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新型食品用钢桶内涂PVF涂料工艺研究洁净设备

时间：2022年07月20日

新型食品用钢桶内涂PVF涂料工艺研究

在钢桶用于盛装食品时，一般都要求钢桶进行内涂，而且对内涂料的要求也是相当严格的，过去国内制桶行业应用最好的内涂料是日本进口产品，但由于价格昂贵，逐步被国产涂料所代替。但是十年来，国产内涂料几经沉浮，许多内涂料产品都因施工工艺方法复杂，或应用效果差而被淘汰，但PVF内涂料却以其优异的性能和良好的工艺性能得到了越来越广泛的应用。

PVF涂料是聚氟乙烯涂料的简称，具有优异的物化性能，耐老化，耐化学药品，附着力好，抗冲击好，无毒性，是一种有发展前途的新品种。聚氟乙烯涂料与金属结合力较好，由于结构中引入氟原子，热稳定性和化学稳定性比乙烯类涂料都有明显的提高。同其它含氟涂料（如聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯和全氟乙丙烯）相比较，聚氟乙烯涂料和长处表现在：原料成本最低，热处理温度较低，施工简捷以及涂层致密，易消除针孔。主要缺点是塑化温度较高，需要特别的烘房或要原有的烘房进行改造，然而聚氟乙烯涂料既用作三防涂料，也作防腐涂料和食品涂料。

聚氟乙烯涂料由聚氟乙烯树脂、潜溶剂、颜料和稳定剂等组成。固体份≥24%，比重为1.2~1.3。

聚氟乙烯涂料通常采取高压无气喷涂和空气喷漆法喷涂。空气喷涂适应性强、效率高。主要缺点是涂料损失较大，环境污染较大。定型钢桶产品最好采用机械装置喷涂，用高压无气喷涂最为理想。

PVF涂料施工工艺有一定的特殊性，主要从三个环节上加以控制：⒈表面处理；⒉喷涂；⒊烘烤及安全。示意如下：

工件

↓

表面处理

去油、除锈、磷化等

↓

喷涂

一般采用二喷二烘

↓

烘烤塑化

240~270℃，10~20分钟

↓

冷却

空气或水

↓

成品

被涂桶件要求预先处理，以提高基材表面和涂层结合牢度；视材质不同和使用环境不同采取不同的处理步骤。表面处理后烘干，就可以直接喷涂PVF涂料，随后进烘房热处理，当溶剂挥发贻尽塑化便告完成，就可以立即出炉冷却。烘烤时要求直接进入指定的温度中，不需经过升温和降温过程，时间一般不超过20分钟，某些使用场合要求涂层有一定防护厚度或赋予丰满感，于是需要重复喷涂一次到两次，每喷涂一次都经过热塑化和冷却才再喷二次。

聚氟乙烯涂料的最终使用性能如何，不单单决定于涂料本身的性能，而且与制桶厂家的施工工艺好坏密切相关。对于要盛装腐蚀性和渗透性强的物质，一定要保证涂层均匀，采用二喷二涂工艺，主要是为了保证涂层没有针孔。

一、涂装前的表面处理工艺

钢桶表面和涂层之间的结合力如何是衡量施工质量的重要因素，结合力好的涂层不但经得起机械撞击，而且即使某些遭受锈蚀或有害液体渗透，也不容易向周围扩散。无论何种材料，表面油脂和锈皮都需要清除掉。而钢板最好还应该进行磷化处理，以增强涂层的附着力。

钢桶表面处理一般分化学法和机械法：

1、化学方法一般处理过程：除油→水洗→去锈→水洗→磷化→水洗→烘干。从市场上可以买到的商品化表面处理剂，根据使用说明，采用合适的工艺。一般对冷轧板，应侧重于除油，保证油污完全除净；对于热轧板，除油，除锈都不可少。磷化处理后，磷化膜不可太薄，也不可太厚。化学方法主要的缺点是：场地占用大；污水处理困难；有些除油剂、磷化剂需要在一定温度下效果明显。中日合资沈阳帕卡濑精有限公司生产的表面处理剂，质量较好，现已有配套的流水化生产设备。

2、机械方法：机械处理方法较多，它可以代替除油、去锈、磷化等几个步骤，涂装后物体表面色泽柔和美观。主要缺点：噪声、灰尘较大，环境污染严重；能耗较大；处理后的工件必须马上进行喷涂以免再次生锈。

表面处理方法众多，各单位的条件和设备多种多样。幸而聚氟乙烯涂料对表面处理无特殊要求，一般对涂漆行业之有效的方法都适用。

二、喷涂工艺

1、喷涂设备和环境

1）喷具：

PVF涂料施工可采用高压无气喷涂法和空气喷涂法。

喷涂有机械喷涂和手工喷涂两种。手工喷涂设备简单，但涂膜厚度不易均匀；机械喷涂可实现全自动化或半自动化操作，涂膜易均匀并提高效率。

喷枪，国内有北京瑞科喷涂测控技术有限公司生产的A800N型枪和美国诺信有限公司生产的系列喷枪，经多家生产厂家应用，喷涂效果较好，且稳定性也较理想，比较适应PVF涂料的施工特点和工艺要求。

空气喷涂法，设备较简单，喷枪调整较方便，机动灵活。但涂料浪费大，高压空气易带水，带油污。特别对南方潮湿地区，须加装除油、干燥装置。

高压无气喷涂法，直接对涂料进行加压，杜绝了水份和油污污染，但对涂料特性（如粘度，细度等）要求相当严格，调整需要一定的技术。

在涂料粘度较高的情况下，使用高压无气喷涂较为合适，一次喷涂能获得较厚的涂膜。

2）喷房

同普通喷房没有两样，但尽可能附加一个回收涂料的装置。PVF涂料和普通油漆不同，PVF涂料的常温下溶剂挥发极慢，暴露于空气中表面不会硬化或结皮，飞散的涂料可以收回重新使用。

3）洗刷

PVF涂料不同于普通油漆，不会粘手，常温下不凝固，因此接触过本涂料的器皿、工具、皮肤、衣服和需要重新喷涂的工件容易擦净或用肥皂水、酒精擦洗即可。

4）夹具

设计夹具的时候要考虑到聚氟乙烯涂料两个特点：一是没有粘性，因此“湿”的桶件受到碰撞往往会露底；二是经过塑化的“干”涂层再受高热会重新软化，所以某桶件需要分两次涂复时，切勿把已涂好的一面置于搁板上烘烤。

5）施工现场

防止灰尘，质量稍大的泥尘和金属粉屑落在“湿”的涂层上容易触底，影响防护性能。

2、喷涂操作规程

1）生产前的准备工作

a、检查喷具、气源是否正常

b、打开PVF涂料包装桶后，需进行搅拌

c、检查涂料是否有沉淀、结块、杂物，调整涂料粘度

d、钢桶表面是否洁净、干燥

2）喷涂操作

a、喷涂操作，压力应控制在0.20~0.30μPa，

b、喷嘴与涂料表面距离为15~25cm，

c、涂膜厚度：一次不易喷涂得太厚或太薄，太厚时在气流冲击下容易产生麻点和水波状表面，还易产生流挂现象，应用在包装钢桶上时，一般采用二涂二烘工艺，每次涂复厚度可控制在15~20微米，二次喷涂后的涂层厚度可达30~40微米。钢桶需盛装腐蚀性或渗透性均较强的产品时，涂层厚度必须保证，在施工中整个表面厚度力求喷得均匀，以提高耐腐蚀效果。

d、施工粘度调整：聚氟乙烯涂料静置时仍比普通油漆稠厚，一般无需调整就可以喷涂。久经贮存的聚氟乙烯涂料上层有清液析出，使用前只需用棒搅拌均匀就恢复原状丝毫不影响质量。

如发现喷涂雾化效果不好，可以采取以下措施：

1、加装搅拌装置。涂料充分搅拌均匀后进行喷涂。

2、加装恒温装置。一般温度设定为50-60℃，缓慢加热，严禁超温或局部过热。可以根据实际设备情况加以选择合适的温度。对于北方地区的冬天，该设备必不可少。

3、如确实嫌稠，可添加少量的二甲脂（加入量＜5%），充分搅拌后使用。

3）注意事项

1、喷涂现场要保持干净，无灰尘飞扬。

2、涂面不可碰撞、触摸。

3、如发现焊缝搭接不好，需要毛刷或喷枪补涂。

4、二涂时必须在冷却后再进行。

5、涂料清洗可用酒精或肥皂，无须使用有毒有机溶剂。

三、烘烤塑化工艺和安全技术

喷涂好的桶件充许在室内放置数小时到一天，可是长时间置放往往粘上灰尘，因此最好及时送烘烤处理。

烘烤塑化是将喷好的工件在烘道或烘房中加热，让二甲酯等挥发成份蒸发掉，是聚氟乙烯树脂塑化成膜的关键性工序。

这是一个物理过程，影响的因素主要是温度和时间，所以说烘烤技术的掌握比较容易，质量的稳定较有保证，虽然它有自己的特殊方面要求初次使用的操作人员悉心体会。

1、烘烤塑化设备可根据被涂桶件的大小，数量不同采用连续式烘道或固定烘房。凡有条件的单位应采用连续式烘道。为保证得到良好的涂膜及实现安全生产，烘道或烘房均应达到以下几个条件：a、能够达到足够高的温度（平均大于270℃）；b、应设置良好的排风口；c、炉内不应有明火；d、温度控制灵敏，并可调节。

根据加热能源的不同，可以分类为电热烘道和燃油烘道。燃油加热比用电加热经济性好，1Kg燃油是10度电的发热量，而且燃油加热好维护。另外采用燃油加热设备还可以把漆中挥发出来的溶剂燃烧一部分，保证国家环保要求，溶剂燃烧后产生热量还节省燃料。我们推荐采用燃油烘道比较经济可靠。现国内生产此类烘道以北京市航天鑫源涂装研究所为好，经多家使用，技术先进，质量稳定。

如利用原有的电热烘房和烘道，必须要达到以上几个条件，如不具备须进行改造，可以从以下几个方面着手。

1）发热或改装电热元件，以提高温度

2）设置良好的排风口

3）更换或加厚保温材料

4）检查电热元件的接口，以防短路、起明火

5）校正温度计

2、烘烤塑化操作规程

1）生产前准备工作

a、检查电压或燃烧机是否正常

b、检查温度是否正常

c、对于电热烘道和烘房，检查排风阀门关闭情况，升温时关闭，生产时根据进桶数量，调节好排风阀的开启程度。

2）烘烤温度及停留时间的确定