全  站关键词

Stripping of Organic Coatings     摘要：本文论述了有机涂层的剥离方法。详细讨论了其中的化学剥膜、高温分解剥膜和机械剥膜。     1 前言     随着涂装技术的发展，越来越多的涂装厂都在关心如何去除涂膜。     电泳和静电喷涂操作要求产品和其吊具、挂钩、载具及其它传送带夹具之间要有绝对的电接触。为了确保电接触，必须从这些夹具上剥除残留的涂层材料。      随着原材料成本的增加，表面涂装质量差所导致的次品不再被报废。必须对这些次品进行剥膜处理。对一些产品进行维护重涂之前也必须先进行剥膜处理。例如，在对飞机进行重涂之前要先从飞机上除掉旧的漆膜，因为重涂漆将增加重量从而减少了飞机的有效载重。     涂膜剥除方法基本上可归为三类：化学方法、高温分解方法和机械方法。     化学剥膜方法使用腐蚀剂、溶剂或者两者组合使用。     高温分解方法使用高温炉、明火、热流化床、熔融盐浴和激光。     机械剥膜方法使用高压水、磨料介质、刷子、磨机、刮刀、切削机、低温处理等。     传送机的结构材料一直没有变化，但涂料材料和基材已经发生了变化。为了剥除这些新材料，已经开发出更具有侵蚀性的材料和方法。由于许多化学的、高温分解的和机械的剥膜方法对铝、塑料和合成材料基材而言是太苛刻了，所以已经改进了剥膜方法。     对涂料和基材的每一种组合都有一种剥膜方法。这些方法在成本、加工速度和工人安全方面都是不同的。 本文将为读者介绍最新的剥膜方法。由于文章篇幅所限，不能详细介绍每种剥膜方法，而只能向读者简要地概述每种方法的优缺点，以便帮助选择满足所需要的方法。     2 化学剥膜     化学剥膜剂的工作原理是软化或溶解涂膜、分裂涂膜与基材之间的连接。然后，松脱的涂膜被机械方法除掉。化学剥膜剂可根据它们的工作温度（热或冷）进行分类。还可根据它们的组成进行分类，如腐蚀剂（酸性的或碱性的）、溶剂或腐蚀剂与溶剂的组合。然而，腐蚀剂型剥膜剂采用加热工艺，温度一般达到80～100℃。     另一方面，溶剂型剥膜剂采用冷工艺，工作温度一般为室温或接近室温。由于工人及社区的“知情权”法规，所以必须对剥膜剂进行化学分类。     过去，一直声称化学剥膜剂能够在几秒钟内除掉一层醇酸树脂瓷漆。今天，除醇酸树脂外，产品还采用丙烯酸、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基和其它高耐久性的涂料进行表面涂装。由于它们的耐化学性，所以它们很难被剥除。此外，目前控制工人安全、空气和水质量的政府法规也正影响着化学剥膜剂的组成及使用。     目前商业上可得到许多种化学剥膜剂。化学剥膜剂的优点是配方变化多样，能够除掉甚至最耐久的涂膜，而对金属基材的影响最小。缺点是对健康及环境带来潜在的问题，这些与使用腐蚀性材料、氯化溶剂和可燃性溶剂相关。     腐蚀性剥膜剂一般是氢氧化钾或氢氧化钠的水性溶液，在pH13或以上工作。另一方面，酸性剥膜剂是有机酸或矿物酸的水性溶液，需要在pH2或以下工作。这些剥膜剂是利用浸泡、流动或蒸汽喷枪应用，作用时间为15～30min。  溶剂剥膜剂一般含有氯甲烷、甲酚和可燃性碳氢化合物。这些剥膜剂在室温下使用，通过浸泡、刷涂或流动进行施加。     由于溶剂剥膜剂是冷态的，即工作温度一般为室温或接近室温，所以它们的作用速度比热的腐蚀性剥膜剂要慢，剥膜可能需要几小时。     组合式剥膜剂的配方使用腐蚀性材料和溶剂，并兼具有两者的优点。它们可除掉最耐久的耐化学性的涂膜。它们工作在室温或接近室温，且低于溶剂的沸点，它们的作用速度几乎与溶剂剥膜剂一样慢。     高温分解剥膜设备包括明火、高温炉、流化床和熔融盐浴。在700～800℉的工作温度下，大多数有机涂料都能在相对短的时间内热解。优点是剥膜速度快而且彻底。缺点是消耗能量多而且对某些基材造成损坏。     明火剥膜的使用受到限制，因为考虑到环境和安全。       高温炉剥膜在加热到700～800℉的高温炉内在低氧的氛围中对涂料的有机部分进行热解。在这个第一阶段将产生的挥发性有机化合物，而剩下碳和无机化合物。在第二阶段，留在基材上的碳在高温下及过量氧气中被燃烧，形成二氧化碳。     此后，残留在基材上的惰性颜料和填料被机械方法除掉。为了符合空气质量标准，在高温炉排气装置中一个后燃烧器将残留的有机挥发性化合物燃烧，形成二氧化碳和水。在更有效的系统中，热交换器可将能量循环使用。     热流化床剥膜在流化床中使用高温分解工艺，加热到700～800℉。悬浮的介质为热砂。流化气体可以是缺氧的或富氧的，取决于过程的阶段。这个闭环系统具有灰尘收集器、后燃烧器和热交换器。有机挥化性化合物被后燃烧器转化成二氧化碳和水，满足空气质量标准。热交换器提高了能量效率。     熔融盐浴剥膜利用专利的熔融、氧化、无机盐盐浴技术，加热到600～1000℉。将已涂膜工件浸泡在盐浴中5～25min，取决于盐的配方和涂膜的组成。在循环系统中，排出气体被处理以满足空气质量标准。已经开发出一些专利的熔融盐浴，能在较低的温度下工作，从而允许某些铝制品能被剥膜。     激光剥膜是一种技术含量高的方法，利用激光束的能量来热解有机涂膜。激光束自动地沿着工件移动，当经过涂膜时将涂膜分解。这种过程很慢，在平的基材上作用最好。     4 机械剥膜     机械剥膜包括一些旧的广泛使用的方法，如用手工和电动工具进行的研磨、刮和切削，进行喷丸处理。它还包括高压水和低温剥膜。机械剥膜通常是其它方法的补充，用以完全去除已经松散的涂层残余物。     手工研磨、刮削和切削在实际中仍有使用。这种方法所采用的工具有研磨垫、砂纸、金属丝刷、刮刀和錾平锤。电动和气动剥膜工具包括盘式、轨道式和带式砂光机、錾平锤、旋转式丝刷和叠层抛光轮。优点是剥膜速度快，缺点是劳动密集型的。     喷砂剥膜使用各种类型的介质，介质通过压缩空气或低压水产生的离心力作用到工件上。离心式喷砂剥膜利用电机驱动的轮子将介质猛掷到涂膜表面。在空气喷砂剥膜中，介质是受压缩空气流的推动。这两种过程都是在外壳内进行的。     利用灰尘收集器和旋风尘埃分离器从涂膜残留物中回收并分离介质，以便进一步循环使用介质。水喷砂剥膜中，介质是在低压水流中携载的。喷砂剥膜的一个优点是能从大多数基材上快速除掉涂膜，另一个优点是符合环境安全法规。缺点是工件受到介质的冲击而发生扭曲和磨损。今天，喷砂剥膜介质包括砂子、钢丸、塑料、冰晶体和二氧化碳珠。 砂子和钢丸介质传统上一直用于喷砂剥膜。由于它们是最硬的，所以也最具有磨损性。它们所具有的剥膜速度快的优点可能被其对基材的扭曲和磨损速率所掩盖。     塑料介质剥膜是为飞机重涂漆的特殊要求而开发的，由于产品的尺寸以及化学剥膜对非金属基材以及环境的影响。塑料介质比要被剥除的涂膜更硬一些，它们受到的压力为15～45 Psi的压缩空气流的推动。涂膜类型决定需要选用的介质硬度、颗粒大小、组成、喷嘴形状、冲击角度以及空气压力。甚至一次除掉一层涂膜也是可能的。     塑料介质剥膜的优点是对基材的损坏较少，缺点是剥膜速度较慢。      冰晶体喷砂剥膜使用制冷设备和空气压缩机。冰晶体在空气流中被携载，被一种特殊的喷嘴喷向涂膜。冰晶体的冲击可使涂膜断裂，然后将涂膜从基材上带走。优点是无介质残留（只有水），缺点是设备要求复杂。       二氧化碳（干冰）喷砂剥膜使用压缩机产生干冰珠，而干冰珠受到压缩空气的推动。优点是无介质残留，因为干冰会升华。缺点是需要复杂的设备而且剥膜速度比其它介质慢。     可用于剥膜的其它喷砂介质包括小麦淀粉、碳酸氢钠、玻璃珠、果核、玉米皮、水果籽及其它。被剥除的涂膜的类型及基材的耐久性决定了介质的选择。     高压水剥膜利用压力为15，000～50，000psi的水流冲击表面来除掉涂膜，并利用特殊设计的喷嘴，通过改变水压、冲击角度、喷嘴设计和停留时间等参数，甚至可除掉最耐久的涂料。     低温剥膜利用工作在温度范围为-300～-200℉的液氮浴。将被剥膜的物体浸泡在液氮浴中30秒至3min。     由于有机涂料和金属基材的线性膨胀系数之间存在着差异，所以涂膜在冷却时裂开并层离。然后用机械方法除掉松脱的涂膜。该系统被置于一个相对小的外壳内。具有无污染及工人安全的优点，但同时也具有工件尺寸受到限制的缺陷。     对于剥除有机涂料没有“最好的”方法。前面提到的所有方法都能工作。只有在认真考虑了被剥膜的物体的尺寸、材质、涂料性质、操作成本、环境影响、工人安全和成本等因素后才能做出选择。   资料来源: hc360慧聪网     3 高温分解剥膜中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”