彩色塗層鋼板技術與發展

發布者: 發布時間:2013/12/24 9:19:49 閱讀:次 【字體:

隨著社會經濟的發展,人們追求高品質的生活理念已滲透進鋼鐵產業,以往黑色、粗獷的鋼板已不能滿足人們的要求,色彩豔麗、功能實用的彩塗鋼板應運而生。

; ; ; 彩色塗層鋼板是將一種有機塗層塗敷於鋼材表麵,它具有外表美觀、色彩豔麗、強度高、耐蝕性好、加工成型方便等優點,而且還可以使用戶降低成本、減少汙染。

; ; ; 彩塗板也叫有機塗層板或預塗鋼板,它是以金屬卷材(冷軋板、熱鍍鋅板、鍍鋁板、高鋁合金板、不鏽鋼板等)為基材,在表麵塗敷或層壓各種有機塗料或塑料薄膜而成。由於它是在冶金工廠完成表麵塗層的卷材,可供用戶直接加工成產品,所以也稱預塗卷材。

; ; ; 彩塗行業的發展情況

; ; ; 1 國外彩塗鋼板的發展

; ; ; 1935年美國建立了第一條連續塗層鋼板線,近20年來彩塗板生產業以建築工業為突破口得到了迅速發展,產量不斷增加,生產能力超過1800萬t,尤其是歐美和日本發展較快,在全世界400多條生產線中,美國約占50% ,生產能力超過400萬t,而且品種齊全。日本自1958年建成了第一條噴淋式塗層生產線後,至今已有50餘條生產線,生產能力近300萬t。美國、日本、歐洲三個地區合計年生產量占世界總產量的84% 。

; ; ; 20世紀60年代以後,特別是近二十多年來比利時、瑞典、挪威、芬蘭、巴西和東歐一些國家也相繼興建了一批生產線。

; ; ; 2 國內彩塗鋼板的發展

; ; ; 20世紀60年代,鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所就開始著手研究有機塗層卷材,但由於種種原因沒有進一步深入研究,直至1987年武漢鋼鐵公司引進我國第一條正規預塗卷材生產線正式運轉,宣告中國終於有了自己的預塗金屬卷材工業。緊接著廣州彩色帶鋼廠(1986年、5萬t)、北京鋼門窗廠(1988年、3萬t)、上海寶山鋼鐵公司(1989年,22.7萬t)以及西南鋁業公司(1993年,2萬t)等引進的預塗金屬卷材相繼投產,形成第一次預塗金屬卷材工業發展高潮。

; ; ; 20世紀90年代中後期出現了預塗金屬卷材業的第二次大發展,這次業主絕大多數是私營企業,他們采用國產的年產量2萬t左右的中型生產線建廠,分布在廣東,江蘇,山東等沿海地區,此階段新建生產線數量超過50條。1998年以來,國有民營、外資相繼投資建設彩塗板生產線,其中不乏裝備水平高、產品質量優、具有競爭力的生產線,冶金係統產量所占比重逐漸減少。

; ; ; 2002至2005年期間,我國迎來了彩塗鋼板工業的第三次大發展。此間一批大型現代化彩塗板生產線相繼投產,寶鋼2#生產線,鞍鋼兩條生產線,首鋼彩塗鋼板生產線,本鋼生產線,邯鋼生產線,唐鋼生產線,馬鋼生產線等,武鋼2#生產線設計年產21萬t,機組運行速度為180m/min,是全國最快生產線,超過100m/min的生產線近有10餘條。隨著一大批大型新建機組的投產,全國彩塗鋼板生產進入高速增長期。

; ; ; 彩塗板的分類

; ; ; 彩塗板兼有有機聚合物與鋼板兩者的優點,既有有機聚合物的良好著色性、成型性、耐蝕性、裝飾性、又有鋼板的高強度和易加工性,能很容易地進行衝裁、彎曲、深衝、焊接等加工。這就使有機塗層鋼板製成的產品具有優良的實用性、裝飾性、加工性、耐久性。

; ; ; 目前彩塗板的品種繁多,大約超過600種,但至今仍沒有一個統一的分類方法,因為眾多的品種之間難以找到一個區分的標準,同時各廠家都有其獨特的設備、工藝,產品種類繁多。現隻按一般習慣分類。

; ; ; (1)按使用基板分類;通常用於有機塗層鋼板的基板有:冷軋板、熱鍍鋅板、電鍍鋅板、合金化板、鍍鋅鋁板、電鍍鋅合金板、鍍錫板、鍍鉻板、鋁板等。

; ; ; (2)按加工工藝分類;按塗覆方法不同,有輥塗法、噴塗法、粉末法、複膜法、印刷法等製得的有機塗層鋼板。按塗覆次數不同,有一塗一烘、二塗二烘、三塗三烘、四塗四烘等不同工藝塗覆製得的有機塗層鋼板。按壓花或印花加工分:還可細分為木紋板、大理石紋、養皮紋、水泥砂漿紋等塗層鋼板。

; ; ; (3)按塗料種類分類;通常按用於製作有機塗層的塗料分類,有聚氯乙烯塗層鋼板、聚酯塗層鋼板、丙烯酸塗層鋼板、氟碳塗層鋼板、矽聚酯塗層鋼板等。

; ; ; (4)按塗層性能分類;按有機塗層性能特點分,有高耐候塗層板、耐高溫塗層板、自熄塗層板、滅菌塗層板、不粘雪塗層板、耐指紋塗層板以及自潤滑塗層板等。

; ; ; (5)按特殊塗料和用途分類;如以環氧富鋅塗料、以冷軋鋼板為基板的有機塗層鋼板,有表麵植絨鋼板以及一些特殊機塗層複層板,如帖木膜板、夾芯板、防震板等。

; ; ; 彩塗板的典型生產工藝流程

; ; ; 彩塗板的典型生產工藝流程見圖1。整個機組包括以下四部分:入口段、預處理段、塗裝段、出口段。常見的二塗二烘彩塗生產線的工藝流程為:開卷→縫合→入口活套→清洗→預處理→初(精)塗裝→初(精)固化→冷卻→出口活套→剪切→卷取。

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; ; ; 圖1 彩塗板的典型生產工藝流程

; ; ; 入口段:包括開卷、剪齊、縫接及貯料活套等設備,作用是將原料卷鬆開並將它們聯接起來,以便連續地、勻速地為機組供應金屬薄板。

預處理段:清洗被塗底板並進行表麵處理,以提高防腐蝕性和對上層漆膜的附著力。

; ; ; 塗裝段:是整個機組的核心部分,通常采用正、反兩麵同時塗裝的二塗二烘工藝,即塗底漆初塗)→烘烤固化→冷卻→塗麵漆(精塗)→烘烤固化→冷卻。隨產品要求不同,還可以隻一塗一烘或隻塗單麵。塗漆時可采用逆向或順輥塗施工。爐溫分段控製,各段溫度取決於所用塗料品種、底板厚度及通過烘爐的時間。

; ; ; 出口段:將產品分卷(或按要求尺寸切成單張)。

; ; ; 塗覆工藝

; ; ; 塗覆是指將塗料薄而均勻地塗布在被塗物表麵上的工藝。隨著工業生產的發展和技術的進步,新型塗料的出現和對塗層質量要求的提高,塗覆工藝取得了很大的發展,並已逐步向自動化,無汙染和高效率化方向發展。

; ; ; 1 塗裝方式

; ; ; 塗裝方式主要有三種:即輥塗式、淋塗式和粉塗式。

; ; ; a)輥塗式較為常用,對塗料的適應性強,塗後鋼板表麵質量穩定,缺點是可能出現輥印。

; ; ; b)淋塗式也稱為幕流式,其特點是塗料容易從容器底部的縫隙中均勻流出,形成塗料幕,塗到基板上。這種方法不會出現輥印,產品多用於高檔家電,但是塗布量隨速度的變化波動大,工藝控製困難,尚未大規模應用於生產。

; ; ; c)粉塗式是使用高壓靜電把塗料粉末沉積附著到基板上實現塗裝。這種方法生產的產品綜合性能高,質量穩定,但控製難度大,因而未得到廣泛應用。

; ; ; 另外,還有早期采用的刷塗法,浸塗法,空氣噴塗法和特種行業使用的無空氣噴塗法,電泳塗效法等,不一一而敘述。目前,新建彩塗線多采用輥塗法施工。

; ; ; 2 輥塗方式

; ; ; 從帶鋼和塗覆輥的相對運動方向來看輥塗分為順塗和逆塗兩種方式。

; ; ; 順塗法:是指帶鋼和塗覆輥的運動方向一致。其特點是:適用於低粘度塗料,一般用於薄膜型塗裝。所獲得的塗膜厚度為(10~20)μm。塗裝速度一般不超過100m/min。超過100m/min,應用逆向輥塗。與逆向輥塗機比較,塗布輥(橡膠輥)的磨耗小。

; ; ; 逆塗法:指的是帶鋼和塗覆輥的運動方向不一致。其特點是:適用於高粘度塗料,一般用於厚膜型塗裝。當然,在生產過程中,支撐輥、塗覆輥、提料輥及測量輥旋轉方向的不同組合,對帶鋼漆膜厚度都會有不同的影響。

; ; ; 3 特殊彩塗產品及生產工藝

; ; ; 隨著彩塗行業的發展,生產廠和塗料供應商根據不同的用途和需要,開發出許多特殊彩塗產品及生產工藝,主要有:印花,熱貼膜,熱壓花,冷貼膜,冷壓花及塗蠟保護等。

; ; ; 彩塗產品發展趨勢

; ; ; 2005年至2010年期間,我國彩塗鋼板的生產總量將由480萬t增至800萬t,其中用於建築業占85% ,家電產品為3% ,其他產品占12% 。可見我國彩塗板產量不少,但是大部分產品都是通用型的,質量一般、品種單一,主要用於建築領域,汽車、家電等高檔產品依靠進口。進口量幾乎占國內彩塗板市場的一半份額。這就要求我們將關注重點放在開辟新的應用領域,能夠采用新技術生產具有不同使用特性和花色品種的有機塗層鋼板。

; ; ; 提高基板質量。彩塗基板一般采用冷軋鋼板、熱鍍鋅鋼板、合金化板、電鍍鋅板、鍍鋅鋁板等,某些高檔產品以不鏽鋼做基板,無論采用哪種基板都要求其具有較高的表麵質量、板形及尺寸精度。

; ; ; 塗料的改良。由最初的醇酸樹脂、塑溶膠、聚酯樹脂、高性能的含氟樹脂到水性塗料、粉末塗料等環保節能型塗料的應用,塗料的不斷改進使產品具備高耐蝕性、抗紫外線、耐候性、耐褪色性、耐磨損性、耐指紋性、耐溶劑性等,以及最新研製成功的抗菌性、防靜電、保潔性及耐黑變等彩板。

; ; ; PET複合貼膜彩色板技術。PET是指聚乙烯對苯二(甲)酸鹽,一般使用透明的25um厚的膜,PET膜廣泛用作磁性錄音材料、照像、包裝材料等的基膜。其力學性能好,膜的硬度為1~2H;具有良好的耐熱性;除強堿外,具有良好的抗化學腐蝕性、抗溫性、抗汙染性、抗去汙性和抗溶劑性。

PET複合貼膜彩色板一種采用PET膜與油漆複合的塗裝技術,透明的PET膜層壓到彩塗板的表麵;另一種為層壓PET膜底部印畫彩塗技術,用直接照像印畫法將圖畫印到PET膜上,再用厚約5um聚乙烯類樹脂粘結劑將印好的PET膜層壓到塗好底漆的基板上,底漆多采用熱固化的環氧樹脂。

; ; ; 粉末塗敷工藝。繼幾年前國外粉末槍技術的應用,美國MSC研製出粉末雲塗裝技術:將粉末塗料在強大的靜電場作用下,通過粉末旋轉刷產生塗料粉末雲,形成粉末雲狀、帶有很高電荷的固體塗料顆粒,飛向高速運行的基板,產生足夠大的邊界穿透力,由此,粉末顆粒便均勻地沉積在帶鋼表麵上,再經過固化、保溫、淬水冷卻處理。此種工藝能適應高速高效塗裝,產品抗腐蝕、抗劃傷、抗褪色性能好、色澤均勻、環保好、成本低。

; ; ; 我國彩塗板生產無論產量、質量和機組數量上均落後於世界水平,而且據專家分析,世界彩塗板生產線的開工率通常為70% ~85% ,我國彩塗業麵臨的形勢還是比較嚴峻的。預計在未來幾年中,國內彩塗鋼市場仍將以建築行業為主,家電行業需求量也將明顯增加,主導產品將向薄規格、高強度、耐腐蝕性的方向發展。降低成本、提高質量、淨化處理廢物、廢氣等環保問題以及開拓更廣闊的應用領域是我們急待解決的問題。我們應投入大量的人力、物力研製新工藝、新技術、新產品,以低成本高質量的產品麵向國內外的市場。

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