防腐涂料基础知识（6）防腐蚀涂装方法

6 防腐蚀涂装方法

    涂装是表面科学领域的一个重要的分支，广泛服务于国民经济的各个领域。其中，防腐蚀涂装随着我国现代化建设和科学技术的发展在近年来得到了迅猛的发展。我国防腐蚀各行各业也从国外引入或建立了自己的现代化水平的涂装行业标准与规范，使国内的防腐蚀涂装技术逐渐走向国际化和现代化。

    例如西气东输等大型管道工程的实施，石油天然气开发以及城镇燃气的发展，大大促进了管道防腐蚀技术的进步和提高。在管道的防腐层施工方面，在粉末喷涂、3层PE(挤压聚乙烯)、3层PP等管道防腐层的生产技术水平上，基本参照采用了国际先进标准，并已走出国门，承接了国外的大量管道工程。这说明：我国管道防腐层的设计与施工技术已达到或与国际水平同步。

    涂料的涂装方法随涂料的性能不同、涂装作业的环境不同而具有不同的涂装技术。不同的涂料具有不同的涂装工艺技术。经过近百年尤其是最近的半个世纪的发展，我国的涂装技术水平已取得突飞猛进的发展。

防腐蚀涂装技术也随着防腐蚀涂料包括水性材料、粉末材料、光固化涂料、高固体成分涂料等的材料发展，以及涂装设备的技术进步，也向着节能耗、少污染、高效率的方向发展。涂装方法、涂装工艺是与涂料的性能、涂装设备的水平密切相关的。

6．1 溶剂型防腐蚀涂料的涂装方法

     溶剂型涂料虽然向大气中排放“VOC”有害介质，但仍然是涂装工程中使用最多的涂料。它广泛应用于机械、建筑等行业，在防腐蚀涂装行业中仍然占大的比重。

溶剂型防腐涂料的涂装是采用一定的设备和工艺过程将涂料均匀地涂布在被涂物表面，以形成防腐蚀涂层的施工过程。常用的涂布方法有刷涂、刮涂、浸涂、淋涂和喷涂。

6．1．1 刷涂

    刷涂是使用最早、最简单和最传统的手工涂装方法，操作方便、灵活，可涂装任何形状的物件，除干性快、流平性较差的涂料外，可适用于各种涂料。刷涂法可使涂料渗透金属表面的细孔，加强涂膜对金属的附着力。缺点是劳动强度大、工作效率低、涂布外观欠佳。

刷涂涂膜常见的缺陷是流挂、刷痕、气泡、厚度不均。

6．1．2 刮涂

    刮涂是使用刮刀进行涂装的方法。刮刀可以是木制的、钢制的、牛角的、橡胶的等。常用于刮腻子或铸造成型的被涂物。也用于粘度较高、100％固体含量的液态涂料的涂装。

刮涂作业的涂膜的常见缺陷是开裂、脱落、翻卷等，其涂膜的厚度也很难均匀。

6．1．3 浸涂

    浸涂也是一种传统的涂装方法。该方法将被涂物浸没在盛有涂料的槽液中，随即取出，让多余的涂料滴落回槽液中，或采用机械方法将多余的涂料甩落。浸涂的方式有：手工浸涂、离心浸涂和真空浸涂。该法适用于结构复杂的器材或工件，不适用于挥发性涂料，但溶剂损失较大，容易造成空气污染，涂膜的厚度不易均匀。

浸涂需要有浸涂设备一浸涂槽，作业方式可连续作业，也可间歇作业；去除多余的涂料可采用自然滴落和静电方法；为防止涂料中的颜料、填料沉淀还应有搅拌装置；其他加热、通风等装置也是必需的。浸涂得到的涂膜不易均匀，还有产生气泡或表面粗糙的缺陷。

6．1．4 淋涂

    淋涂是将涂料从喷嘴喷淋至被涂物表面，涂料经过自上而下的流淌将被涂物表面完全覆盖后形成涂膜的涂装工艺工程。淋涂与浸涂相似，都是依靠过量的涂料，经过被涂物的表面而形成涂膜。只是涂料涂布到被涂物表面的方式不同。因此所用设备简单，比较容易实现机械化生产，操作简便、生产效率高。

淋涂比浸涂的溶剂消耗量大，也会产生安全和污染问题。常见的涂膜故障是涂膜不平整或覆盖的不完整，涂膜厚度不易均匀或过厚、过薄等。

6．1．5 喷涂

    利用压缩空气及喷枪使涂料雾化的施工方法称为喷涂法。其优点是通过喷涂法施工得到的涂层的涂膜厚度均匀、表观平整、生产效率高。缺点是材料的损耗远大于刷涂和淋涂等方法，且使用溶剂性涂料时会造成环境的污染。适用于各种涂料和各种被涂物，是使用最为广泛的涂装工艺。

    (1)空气喷涂法

    是利用压缩空气在喷枪嘴产生的负压将涂料容器中的涂料从涂料喷嘴喷出，并迅即进入高速的压缩空气流，使涂料液一气相急剧扩散，被分散为雾状微粒射向被涂物，均匀涂布在表面。该法要求被喷涂的涂料的粘度比较小，常在涂料中加入稀释剂。

    特点：

    ①涂装效率高，每小时喷涂50～100m2，比刷涂提高10倍；

    ②涂膜质量好，均匀且与被涂面附着力得到提高；

    ③适用性强；

    ④涂料损耗大，利用率低(50％或更少)，污染环境。

    喷枪是空气喷涂的最主要的工艺设备。空压机、油水分离器、储气罐和涂料供给设备等也必不可少。喷枪雾化涂料的方法按压缩空气的供给方式可分为外混式和内混式两种，按涂料的供给方式可分为重力式、吸上式和压送式。为适应不同的使用场合还有不同的特殊喷枪如长柄喷枪、自动喷枪、无雾喷枪等。近年来随着喷涂技术的进步又有新型喷枪问世，如HVLP(High Volume Low Pressttre)空气喷枪，可将涂料的利用率提高到65％，涂料的过喷量减少，而降低污染。

    空气喷涂作业时，应掌握喷枪的喷涂距离、喷枪的运行方式、喷雾的图样搭接和涂料粘度四大要素。

    空气喷涂的常见故障有：涂料雾化不好，喷涂不连续，喷涂的扇面不均匀而造成涂膜的不均匀等。

    空气喷涂法应用较广，并适用于绝大部分涂料，大部分用于工业产品的涂装。

    (2)无空气喷涂(高压无空气喷涂)

    是利用压缩空气驱动高压泵，使涂料吸入并增压至10—25MPa，通过软管和喷枪喷出，获得高压的涂料离开喷嘴时，快速雾化成极细的微粒，喷射至被涂物表面形成均匀的涂膜。无空气喷涂俗称无气喷涂。

    在无气喷涂中，涂料本身通过高压泵被增至高压，不与压缩空气混合，与上述空气喷涂时压缩空气雾化涂料不同。同时涂料在10—25MPa压力下喷向被涂物表面，使涂料的渗透能力大为提高，涂膜的附着力好，并使涂膜具有光滑致密的表观。

    柱塞泵和隔膜泵的使用，使涂料的雾化效果大大提高，从而使无空气喷涂得到广泛的应用。高压无气喷涂通过压力泵不断地向密闭的管路内输送涂料，从而在密闭的空间内形成高压，然后释放连接于涂料管末端的喷枪扳机，在涂料喷出的瞬间使其以lOOm／s的速度与空气发生碰撞，同时迅速膨胀雾化。

    无空气喷涂工艺的特点：

    ①一次性涂膜厚度大，可喷涂各种高固体成分及厚浆涂料，获得的涂膜较厚；

②喷涂效率高，是刷涂的10倍以上，是空气喷涂的3倍左右，可达到400～1000㎡／h．特别适用于大型工业领域如造船业、建筑业等领域的应用；

    ③涂料可加热后喷涂，降低涂料的粘度，增加涂膜的附着力；

    ④涂料的利用率高(不采用空气雾化，涂料飞散少)；

    ⑤使用双口喷枪的枪前混合技术，可喷涂各种环氧、聚酯、聚氨酯、聚脲等双组分涂料。

    无气喷涂的主要设备：压缩空气或电动压力源等动力源、高压泵、过滤器、输漆管、涂料容器和喷枪。

    高压无气喷涂技术被广泛应用于大型桥梁、船舶、车辆、飞机、储罐、管道、建筑物等结构物的防腐蚀涂层和防护层的喷涂作业。该种喷涂可采用两种作业类型：固定式应用于自动生产流水线；移动式应用于工作场所经常改变的场合。喷涂压力和流量是高压无空气喷涂作业的重要参数，也是选择高压无气喷涂机的技术参数。涂料的粘度与喷涂压力之间也存在着对应关系，在涂料产品的说明书中也应有提供。此外，喷枪喷嘴的选择则决定了喷雾幅度的大小，喷雾幅度选择应根据喷涂对象来决定。因此一般厂商提供的喷嘴都应注明其使用的规格型号。

    双组分涂料如：环氧树脂涂料、聚氨酯涂料等，由于使用固化剂固化，不受涂膜烘烤条件的限制，且具备较优异的性能和涂膜干燥快的特点，在生产中的应用越来越广泛。新型的双组分无气喷涂设备将涂料的混合与喷涂同步进行，采用两个不同的泵，将主剂、固化剂的双组分涂料分别输送，使其在枪内或枪外混合后喷出，解决了双组分涂料在混合后必须在规定时间内用完的难题，又大大地方便了无气喷涂的涂装施工，提高了涂装工艺的喷涂效率。

    无气喷涂又有冷喷涂和热喷涂之分。热喷涂可用于高固体含量、高粘度的涂料的喷涂。

    (3)静电喷涂法

    静电喷涂法也可用于各种液态合成树脂的涂料的施工，喷涂时利用静电发生器产生高压电场，喷枪和被涂物分别与高压电场的两端相连，喷枪喷出的涂料在高压电场中雾化并在静电场力的作用下沉积在被涂物的表面，形成一层均匀的涂膜。涂布时由于涂料的雾化效果好，其损耗很小，涂料的利用率可达80％一90％，与空气喷涂相比可节约30％～40％的涂料，且涂膜的质量好，可实现连续化生产。

    喷涂时一般将工件接地，为阳极；喷枪口为负高压，当电场强度足够高时，枪口附近的空气产生电晕放电，而使空气电离。涂料粒子通过枪口时被带上电荷成为带电粒子，在通过电晕放电区时，进一步与离子化的空气结合再次带电，在高压静电场的作用下，被带到极性为正电的被涂工件的表面，沉积在其表面而形成涂膜。

    静电喷涂需要高压静电发生器、静电喷枪、静电喷涂室、供漆装置和工件的输送装置等。但静电喷涂的技术要求比较高，对涂料、静电喷涂设备、喷涂电压的高低、被涂物与喷枪的距离和喷枪的流量与设置等都有一定的工艺要求。

在静电喷涂时，被涂物必须接地，接地途径一般为：被涂物一吊具一运输链一房屋钢架一接地，其中吊具容易有涂料附着，如果涂料越积越厚，就会在连接点处产生不良接触，导致被涂物接地不良。当人或其他物品与其接触时就有可能产生火花放电的危险。除此以外，还应遵守静电涂装时的其他安全规则。