电冰箱面板的涂装工艺设计课程设计.docx

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电冰箱面板的涂装工艺设计课程设计

专业课程设计

题目：

电冰箱面板的涂装工艺设计

化学化工学院课程设计评分表（Ⅰ）

专业班级应用化学1181姓名学号

评价单元

评价要素

评价内涵

满分

评分

知识水平

30%

文献查阅与

知识运用能力

能独立查阅文献资料，并能合理地运用到课程设计之中；能将所学课程（专业）知识准确地运用到课程设计之中，并归纳总结本课程设计所涉及的有关课程知识

20

课程设计方案设计能力

课程设计整体思路清晰，课程设计方案合理可行

10

说明书质量

50%

文题相符

与课程设计任务书题目相符，内容与文题相符

5

写作水平

整体思路清晰，结构合理，层次分明，语言表达流畅，综合概括能力强

30

写作规范

符合课程设计说明书的基本要求，用语、格式、图表、数据、量和单位及各种资料引用规范（符合标准）；符合课程设计规定字数

15

学习表现

20%

工作量

课程设计工作量饱满，能按时完成课程设计规定的工作量

10

学习态度

学习态度认真，遵守课程设计阶段的纪律，作风严谨，按时完成课程设计规定的任务，按时上交课程设计有关资料

10

指导教师评定成绩：

实评总分　　　　　　　　；成绩等级　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　指导教师（签名）

注：

按优（90-100分）、良（80-89分）、中（70-79分）、及格（60-69分）、不及格（60分以下）五档制评定成绩。

目录

前言3

1.涂装工艺设计4

1.1前处理工艺4

1.2喷粉工艺5

1.2.2粉末静电喷涂的基本原料6

1.2.3粉末静电喷涂的施工工艺6

1.2.4粉末静电喷涂的主要设备6

1.3固化7

1.3.2粉末固化的基本工艺8

1.3.3粉末固化的主要设备8

1.4检查8

1.5成品9

2.工艺流程图9

3.粉末静电喷涂工艺参数9

4.环保工艺设计10

4.1VOC的产生和毒害性10

4.2VOC的防治措施10

4.2.1加强宣传教育10

4.2.2严格现场管理11

4.2.3改进工艺设备11

4.2.4开发新产品11

4.3治理方法12

4.3.1活性吸附12

4.3.2引风高空排放12

4.3.3燃烧处理12

4.3.4吸收除气12

4.3.5冷凝收集13

4.3.6生物处理13

4.3.7采用替代HAP溶剂13

5.总结14

6.参考文献14

前言

　　静电喷涂设备时粉末涂料是不可缺少的，粉末涂料是一种固体份100%的、以粉末涂料形态进行涂装形成涂膜的涂料。

它与一般溶剂型涂料和水性涂料不同，不是使用溶剂或水作为分散介质，而是借助空气作为分散介质。

　　40年代随着石化工业行业的迅速发展，聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等热塑性树脂产量快速增长，人们开始研究将树脂熔融涂敷于金属表面，因此相继出现了辊涂、散布和火焰喷涂等工艺方法。

1952年联邦德国的Gemmer发明了流化床涂敷法，粉末借助空气动力在专门的容器内流动游浮，具备了液体特性，从而连续自动地在预热工件表面熔融涂敷上一层致密光滑的涂层。

当时应用的树脂主要是热塑性树脂。

热固性环氧树脂问世后，流化床涂敷工艺开始进入实质性发展阶段，在电气绝缘和化工防腐领域中获得了工业化应用。

　　1964年shell公司开创了现今粉末涂料行业广泛使用的熔融挤压法粉末涂料生产技术。

使粉末涂料的生产实现连续化，走上了工业化生产道路。

1962年法国Sames公司研究成功粉末静电喷涂装置，首次实现了粉末在预热工件表面的静电涂装，它为粉末涂装技术的快速推广应用奠定了基础。

其增长率约为整个涂料行业增长率的2倍。

。

。

我国的粉末静电喷涂技术发展较晚，但发展潜力很大。

粉末涂料不含溶剂，粉末涂料依靠静电喷涂到工件表面上，互相不粘连的粉末粒子层经过加热熔融后形成牢固的涂层与工件表面紧密结合。

这种涂层具有优良的防腐蚀性能和装饰功能。

。

本文电冰箱面板涂装工艺设计采用粉末静电喷涂的工艺方法，采用室内型环氧聚酯粉末涂料。

本文将对环保化、高度自动化、高质量化和低能耗化的电冰箱面板涂装工艺进行详细设计。

从前处理工艺，涂装工艺，后处理工艺到“三废”处理做一个整体的设计。

1.涂装工艺设计

1.1前处理工艺

工件经过前处理除掉冷轧钢板表面的油污和灰尘后才能喷涂粉末，除掉工件表面的油污、灰尘、锈迹，并在工件表面生成一层抗腐蚀且能够增加喷涂涂层附着力的“磷化层”。

除油、除锈、磷化、钝化。

工件经前处理后不但表面没有油、锈、尘，而且原来银白色有光泽的表面上生成一层均匀而粗糙的不容易生锈的灰色磷化膜，既能防锈又能增加喷塑层的附着力。

表1前处理工艺及主要控制参数

序号

工艺名称

处理方式

处理液

处理时间

加热方式

温度

1

脱脂

浸渍式

FAL：

10～26pt

SD-102脱脂剂

5~15min

电加热

30~35℃

2

水洗

浸渍式

清水

5s～10min

——

常温

3

表调

浸渍式

SC-A表面调整剂

PH值8～9

0.5～2min

——

常温

4

磷化

浸渍式

FA：

1.5～2.5pt

TA：

25～45pt

SP922磷化液

5~10min

电加热

25~40℃

5.

水洗

浸渍式

清水

5s～1min

——

常温

注：

处理液温度应以0～100℃水银或酒精温度计为准

1.2喷粉工艺

。

1.2.1粉末静电喷涂的基本原料

用室内型环氧聚酯粉末涂料。

它的主要成分是环氧树脂、聚酯树脂、固化剂、颜料、填料、各种助剂（例如流平剂、防潮剂、边角改性剂等）.

粉末加热固化后在工件表面形成所需涂层。

辅助材料是压缩空气，要求清洁干燥、无油无水[含水量小于1.3g/m3、含油量小于1.0×10-5％（质量分数）]

1.2.3粉末静电喷涂的施工工艺

静电高压60-90kV。

电压过高容易造成粉末反弹和边缘麻点；电压过低上粉率低。

静电电流10～20μA。

电流过高容易产生放电击穿粉末涂层；电流过低上粉率低

流速压力0.30-0.55MPa.流速压力越高则粉末的沉积速度越快，有利于快速获得预定厚度的涂层，但过高就会增加粉末用量和喷枪的磨损速度。

雾化压力0.30～0.45MPa。

适当增大雾化压力能够保持粉末涂层的厚度均匀，但过高会使送粉部件快速磨损。

适当降低雾化压力能够提高粉末的覆盖能力，但过低容易使送粉部件堵塞。

清枪压力0.5MPa。

清枪压力过高会加速枪头磨损，过低容易造成枪头堵塞。

供粉桶流化压力0.04～0.10MPa。

供粉桶流化压力过高会降低粉末密度使生产效率下降，过低容易出现供粉不足或者粉末结团。

喷枪口至工件的距离150～300mm。

喷枪口至工件的距离过近容易产生放电击穿粉末涂层，过远会增加粉末用量和降低生产效率。

输送链速度4.5～5.5m／min。

输送链速度过快会引起粉末涂层厚度不够，过慢则降低生产效率。

1.2.4粉末静电喷涂的主要设备

喷枪和静电控制器：

喷枪除了传统的内藏式电极针，外部还设置了环形电晕而使静电场更加均匀以保持粉末涂层的厚度均匀。

静电控制器产生需要的静电高压并维持其稳定，波动范围小于10％。

供粉系统：

供粉系统由新粉桶、旋转筛和供粉桶组成。

粉末涂料先加入到新粉桶，压缩空气通过新粉桶底部的流化板上的微孔使粉末预流化，再经过粉泵输送到旋转筛。

旋转筛分离出粒径过大的粉末粒子（100μm以上），剩余粉末下落到供粉桶。

供粉桶将粉末流化到规定程度后通过粉泵和送粉管供给喷枪喷涂工件。

回收系统：

喷枪喷出的粉末除一部分吸附到工件表面上（一般为50％～70％）外，其余部分自然沉降。

沉降过程中的粉末一部分被喷粉棚侧壁的旋风回收器收集，利用离心分离原理使粒径较大的粉末粒子（12μm以上）分离出来并送回旋转筛重新利用。

12pom以下的粉末粒子被送到滤芯回收器内，其中粉末被脉冲压缩空气振落到滤芯底部收集斗内，这部分粉末定期清理装箱等待出售。

分离出粉末的洁净空气（含有的粉末粒径小于1μm、浓度小于5g/m3）排放到喷粉室内以维持喷粉室内的微负压。

负压过大容易吸入喷粉室外的灰尘和杂质，负压过小或正压容易造成粉末外溢。

沉降到喷粉棚底部的粉末收集后通过粉泵进入旋转筛重新利用。

回收粉末与新粉末的混合比例为（1:

3）～（1:

1）。

使用该回收系统，总体粉末利用率平均达到95％。

喷粉室体：

顶板和壁板采用透光聚丙烯塑料材质，以最大限度减少粉末黏附量，防止静电荷累积干扰静电场。

底板和基座采用不锈钢材质，既便于清洁又具有足够的机械强度。

辅助系统;包括空调器、除湿机。

空调器的作用一是保持喷粉温度在35℃以下以防止粉末结块；二是通过空气循环（风速小于0.3m/s）保持喷粉室的微负压。

除湿机的作用是保持喷粉室相对湿度为45％～55％，湿度过大空气容易产生放电击穿粉末涂层，过小导电性差不易电离。

1.3固化

。

1.3.1粉末固化的基本工艺

采用的粉末固化工艺为180℃，烘15min，属正常固化。

其中的温度和时间是指工件的实际温度和维持不低于这一温度的累积时间，而不是固化炉的设定温度和工件在炉内的行走时间。

但两者之间相互关联，设备最初调试时需要使用SMT炉温跟踪仪测量最大工件的上、中、下3点表面温度及累积时间，并根据测量结果调整固化炉设定温度和输送链速度（它决定工件在炉内的行走时间），直至符合上述固化工艺要求。

这样就可以得出两者之间的对应关系，因此在一段时间内（一般为2个月）只需要控制速度即可保证固化工艺。

1.3.2粉末固化的主要设备

设备主要包括供热燃烧器、循环风机及风管、炉体3部分。

供热燃烧器可用德国威索产品，使用0～35#轻柴油。

具有发热效率高、省油的优点。

循环风机进行热交换，送风管第一级开口在炉体底部，向上每隔600mm有一级开口，共三级。

这样可以保证1200mm工件范围内温度波动小于5℃，防止工件上下色差过大。

回风管在炉体顶部，这样可以保证炉体内上下温度尽可能均匀。

炉体为桥式结构，既有利于保存热空气，又可以防止生产结束后炉内空气体积减小吸人外界灰尘和杂质。

1.4检查

固化后的工件，日常主要检查外观（是否平整光亮、有无颗粒、缩孔等缺陷）和厚度（控制在55～90μm）。

如果首次调试或需要更换粉末时则要求使用相应的检测仪器检测如下项目：

外观、光泽、色差、涂层厚度、附着力（划格法）、硬度（铅笔法）、冲击强度、耐盐雾性（400h）、耐候性（人工加速老化）、耐湿热性（1000h）

1.5成品

检查后的成品分类摆放在运输车、周转箱内，相互之间用报纸等软质材料隔离，以防止划伤并做好标识待用

2.工艺流程图

脱

脂

水

洗

表

调

磷

化

水

洗

晾

干

喷

粉

熔

融

流

平

胶

化

固

化

冷

却

检

查

成

品

3.粉末静电喷涂工艺参数

工艺名称

配方或操作条件

工艺名称

配方或操作条件

使用涂料

环氧聚酯粉末涂料

产品转动次数

3～4次

涂料电阻

5～50MΩ

链速

4.5～5.5m／min

施工粘度

15～25s

圆盘转速

负荷运行≥3000r/min

工作电压

60-90kV

喷涂次数