涂装设备
涂装主要设备分为涂装前表面预处理设备、涂漆设备、涂膜干燥和固化设备、机械化输送设备、无尘恒温恒湿供风设备等及其它附属设备。
要使得涂装各种设备利用率达到比较高的水准，就需建立合理的涂装生产线：首先要确定生产纲领、完成工艺设计、方案规划，然后才能进行非标设备的设计、制造和安装。因此工艺设计、方案规划是建立生产线的基础，正确、合理的路线对生产操作及产品质量将会产生决定性的影响。工艺设计的内容主要包括：工件表面涂层质量要求前处理方法，喷涂方式、工艺流程、涂料性能、喷涂环境、时间等。
1、涂装的目的：
通过涂装施工，使涂料在被涂物表面形成牢固的连续的涂层而发挥其装饰、保护及特殊功能等作用
1.1涂装要素
涂装工程的关键是：涂装工艺及设备、涂装材料、作业环境、和涂装管理。
被涂装材料的质量是获得优质涂层的基本条件。涂装工艺、设备、涂装环境是充分发挥涂装材料的性能，获得优质涂层，降低生产成本和提高经济效益的必要条件。涂装管理是确保所制定的工艺的实施，确保涂装质量的稳定、达到涂装目的和最佳经济效益的重要条件。
2、涂装主要设备
涂装主要设备分为涂装前表面预处理设备、涂漆设备、涂膜干燥和固化设备、机械化输送设备、无尘恒温恒湿供风设备等及其它附属设备。
2.1涂装表面预处理设备
2．1.1预处理的目的：
去除被涂件所带的异物，如氧化皮、锈斑、油脂等，提供适合于涂装要求的良好基底，如磷化、氧化、钝化，以保证涂层具有良好的防腐性能和装饰性能。
2.1.2预处理设备主要分为物理式、化学式。
物理式：
①除去附着于钢板表面的杂质，用稀释剂除去油脂等污垢。
②如有硫酸盐或腐蚀性盐类，应以清水洗净，以压缩空气吹干。
③在钢板预处理流水线上，以抛丸或喷砂除锈方法将氧化皮、铁锈及其她杂质清除干净，然后用真空吸尘器或经净化的压缩空气将钢材表面清除干净。
化学式：
浸渍式、喷射式、浸喷结合式、喷－浸－喷相结合式。
主要由槽体、槽液加热系统、通风系统、槽液搅拌系统、磷化除渣系统、油水分离系统等组成。其中，磷化除渣和油水分离装置是关键系统，磷化除渣有沉降法、旋液分离法、斜板沉淀法、袋式过滤法、板框压滤机等常用方法。
油水分离主要有：吸附法、超滤法、热油分离法和离心法等。
2.2 涂漆设备
2.2.1 涂漆的方法
涂漆的方法很多，有刷漆，浸漆、空气喷涂、高压无空气喷涂、静电喷涂、电泳涂漆、淋漆、 滚涂法等。
2.2.2 涂漆的环境
理想的涂漆环境应满足良好的采光，适当的温度、湿度和洁净度的空气，良好的通风以及防火防爆要求。
2.2.3 喷漆设备
喷漆设备的作用是将过喷的漆雾限制在一定的区域内并经过过滤处理，使操作者得到符合卫生条件、安全规范的工作环境。此外，还应提供具有一定温度、湿度、洁净度的施工条件。
2.2.3.1 常见喷漆室分类
1) 干式喷漆室：适用于小批量且较精密工件的喷漆；
2) 喷淋式喷漆室：适用于小型工件的喷漆；
3) 水幕喷漆室：适用于中等工件的喷漆；
4) 水旋式喷漆室：适用于装饰性要求较高的大型工件且对精密程度要求不是太高的喷漆。
2.2.3.2 喷漆室主要结构
1) 室体：作用是将过喷漆雾限制在一定的范围内。
2) 漆雾过滤装置：分干式和湿式两种。
干式：通过折流板或过滤纸将漆雾过滤下来。
湿式：通过气水混合作用，将漆雾颗粒从空气中分离出来。 （湿室相对于干式来讲更加环保一点）
3) 供水系统：保证湿式喷漆室所需的水量正常循环。
4) 通风系统：由送风、排风组成，向设备提供具有一定的温度、湿度和洁净度的空气，保证室内空气呈层流状态。
5) 照明装置：保证设备有良好的光照度。
2.2.4 浸漆设备
将工件浸没于漆液内，利用漆液的粘附性使工件表面粘附一层涂料。
2.2.5 静电喷涂设备
静电喷漆：依据静电场对电荷的作用原理而实现的。一般包括静电喷漆室、高压静电发生器、静电喷枪装置、供漆装置、安全装置等组成。
2.2.6 电泳涂漆设备
电泳涂漆： 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。
它包括四个过程：
1 ）电解（分解）
在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子 OH ，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为： H2O→OH+H
2 ）电泳动（泳动、迁移）阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。
3 ）电沉积（析出）
在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。
4 ）电渗（脱水）
涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。
电泳表面处理工艺的特点：
电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
2.2.7 粉末静电喷涂设备
粉末涂覆具有经济性好，无环境污染、效率高、一次喷涂可使涂层厚度达到50 μ m 以上。
粉末静电喷涂设备主要包括喷粉室、高压静电发生器、静电喷粉枪、供粉器、粉末回收装置等组成。
2.3 烘干设备
2.3.1 烘干设备主要分类及组成
烘干设备有各种类型分类，通常可按生产组织方式、室体形状、使用能源、传热方式、空气在室内的循环方式等分类按加热方式分为：
对流烘干、辐射烘干、对流＋辐射烘干；
按结构形式分为：
直通式、桥式、半桥式、死端式、双层式、П字型等。
主要组成：
1) 室体：使循环的热空气不外溢，使室内的温度保持在一定范围内；
2) 加热系统：有辐射加热和对流加热，保证室内空气温度控制在工艺要求范围内；
3）风管：引导热空气在烘干室内循环，将热量传给工件
4）空气过滤器：过滤空气中的灰尘
5）空气加热器；加热室内循环空气
6）风机：强迫烘干室内热空气循环
7) 风幕系统：防止热空气外溢，提高热效率；
8) 温度控制系统：保证室内各段温度达到工艺要求的装置。
2.4 机械化输送设备
机械化输送设备主要分为空中输送和地面输送两大类。
空中输送有：普通悬挂输送机、双链式悬挂输送机、轻型悬挂输送机、积放式悬挂输送机、自行葫芦输送等。
地面输送有：反向积放式输送机、滑橇输送、坦克链式输送机、普通地面输送机等。
机械化设备的作用是在整个涂装生产线中起着组织协调连接各类设备达到稳定运作的作用。
3、 涂装设备主要测试要求
1) 烘干类设备主要测试炉温的均匀性，通常控制在± 5 ℃，采用随炉测温仪一次最多可测试6个位置。
2) 喷漆类设备主要测试照度、温度、湿度和平均风速：对于要求较高的喷漆类设备其照度要求在 800 ～ 1000Lx ，温度要求在 23 ± 2 ℃，相对湿度 55± 5 ％，平均风速 0.45 ～ 0.55m/s 。
3) 所有设备在操作区噪声≤ 85db 。
现将涂装设备工艺布局常见的典型错误列举如下：
1、产量达不到设计纲领：有的设计不考虑涂装设备吊挂方式，不考虑吊挂间距，不考虑上下坡、水平转弯干涉，生产时间不考虑废品率、涂装设备利用率、产品高峰生产能力。导致产量达不到设计纲领。
2、涂装设备工艺时间不够：有的设计为了降低造价，通过减少工艺时间来达到目的。常见的如：涂装生产线前处理过渡段时间不够，造成串液；固化时未考虑升温时间，造成固化不良；喷漆流平时间不够，造成漆膜流平不够；固化后冷却不够，喷漆（或下件）时工件过热。
3、输送设备设计不当：工件的输送方式有多种，设计不当，对生产能力、工艺操作、上下件都会产生不良后果。常见的有悬挂链输送，其负载能力、牵引能力都需要计算和干涉绘图。链条的速度对设备的配套也要有相应的要求。涂装设备对链条的平稳性、同步性也有要求。
4、涂装设备选型不当：由于产品的要求不同，设备选型也有所不同，而各种涂装设备有其优点，也有其缺点。而设计时不能向用户说明，制造后发现很不满意。例如，喷粉烘道用风幕隔热、洁净度要求的工件未安装净化设备等。这类错误是涂装设备工艺布局最常见的错误。
涂装设备新型节能表面涂装技术
自泳涂料涂装的核心是具有自沉积活性的高分子乳液的合成，涉及高分子乳胶结构、引发体系、分子量分布、胶粒粒径、自泳体系稳定性与活性控制等，影响着自泳涂装的性能。为了获得高效优质及节能型自泳涂料，主要有如下技术关键：
（1）偏氯乙烯类单体自泳乳液合成 国外第三代自泳涂料即属于偏氯乙烯类乳液。从分子结构看，采用偏氯乙烯单体（CH2=CCl2）合成高分子乳液，由于偏聚氯乙烯分子链结构很规整，由它形成的涂膜具有优良的抗渗透性，能有效地阻止水、氧及其他腐蚀介质进入涂膜与基体的界面，因此具有优良的耐水、耐油、耐溶剂和耐化学药品性能。更为突出的是它在100℃左右即可固化成膜，而丙烯酸类的成膜温度达170℃，故偏氯乙烯类自泳涂装有显著的节能效果。目前国内尚无适于自泳涂装的偏氯乙烯乳液，有待开发。
自泳涂料是一类特殊的水分散乳胶涂料，胶粒粒径为100～300nm，在表面活性剂的存在下，分散于含氧化还原活性剂的酸性水溶液中。从热力学观点看，它是一种相对稳定而绝对不稳定的体系，在一定的条件下乳液胶粒会脱稳而凝聚。自泳沉积是在体系整体稳定前提下，在金属与乳液界面局部区域创造这种脱稳条件，而使乳胶沉积于金属表面的过程。当金属铁工件浸入槽液后，酸性体系使铁溶解成为Fe2+，体系中的活性剂将Fe2+氧化成为Fe3+。当Fe3+离子在界面处超过一定量时，乳胶粒子即产生局部脱稳凝聚而沉积在金属表面，因此自泳沉积过程本质上是化学反应过程，故自泳亦称为化学沉积。
要使得涂装各种设备利用率达到比较高的水准，就需建立合理的涂装生产线：首先要确定生产纲领、完成工艺设计、方案规划，然后才能进行非标设备的设计、制造和安装。因此工艺设计、方案规划是建立生产线的基础，正确、合理的路线对生产操作及产品质量将会产生决定性的影响。工艺设计的内容主要包括：工件表面涂层质量要求前处理方法，喷涂方式、工艺流程、涂料性能、喷涂环境、时间等。
1、涂装的目的：
通过涂装施工，使涂料在被涂物表面形成牢固的连续的涂层而发挥其装饰、保护及特殊功能等作用
1.1涂装要素
涂装工程的关键是：涂装工艺及设备、涂装材料、作业环境、和涂装管理。
被涂装材料的质量是获得优质涂层的基本条件。涂装工艺、设备、涂装环境是充分发挥涂装材料的性能，获得优质涂层，降低生产成本和提高经济效益的必要条件。涂装管理是确保所制定的工艺的实施，确保涂装质量的稳定、达到涂装目的和最佳经济效益的重要条件。
2、涂装主要设备
涂装主要设备分为涂装前表面预处理设备、涂漆设备、涂膜干燥和固化设备、机械化输送设备、无尘恒温恒湿供风设备等及其它附属设备。
2.1涂装表面预处理设备
2．1.1预处理的目的：
去除被涂件所带的异物，如氧化皮、锈斑、油脂等，提供适合于涂装要求的良好基底，如磷化、氧化、钝化，以保证涂层具有良好的防腐性能和装饰性能。
2.1.2预处理设备主要分为物理式、化学式。
物理式：
①除去附着于钢板表面的杂质，用稀释剂除去油脂等污垢。
②如有硫酸盐或腐蚀性盐类，应以清水洗净，以压缩空气吹干。
③在钢板预处理流水线上，以抛丸或喷砂除锈方法将氧化皮、铁锈及其她杂质清除干净，然后用真空吸尘器或经净化的压缩空气将钢材表面清除干净。
化学式：
浸渍式、喷射式、浸喷结合式、喷－浸－喷相结合式。
主要由槽体、槽液加热系统、通风系统、槽液搅拌系统、磷化除渣系统、油水分离系统等组成。其中，磷化除渣和油水分离装置是关键系统，磷化除渣有沉降法、旋液分离法、斜板沉淀法、袋式过滤法、板框压滤机等常用方法。
油水分离主要有：吸附法、超滤法、热油分离法和离心法等。
2.2 涂漆设备
2.2.1 涂漆的方法
涂漆的方法很多，有刷漆，浸漆、空气喷涂、高压无空气喷涂、静电喷涂、电泳涂漆、淋漆、 滚涂法等。
2.2.2 涂漆的环境
理想的涂漆环境应满足良好的采光，适当的温度、湿度和洁净度的空气，良好的通风以及防火防爆要求。
2.2.3 喷漆设备
喷漆设备的作用是将过喷的漆雾限制在一定的区域内并经过过滤处理，使操作者得到符合卫生条件、安全规范的工作环境。此外，还应提供具有一定温度、湿度、洁净度的施工条件。
2.2.3.1 常见喷漆室分类
1) 干式喷漆室：适用于小批量且较精密工件的喷漆；
2) 喷淋式喷漆室：适用于小型工件的喷漆；
3) 水幕喷漆室：适用于中等工件的喷漆；
4) 水旋式喷漆室：适用于装饰性要求较高的大型工件且对精密程度要求不是太高的喷漆。
2.2.3.2 喷漆室主要结构
1) 室体：作用是将过喷漆雾限制在一定的范围内。
2) 漆雾过滤装置：分干式和湿式两种。
干式：通过折流板或过滤纸将漆雾过滤下来。
湿式：通过气水混合作用，将漆雾颗粒从空气中分离出来。 （湿室相对于干式来讲更加环保一点）
3) 供水系统：保证湿式喷漆室所需的水量正常循环。
4) 通风系统：由送风、排风组成，向设备提供具有一定的温度、湿度和洁净度的空气，保证室内空气呈层流状态。
5) 照明装置：保证设备有良好的光照度。
2.2.4 浸漆设备
将工件浸没于漆液内，利用漆液的粘附性使工件表面粘附一层涂料。
2.2.5 静电喷涂设备
静电喷漆：依据静电场对电荷的作用原理而实现的。一般包括静电喷漆室、高压静电发生器、静电喷枪装置、供漆装置、安全装置等组成。
2.2.6 电泳涂漆设备
电泳涂漆： 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。
它包括四个过程：
1 ）电解（分解）
在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子 OH ，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为： H2O→OH+H
2 ）电泳动（泳动、迁移）阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。
3 ）电沉积（析出）
在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。
4 ）电渗（脱水）
涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。
电泳表面处理工艺的特点：
电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
2.2.7 粉末静电喷涂设备
粉末涂覆具有经济性好，无环境污染、效率高、一次喷涂可使涂层厚度达到50 μ m 以上。
粉末静电喷涂设备主要包括喷粉室、高压静电发生器、静电喷粉枪、供粉器、粉末回收装置等组成。
2.3 烘干设备
2.3.1 烘干设备主要分类及组成
烘干设备有各种类型分类，通常可按生产组织方式、室体形状、使用能源、传热方式、空气在室内的循环方式等分类按加热方式分为：
对流烘干、辐射烘干、对流＋辐射烘干；
按结构形式分为：
直通式、桥式、半桥式、死端式、双层式、П字型等。
主要组成：
1) 室体：使循环的热空气不外溢，使室内的温度保持在一定范围内；
2) 加热系统：有辐射加热和对流加热，保证室内空气温度控制在工艺要求范围内；
3）风管：引导热空气在烘干室内循环，将热量传给工件
4）空气过滤器：过滤空气中的灰尘
5）空气加热器；加热室内循环空气
6）风机：强迫烘干室内热空气循环
7) 风幕系统：防止热空气外溢，提高热效率；
8) 温度控制系统：保证室内各段温度达到工艺要求的装置。
2.4 机械化输送设备
机械化输送设备主要分为空中输送和地面输送两大类。
空中输送有：普通悬挂输送机、双链式悬挂输送机、轻型悬挂输送机、积放式悬挂输送机、自行葫芦输送等。
地面输送有：反向积放式输送机、滑橇输送、坦克链式输送机、普通地面输送机等。
机械化设备的作用是在整个涂装生产线中起着组织协调连接各类设备达到稳定运作的作用。
3、 涂装设备主要测试要求
1) 烘干类设备主要测试炉温的均匀性，通常控制在± 5 ℃，采用随炉测温仪一次最多可测试6个位置。
2) 喷漆类设备主要测试照度、温度、湿度和平均风速：对于要求较高的喷漆类设备其照度要求在 800 ～ 1000Lx ，温度要求在 23 ± 2 ℃，相对湿度 55± 5 ％，平均风速 0.45 ～ 0.55m/s 。
3) 所有设备在操作区噪声≤ 85db 。
涂装设备工艺布局
涂装设备工艺布局图设计的好坏，对涂装生产线的使用至关重要。如果涂装设备工艺布局不当，即使各项单台设备制作得再好，整条涂装生产线也不好使用。现将涂装设备工艺布局常见的典型错误列举如下：
1、产量达不到设计纲领：有的设计不考虑涂装设备吊挂方式，不考虑吊挂间距，不考虑上下坡、水平转弯干涉，生产时间不考虑废品率、涂装设备利用率、产品高峰生产能力。导致产量达不到设计纲领。
2、涂装设备工艺时间不够：有的设计为了降低造价，通过减少工艺时间来达到目的。常见的如：涂装生产线前处理过渡段时间不够，造成串液；固化时未考虑升温时间，造成固化不良；喷漆流平时间不够，造成漆膜流平不够；固化后冷却不够，喷漆（或下件）时工件过热。
3、输送设备设计不当：工件的输送方式有多种，设计不当，对生产能力、工艺操作、上下件都会产生不良后果。常见的有悬挂链输送，其负载能力、牵引能力都需要计算和干涉绘图。链条的速度对设备的配套也要有相应的要求。涂装设备对链条的平稳性、同步性也有要求。
4、涂装设备选型不当：由于产品的要求不同，设备选型也有所不同，而各种涂装设备有其优点，也有其缺点。而设计时不能向用户说明，制造后发现很不满意。例如，喷粉烘道用风幕隔热、洁净度要求的工件未安装净化设备等。这类错误是涂装设备工艺布局最常见的错误。
涂装设备新型节能表面涂装技术
自泳涂料涂装的核心是具有自沉积活性的高分子乳液的合成，涉及高分子乳胶结构、引发体系、分子量分布、胶粒粒径、自泳体系稳定性与活性控制等，影响着自泳涂装的性能。为了获得高效优质及节能型自泳涂料，主要有如下技术关键：
（1）偏氯乙烯类单体自泳乳液合成 国外第三代自泳涂料即属于偏氯乙烯类乳液。从分子结构看，采用偏氯乙烯单体（CH2=CCl2）合成高分子乳液，由于偏聚氯乙烯分子链结构很规整，由它形成的涂膜具有优良的抗渗透性，能有效地阻止水、氧及其他腐蚀介质进入涂膜与基体的界面，因此具有优良的耐水、耐油、耐溶剂和耐化学药品性能。更为突出的是它在100℃左右即可固化成膜，而丙烯酸类的成膜温度达170℃，故偏氯乙烯类自泳涂装有显著的节能效果。目前国内尚无适于自泳涂装的偏氯乙烯乳液，有待开发。
自泳涂料是一类特殊的水分散乳胶涂料，胶粒粒径为100～300nm，在表面活性剂的存在下，分散于含氧化还原活性剂的酸性水溶液中。从热力学观点看，它是一种相对稳定而绝对不稳定的体系，在一定的条件下乳液胶粒会脱稳而凝聚。自泳沉积是在体系整体稳定前提下，在金属与乳液界面局部区域创造这种脱稳条件，而使乳胶沉积于金属表面的过程。当金属铁工件浸入槽液后，酸性体系使铁溶解成为Fe2+，体系中的活性剂将Fe2+氧化成为Fe3+。当Fe3+离子在界面处超过一定量时，乳胶粒子即产生局部脱稳凝聚而沉积在金属表面，因此自泳沉积过程本质上是化学反应过程，故自泳亦称为化学沉积。
