（包括車間工作人員及化學(xué)品廠家工作人員）應(yīng)急處理裝置并提供了氣源、水源、電源等設(shè)施。7. 獨立的出渣機平臺。水性漆系統(tǒng)與有機溶劑型涂料在循環(huán)水系統(tǒng)方面所使用的設(shè)備及作業(yè)環(huán)境基本相同。因采用水性涂

14、料能有效的降低VOC的排放，故目前已有部分廠家在原溶劑漆（多為底色漆）系統(tǒng)上改造為水性漆系統(tǒng)。1.4其它方面關(guān)于維護大多數(shù)汽車廠一般選擇6個月左右做一次系統(tǒng)槽的全面清理工作。問題：很多的廠家認為，只要把循環(huán)水的大槽清理干凈就可以了，其實僅完成整個工作的一部分。解決辦法：全面的清理應(yīng)該包括：清理噴漆室的導(dǎo)流面上及導(dǎo)水溝中殘留的漆渣、文丘里或水旋桶底下的風(fēng)道、水道中殘留漆渣，還有一個很重要的地方就是風(fēng)機。風(fēng)機葉輪上很容易粘附部分未進入循環(huán)水的過噴漆，長時間運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致風(fēng)機負荷過大，風(fēng)量減少，甚至更嚴(yán)重的火災(zāi)問題的發(fā)生。關(guān)于噴漆室的管理問題：部分汽車廠對于噴漆室的管理相對粗放，最常見的是：噴漆人員的勞保用具（如手套等）隨意丟棄到循環(huán)水中；洗槍稀料任意傾瀉于循環(huán)水槽中；保潔人員清理噴漆室時未完全及時的收集廢棄的塑料布（經(jīng)常