涂裝工藝設(shè)計(jì)

1、涂裝工藝設(shè)計(jì)題目：洗衣機(jī)塑料表面的涂裝工藝設(shè)計(jì)學(xué)院：環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院學(xué)號(hào):1008030317姓名：操偉華指導(dǎo)教師：譚勇管秀榮趙春英完成日期：2013.6.26目錄 TOC o 1-5 h z 1.緒論3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document A洗衣機(jī)PP塑料涂裝的工藝設(shè)計(jì)321PP塑料特性322PP塑料的噴涂工藝流程42.2.1pp塑料用涂料配方42,2.2表面處理工藝52.2.3涂料施工63.2.4涂層的干燥固化72.2.5產(chǎn)品的檢驗(yàn)及入庫(kù)82.2.6涂裝管理8土總結(jié)84.參考文獻(xiàn)。8緒論塑料由于質(zhì)輕、耐腐蝕、易加工、資源豐富等特點(diǎn),逐步取代金

2、屬、木材、 皮革等傳統(tǒng)材料，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域和人們的日常生活中。隨著塑料 制品的廣泛應(yīng)用,塑料表面的涂裝已日益增多，因塑料制品成型加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生顏 色不均、色澤單調(diào)、花斑疵點(diǎn)等缺陷，還存在老化變脆、劃痕、沾污、靜電等問(wèn) 題，用涂料涂裝則可避免這些缺陷和問(wèn)題，由于塑料的表面能較低,其涂層與塑料 基體的結(jié)合力成為制約塑料涂料發(fā)展的重大障礙。如何根據(jù)不同的塑料底材選擇 不同配方的涂料？如何賦予塑料制品表面的阻燃性、耐溶劑性、導(dǎo)靜電性等？如 何使涂層與塑料底材之間牢固地結(jié)合在一起？塑料制品涂裝的目的與金屬、木材等其他底材涂裝并無(wú)原則上的區(qū)別，都是 滿(mǎn)足塑料制品對(duì)保護(hù)、裝飾和特殊功能性的要求，

3、達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命、美觀(guān)、增 加塑料制品附加值的目的。但是與金屬和木材底材涂裝的不同之處在于，塑料制 品基本上不存在腐蝕問(wèn)題，但同時(shí)出現(xiàn)了底材附著力差的問(wèn)題。其次，塑料制品 由于化學(xué)結(jié)構(gòu)、加工方法和組成的多樣性，又決定了其表面狀態(tài)的多樣性，這就 增加了涂裝中表面處理的難度。此外，塑料制品的品種繁多，既有大批量可上線(xiàn) 噴涂的品種，也有小批量適合手工操作的品種。這樣就給噴涂設(shè)計(jì)和涂料選擇帶 來(lái)一定的困難。所以必須針對(duì)實(shí)際需要設(shè)計(jì)合理的噴涂工藝過(guò)程。隨著高分子材料研究技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子合金取代部分鋼材越來(lái)越多用 于工業(yè)產(chǎn)品，尤其是汽車(chē)、飛機(jī)、摩托車(chē)以及家用電器等產(chǎn)品的零部件大量的采 用聚合物合金來(lái)

4、制備。而這些商品的表面涂裝美化則需要大量的特殊涂料，從而 促使塑料專(zhuān)用涂料的用量不斷攀升，也促使聚烯烴涂料的應(yīng)用研究不斷發(fā)展，這 方面美、日走在前面，而中國(guó)還相對(duì)比較落后。隨著世界范圍內(nèi)對(duì)VOC排放量限 制越來(lái)越嚴(yán)格，水溶性等環(huán)保型涂料將是涂料的發(fā)展方向。因此，環(huán)保型塑料涂 料將是未來(lái)涂料的一個(gè)重要組成部分。洗衣機(jī)pp塑料涂裝的工藝設(shè)計(jì)pp塑料特性PP(Polypropylene)聚丙烯塑料，全部由具有非極性和憎水特性的烴單元組 成。PP塑料具有優(yōu)良的機(jī)械性、絕緣性、抗化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性，成本低廉， 易于加工成各種型材。從1984年起即成為全世界產(chǎn)量最大的五大塑料品種之一， 主要應(yīng)用在包裝、

5、電子、汽車(chē)工業(yè)以及一些尖端領(lǐng)域。但是PP塑料是一種結(jié)品度 較高的聚合物，分子排列規(guī)整、聚集態(tài)緊密、分子間作用力強(qiáng)，其表面與油漆、 油墨等含有極性官能團(tuán)或極性成分的材料的層問(wèn)附著力較差。為了使?塑料制品 表面涂層有良好的附著，一般生產(chǎn)企業(yè)在涂裝前必須對(duì)其表面進(jìn)行特殊表面預(yù)處 理，同時(shí)所使用的涂料的化學(xué)組成和配方也與其他塑料有所不同。聚烯烴塑料具有比重小、價(jià)格低、無(wú)毒、無(wú)味等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于包括涂裝等各領(lǐng)域。但是由于聚烯烴表面致密，無(wú)極性基團(tuán)，表面張力低（如PP的表面張力 為31mN/ cm），很難滿(mǎn)足涂料附著的需要（一般涂料可附著張力最低為37mN/ cm）。 為提高聚烯烴塑料產(chǎn)品的涂裝性能，一

6、般可以從3方面來(lái)解決：！對(duì)聚烯烴基材 進(jìn)行表面處理；制備與聚烯烴基材粘結(jié)性好的涂料；#粗化基材表面。PP塑料的噴涂工藝流程塑料制品噴涂的工藝流程設(shè)計(jì)主要根據(jù)塑料用涂料、表面預(yù)處理、噴涂方法、 批量大小、噴涂工藝、噴涂對(duì)象等情況來(lái)進(jìn)行。一般企業(yè)PP塑料制品的噴涂主要 采用間歇式空氣噴涂。建議采用比較簡(jiǎn)單而實(shí)用的噴涂流程圖。開(kāi)始一上噴涂夾具座一裝塑料制品一靜電吹塵一化學(xué)溶劑擦拭一PP處理液擦拭產(chǎn)品包裝入庫(kù)一產(chǎn)品檢驗(yàn)一煽爐干燥固化 一自動(dòng)空氣噴涂一靜電吹塵結(jié)束PP塑料用涂料配方PP塑料的底漆應(yīng)與底材有相似的分子結(jié)構(gòu)和近似的溶解度參數(shù)【1】，同時(shí) 還應(yīng)與面漆有良好的層間附著力。考慮到PP塑料制品表面的

7、特殊要求，需要配制 專(zhuān)用的涂料，底漆配方見(jiàn)下表1表1底漆配方質(zhì)量份10-2030-4020-3010-205-1030-405-71.5-3.0原料丙烯酸聚合物氯化聚烯烴（cl含量26%）氯化聚烯烴（cl含量33%） 甲苯二甲苯乙酸乙酯環(huán)己胺有機(jī)和無(wú)機(jī)色粉聚丙烯的面漆選擇的品種較多，主要根據(jù)使用要求、經(jīng)濟(jì)上的考慮及涂裝要 求，可選用熱塑性丙烯酸清漆，丙烯酸改性醇酸快干漆，以及聚氨酯涂料等。面 漆配方見(jiàn)表2。表2面漆配方質(zhì)量份30-4020-3010-205-10原料丙烯酸聚合物氯化聚烯烴（cl含量65%） 氯化聚烯烴（cl含量33%） 甲苯20-3015-2520-25乙酸乙酯 乙酸丁酯 固化

8、劑表面處理工藝在涂裝工藝中，沒(méi)有哪一個(gè)步驟比表面預(yù)處理對(duì)涂膜的附著力影響更大。尤 其是PP塑料這樣的高結(jié)晶度的聚合物材料，表面預(yù)處理是極其重要的工藝，只有 經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻骖A(yù)處理后，被涂塑料表面才得以改性和活化，才能與涂料有比較 好的附著力。選擇相適應(yīng)的噴涂工藝時(shí)必須考慮到表面預(yù)處理工藝技術(shù)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì) 性，同時(shí)由于近年來(lái)人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)，有的國(guó)家開(kāi)始立法限制和禁 止有毒有害物質(zhì)的使用和排放。因此，選擇表面處理方法時(shí)還必須考慮到它們的 環(huán)境適應(yīng)性，所以需要對(duì)表面預(yù)處理程序進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)、最環(huán)保。 對(duì)于PP塑料制品的表面預(yù)處理，可以采用采用化學(xué)溶劑和化學(xué)處理液擦拭兩步混 合

9、處理法。1）化學(xué)溶劑擦拭將化學(xué)溶劑裝入200 ml塑料酒精瓶中，用干凈的防靜電布輕壓塑料瓶口，用 少量（每次大約5 ml）溶劑浸潤(rùn)防靜電布。用沾有溶劑的防靜電布擦拭已經(jīng)靜電吹 塵處理后的塑料制品，除去表面灰塵等雜物，得到一個(gè)清潔的塑料表面，并使表 面溶脹。擦拭后放置大約25 min才進(jìn)行下一步。一般在連續(xù)生產(chǎn)中，停留時(shí)間 已經(jīng)足夠讓溶劑在表面揮發(fā)，不必另外放置。建議采用的化學(xué)溶劑配方見(jiàn)表3。表3 pp用化學(xué)溶劑配方原料質(zhì)量份 TOC o 1-5 h z 乙酸乙酯30-40乙酸丁酯40-50丙酮3-5表面活性劑10-20乳化劑2-4甲苯1-32）處理液擦拭將處理液裝入200 m l塑料酒精瓶中，

10、用干凈的防靜電布輕壓塑料瓶口，用少 量（每次大約5m1）處理液浸潤(rùn)防靜電布。用沾有處理液的防靜電布擦拭已經(jīng)溶劑 處理后的塑料制品，使塑料表面活化、改性。擦拭后放置大約510 min才進(jìn)行 下一步。一般在連續(xù)生產(chǎn)中，停留時(shí)問(wèn)已經(jīng)足夠讓處理液在表面揮發(fā)，不必另外 放置。化學(xué)處理液配方見(jiàn)表4。表4 pp用化學(xué)處理液配方原料質(zhì)量份 TOC o 1-5 h z 氯化pp （cl含量 18%）30-40甲苯3-6乙酸乙酯20-25二氯乙烷30-40乙醇15-20涂料施工塑料制品表面經(jīng)過(guò)化學(xué)溶劑和化學(xué)處理液兩步混合處理后，進(jìn)入噴涂室，進(jìn) 行靜電吹塵處理和整個(gè)噴涂作業(yè)。1）靜電吹塵這是涂料施工前在噴漆室內(nèi)進(jìn)行

11、的最后一次靜電吹塵，主要目的是清除塑料 制品表面的雜物，并消除表面靜電。使用靜電吹塵槍?zhuān)酶邏嚎諝庀芰媳?面靜電，除去表面灰塵，創(chuàng)造一個(gè)清潔的被涂塑料表面。2）噴漆室噴漆室是提供涂裝作業(yè)專(zhuān)用環(huán)境的設(shè)備，可根據(jù)要求控制環(huán)境溫度、濕度、 照度、潔凈度，保護(hù)操作者的安全衛(wèi)生，有利于治理涂裝作業(yè)的廢物，減少環(huán)境 污染。為保證涂裝質(zhì)量，噴漆室一般要求溫度在1825C范圍內(nèi)，相對(duì)濕度大約 為65%。根據(jù)涂裝質(zhì)量要求，潔凈度等級(jí)為1 000100000級(jí)。照明不低于300 lx 時(shí)能保證操作時(shí)有良好的視野?？諝膺\(yùn)動(dòng)方向應(yīng)保證逸散漆霧與溶劑蒸氣不污染 涂膜。一般企業(yè)PP塑料制品噴涂生產(chǎn)采用水幕簾式噴漆室

12、，水幕簾式的噴漆柜能 將噴涂的飛漆和溶劑蒸氣迅速排除，并能收集99. 0%以上的漆霧，排風(fēng)機(jī)和排 風(fēng)管不積漆；噴漆房?jī)?nèi)有定向、均勻的風(fēng)速，無(wú)死角，能保證操作工處于新鮮的 流動(dòng)空氣中，空氣清潔無(wú)塵。噴漆區(qū)風(fēng)速一般為0. 500. 60 m/s。3）噴漆一般企業(yè)采用自動(dòng)化機(jī)器人噴涂，根據(jù)產(chǎn)品形狀編輯IC卡，保持噴槍與被涂 物呈垂直、平行、穩(wěn)定運(yùn)行，噴槍距離被涂物面200300 mm，噴槍移動(dòng)速度一 般設(shè)定在180mm/s；調(diào)漆的比例和烘烤溫度根據(jù)供應(yīng)商提供的參數(shù)，黏度是在 供應(yīng)商提供的范圍內(nèi)根據(jù)噴漆房室內(nèi)溫度和濕度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；保證涂料輸調(diào)管 路無(wú)堵塞。噴槍口徑為0. 81. 0 mm，槍空氣壓力

13、在0. 300. 35 MPa內(nèi)調(diào)整， 使噴出漆霧霧化均勻、粗細(xì)適中。聚烯烴塑料涂料的主要類(lèi)型及組合物【2】聚烯烴塑料涂料的制備首先是合成一種與底材粘結(jié)性?xún)?yōu)良的促進(jìn)劑，然后與 其他物質(zhì)混合配制成涂料。附著促進(jìn)劑的性能?chē)?yán)重影響著涂料的性能。根據(jù)附著 促進(jìn)劑的不同，可將聚烯烴涂料分成兩大類(lèi)：一類(lèi)是含有CP0 （氯化聚丙烯）附 著促進(jìn)劑的涂料；另一類(lèi)是不含CP0附著促進(jìn)劑的涂料。含有CP0附著促進(jìn)劑型的聚烯烴塑料涂料由于CP0與烯烴塑料基材在結(jié)構(gòu)上有著很大相似性，因此，它們之間有著良 好的相容性。所以，通常采用改性的CP0作為涂料的粘結(jié)促進(jìn)劑來(lái)制備聚烯烴塑 料涂料。改性劑中含有羥基、羧基、環(huán)氧基、羰

14、基等基團(tuán)，通過(guò)改性接枝在CP0上， 從而配制出各種性能良好的聚烯烴塑料專(zhuān)用涂料。Maratami等用一種帶有環(huán)氧官能基團(tuán)的樹(shù)脂和至少一種烯類(lèi)單體接枝改性 的CP0,并與HardIOn 14ML、-甲基丙烯酰氧基三甲基硅氧烷、甲基丙烯酸異冰 片酯、甲基丙烯酸甲酯等制成的共聚物及其他有機(jī)溶劑混合，制備出一種附著性 優(yōu)良、外觀(guān)好、耐汽油、耐酸、耐候的聚烯烴塑料涂料。另外，他們又采用羥基、 環(huán)氧基或酸酐中的一種或多種去封端烯類(lèi)單體接枝的氯化聚烯烴聚合物來(lái)制備 聚烯烴塑料涂料。該氯化聚烯烴占樹(shù)脂總量的5%50%，聚合物中所需官能團(tuán)基 的含量為 0 . 8 4 . 0m0I / kg。Merritt等通過(guò)

15、合成一種嵌段共聚物與氯化聚烯烴混合，制備了一種對(duì)烯烴 底材附著性良促進(jìn)劑。如一種嵌段共聚物溶液可以這樣配制：e-己內(nèi)酯137. 7g、 二甲苯380 . 8g和辛酸錫3 . 2g，于145C反應(yīng)2 . 5h制得。另外，彭金花等通 過(guò)選擇合適的基料、溶劑和助劑，研制了一種無(wú)需經(jīng)復(fù)雜的好的前處理即可用于 直接涂覆的PP塑料專(zhuān)用涂料。Ueda和Takauki等將羧酸改性的CPO樹(shù)脂與自由基聚合的帶羥基的不飽和 化合物進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，其中，聚烯烴樹(shù)脂相對(duì)分子量1000 10000，氯含量 12% - 28%（w），#，$-不飽和羧酸或其酸酐接枝的含量1%10% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。 所配制的涂料組合物對(duì)聚

16、烯烴附著性好，并與分散有顏料的樹(shù)脂相容性好，且耐 汽油及耐濕性?xún)?yōu)良。而Ueda和Takeharu等則將氯含量50%的CPO與由CPO和自 由基聚合的單體制成的共聚物及丙烯酸聚合物（相對(duì)分子量為3000 - 400000） 混合，制備出一種可以直接用于未預(yù)處理的塑料底材上且附著性良好的涂料；或 CPO與可自由基聚合單體（RM）接枝并與帶有自由基團(tuán)的環(huán)氧丙烷的聚合物共混， 配成溶劑型涂料，同樣可用于未經(jīng)預(yù)處理的聚烯烴模件，且附著性良好。還可用 丙酸酯類(lèi)單體與氯化聚烯烴在一元醇介質(zhì)中共聚合，用其制備的涂料對(duì)底材和面 漆均有良好的附著性，且耐汽油和耐水性好。不含CPO型的聚烯烴塑料涂料不含CPO的與含

17、有CPO的聚烯烴塑料涂料相比，對(duì)PP、PE基材的粘接性能 相對(duì)來(lái)說(shuō)較差。因此，需要在涂料基質(zhì)中多一些特殊的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，以增加涂層 與基材的結(jié)合能力。Tsuchino等以多元醇樹(shù)脂及多元異氤酸酯樹(shù)脂為基料，制備了適合汽車(chē)塑 料部件涂覆的底色漆和清面漆。Oslowski等則用含丙烯酸酯和/或醇酸樹(shù)脂基 料的氣溶膠作涂料，另外也可添加少量CPO進(jìn)一步改善其性能。孫逸等21通 過(guò)合成雙戊烯為種子，并在此骨架上引入一定比例的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁 酯及苯乙烯，增加基料結(jié)構(gòu)中的“枝叉”，以適應(yīng)聚烯烴這種特殊表面的塑料。Kano等通過(guò)環(huán)氧丙烯酸酯類(lèi)單體與丙烯酸酯醚類(lèi)單體光引發(fā)聚合，制備了 一種對(duì)聚烯烴、聚

18、酯、聚丙烯酸酯、玻璃、聚碳酸酯等膜材料均有良好的附著性 的涂料。Mitsui等23則用，#-不飽和二元羧酸和丙烯共聚物共聚，并以 芳烴C5 - 9脂環(huán)烴作溶劑，制備了聚酰胺和聚酯、聚烯烴的專(zhuān)用涂料。這里選用的是含有CPO附著促進(jìn)劑型的聚烯烴塑料涂料。涂層的干燥固化塑料制品涂裝過(guò)程中，固化設(shè)備和工藝占有重要地位。如果對(duì)各種涂料的烘 十溫度和烘干時(shí)間掌握不準(zhǔn)確、烘干設(shè)備設(shè)計(jì)不合理，都不能使涂層性能得到充 分發(fā)揮。所以干燥固化工序應(yīng)當(dāng)根據(jù)涂料對(duì)干燥固化條件的要求選擇并配備適當(dāng) 的設(shè)備，保證在規(guī)定的時(shí)間和溫度下涂層充分固化形成高質(zhì)量漆膜。對(duì)于一些特 殊的涂料及涂裝尚需根據(jù)底材的熱變形溫度進(jìn)行調(diào)整。4.

19、1涂層固化的的方法干燥方法可分為自然干燥、烘干和輻射固化三類(lèi)。自然干燥是指在自然條件下，利用空氣對(duì)流使溶劑蒸發(fā)、氧化聚合或與固化劑反 應(yīng)成膜，適用于揮發(fā)性涂料、氣干性涂料和固化劑固化型涂料等白干性涂料，它 們的干燥質(zhì)量受環(huán)境條件影響很大。烘干分為低溫烘干（溫度低于100 oC）、中溫 烘干（100150C）和高溫烘干（溫度高于150C）。低溫烘干主要是對(duì)自干性涂料 實(shí)施強(qiáng)制干燥或?qū)δ蜔嵝暂^差的材質(zhì)表面涂膜進(jìn)行干燥，干燥溫度通常在60。 80 r，使自干性涂料固化時(shí)間大幅度縮短，以滿(mǎn)足工業(yè)化流水線(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)方式。 中溫烘干主要用于縮合聚合反應(yīng)固化成膜的涂料。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，涂膜發(fā)黃，脆 性增大，此類(lèi)

20、涂料的最佳固化溫度在120140C之間。根據(jù)加熱固化的方式，烘干又可分為熱風(fēng)對(duì)流、遠(yuǎn)紅外線(xiàn)熱輻射及熱風(fēng)對(duì)流 加輻射三種方式。熱風(fēng)對(duì)流式固化利用風(fēng)機(jī)將熱源產(chǎn)生的高溫空氣引入烘干室， 并在烘干室內(nèi)循環(huán)，從而使被涂物對(duì)流受熱。熱風(fēng)對(duì)流加熱均勻、溫度控制精度 高，適用于高質(zhì)量涂層，不受工件形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度影響，所以該方式應(yīng)用很 廣泛。但該方式熱效率低，設(shè)備龐大，占地面積大。熱輻射加熱通常使用紅外線(xiàn)、 遠(yuǎn)紅外線(xiàn)輻射到物體后，直接吸收轉(zhuǎn)換成熱能，使底材和涂料同時(shí)加熱，熱效率 高，不需要大量的循環(huán)風(fēng)，烘干室短，占地面積小，但溫度不均勻，只適用于簡(jiǎn) 單的工件。一般企業(yè)PP塑料制品噴涂后涂層固化選用低溫干燥方法，溫度在6575C 之間。加熱固化的方式采用熱風(fēng)對(duì)流，產(chǎn)品在車(chē)架上自然流平后推人煽妒中固化。 在自然流平區(qū)最好設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)和空氣過(guò)