2022年铝卷材辊涂及其生产工艺介绍[] .pdf

铝卷材辊涂及其生产工艺介绍1 铝卷材辊涂概述铝卷材涂装的生产历史已有70 多年。我国在20 世纪 80 年代末 90 年代初开始引进。铝板带卷材辊涂生产连续性好、效率高、产量高、质量容易控制、质量好、原材料及涂料利用率高、损耗少、节能、成本低、经济效益好、污染少。铝卷材涂装产品具有装饰性强、耐候、耐蚀、抗污、加工成型性好等优点，广泛应用于建筑幕墙、铝塑复合板、高档建筑屋面、屋顶、门窗、天花板、各类灯具、 车船壳体、各种容器（包括罐头盒） 、食品包装等方面。随着铝卷材涂装产品应用范围的不断扩大，市场对铝卷材涂装产品需求也不断增加，彩色涂层铝板生产线的数量日益增加，产量稳步上升，生产技术水平也不断提高，花色品种日新月异。1.1 铝卷材涂装的目的铝卷材涂装的目的在于通过涂装施工，使涂料在铝卷材表面形成牢固的连续涂层而发挥其装饰、防护和特殊功能等作用。铝卷材经涂装处理后，涂料覆盖在其表面，形成一层具有耐腐蚀作用的牢固附着的连续涂层，使铝卷材基体与腐蚀介质隔离，从而防止或减缓因腐蚀而引起的损坏。运用涂料颜色的多样性和涂装施工的技巧，可以使产品经过涂装而获得不同色彩、光泽等的装饰性涂层，使其外观或色泽鲜艳、光彩夺目，或色调丰满、明暗适度，富有艺术性，给人以赏心悦目的感觉，从而提高产品的附加值，扩大产品的应用范围。某些具有特殊组成的专用涂料形成的涂层，具有特殊的性能，如隔音、绝热、防火、防滑、防辐照、防静电、伪装等性能，可以适应在特定环境中的使用要求。经过涂装处理的铝卷材，用户可直接将它加工成型，做成各种部件和产品，组装或安装后便是成品，而不需要再进行涂装处理。就是将传统的铝薄板制品的先加工成型，然后再进行涂装处理的工艺，改变成铝卷材先涂装处理，然后加工成型的工艺。大大简化了金属薄板制成成品总的生产名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 21 页 - - - - - - - - - 工艺过程，最后成品的成本可降低315。1.2 铝卷材涂装的原理从上世纪中期起，卷材涂装发展到目前，都以辊涂为主。彩色涂层铝卷材的生产由精密涂装机在经过前处理的铝卷材表面均匀涂布相同厚度的涂料，匀速进入带有排气装臵的烘箱，采用红外线或热风循环式烘烤工艺进行烘烤固化。在特定温度下，交联成膜，得到具有一定厚度的完整涂膜。辊涂涂装是以涂装辊作为涂料的载体，涂料在涂装辊表面形成一定厚度的湿膜，借助涂装辊在转动过程中与被涂物接触，将涂料涂覆在被涂物的表面。辊涂适宜于平面状金属板的涂布，尤其适合于金属卷材的高速涂装。辊涂具有涂装速度快，生产效率高，可正、反面同时涂布、涂料利用率接近 100等特点。但辊涂只适应平面涂装，不适应其他形状的被涂物；由于辊涂机采用统一的涂料循环输送、回收系统，涂料的投入量大，不适宜多品种、小批量生产；涂料是在涂装辊表面以湿膜形式转移至被涂物表面，溶剂挥发快，辊涂过程中涂料粘度容易产生变化，若工艺条件控制不当，涂膜容易产生辊痕。1.3 铝卷材辊涂常用涂料铝卷材辊涂常用涂料有环氧树脂漆，聚酯树脂漆和氟碳树脂漆。（1）环氧树脂漆。工业辊涂用环氧树脂漆，具有极强的附着力，防腐性能及耐水、热稳定性好，涂膜坚韧耐磨，但其缺点是漆膜外观及耐候性差，室外使用易粉化，故常用于涂层产品底漆及防腐类食品包装涂料。作为食品包装内涂或外涂防腐涂料，环氧树脂与酚醛树脂按80:20 比例配制，经高温固化后，涂膜有优异的防腐性能，如在环氧树脂中加入有机硅改性，可使涂料耐水、耐化学性得到进一步加强，可经受高温、水煮、耐酸、耐硫而保存漆膜完好，能满足食品卫生要求。（2）聚酯树脂漆。卷材涂料中，聚酯树脂漆通常固体份高、漆膜丰满光泽高、物理机械性能好、漆膜具有坚韧、耐磨、抗冲击力优良和良好的抗划性，但由于分子链酯基的存在，漆膜耐水性略差，影响了其耐久性，聚酯漆在建筑装饰材料中应用较广，常用作涂层产品底漆、面漆、背漆，主要用用室内装修。饱和聚酯树脂需加入氨基树脂交联剂配成烘烤漆，特别适用六甲氧甲名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 21 页 - - - - - - - - - 基三聚氰胺交联剂时，有更好的交联效率和韧性，可作彩板用高抗冲击涂料，如酯基有大的邻烷基保护或用有机硅改性，则有良好的耐水、耐久性，部分可作为室外装饰涂料使用，目前聚酯涂料应用领域和用量不断扩大，正在对其作为室外面漆应用的研究。（3）氟碳树脂漆。铝卷材常用的氟碳涂料主要是聚偏二氟乙烯涂料（PVDF ） 。氟树脂由于FC 键极性小，键能高（ 485.7kJ/mol ） ，故有极低的表面自由能、较好的耐热性和良好的低温柔韧性，长期在25下使用质量不会有明显减少。2 铝卷材辊涂工艺2.1 工艺流程简介铝卷材经过清洗、化学转化处理、涂装，在卷材上形成各种颜色和各种性能的涂层。铝卷材采用先进的辊涂工艺进行涂装处理，采用红外线或热风循环式烘烤工艺进行烘烤。按照大工序分，其工艺流程为：开卷前处理辊涂后处理收卷。图 1 典型的铝卷材辊涂生产线图 1 是典型的铝卷材辊涂连续涂装生产机组。目前代表国内外铝卷材涂装先进的流程就是铝卷材连续辊涂生产机组。该流程生产的产品广泛应用于建筑幕墙中，外墙铝塑复合板，高档屋面、屋顶材料、内装饰装修中，内墙铝塑复合板，吊灯板，灯具等领域中。2.2 开卷（1）开卷。铝卷材辊涂生产线的开卷是通过开卷机实现的。涂层机组开卷机为悬臂式，其作用是用来张紧和支承带卷，通过旋转运行将卷材打开或将带材卷成卷，并且在机列运行过程中建立带材张力和进行对中。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 21 页 - - - - - - - - - 铝卷材开卷之后，通过喂料板传递给夹送辊，由夹送辊送料到切头剪，切去料头后，铝卷材进入粘合机或缝合机进行接带（薄带粘合，厚带进行缝合） 。接缝须通过碾平辊平展后，将带材送入预处理段。涂层机列通常有两台活套塔，由于涂层工艺段生产必须连续进行，而入口、出口有上卷、下卷时的停顿，故此时带材运行由入口、出口活套塔来进行调节。为了保证生产线的正常稳定运行，开卷机的张力必须根据卷材不同的宽度和厚度，调整其张力系数，使卷材张紧。（2）缝合。卷材缝合主要是通过机械冲压方法在垂直带材的方向对前后两带材的头尾进行缝合，使生产连续化。铝卷材缝合的方式一般分为：焊接、粘接、机械缝合。常见的缝合方式是机械缝合。缝合必须迅速，以保证工艺段正常运行。如果缝合时间太长，活套塔内贮存的料放空，将造成生产线停车，停车后带材在烘烤炉停留的时间较长，涂层表面就会产生漏涂、过烘烤、擦划伤等缺陷。对厚度 0.4mm的薄卷材，缝合时要加入垫片， 防止薄卷材在缝合时承受不住缝合压力，把卷材压裂。一般情况下垫片加在缝合处的外侧靠厚度0.4mm的薄卷材处。 垫片宽度与生产卷的宽度应一致。后一带材的头部应放在前一卷材的尾部上方，避免后一带材的料头撞伤道路和辊子。缝合时，料头尾粘附的胶带、脏物等应清除干净，避免异物带入道路损坏辊子及产生磨痕、擦划伤等缺陷。缝合好的卷材通过牵引带把要涂敷的坯料引入涂层生产线。其长度必须大于整个生产线的长度，这样才能穿过生产线。牵引带不能有明显的折痕、裙边、裂边、波浪等明显缺陷，以防止在生产线上划伤或断带，造成停车漏涂。（3）机列运行速度选择。机列运行速度是根据铝卷材的不同规格和涂料品种确定的。选择机列运行速度应遵循以下基本原则：1 根据基材的厚度而定。厚度在0.2mm以下的薄料易产生折伤，应选择低速生产；厚度在1.0mm以上的铝卷材易出现断带，且生产时间相对较短，缝合和收卷的时间较紧，会造成生产线停车，宜采用低速生产。 2 根据烘烤炉的长短而定。炉温一定时，烘烤炉的长度越长，生产速度就越快；反之就越慢。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 21 页 - - - - - - - - - 3 根据涂料的品种而定。聚酯和环氧树脂在涂料盘内流动性较好，表面不易产生桔皮、条纹、亮条等缺陷，可选择较快的生产速度。氟碳涂料在涂料盘内流动性相对较差，表面易产生桔皮、条纹、亮条等缺陷，宜采用较慢的生产速度。 4 根据基材的宽度而定。一般情况下，卷材宽度大于涂辊宽度的90时，卷材两侧易出现漏涂，应采用较慢的生产速度；带材宽度小于涂辊宽度的 90，则可采用较快的生产速度。 5 同一颜色，相近厚度，不同宽度的卷材，可采用相同的机列速度。2.3 铝卷材涂装前处理前处理是保障铝卷材辊涂表面质量的关键工序。通过化学清洗剂和化学转化溶液，配合一定的工艺过程，将铝卷材表面的油污、杂质清除干净，使铝卷材表面形成一层化学转化膜，为涂层提供一层良好的附着基础，有效地保证涂层在铝卷材表面的附着质量。铝卷材脱脂用的脱脂液有多种。常用的是酸性清洗剂。酸性清洗剂由混酸与铝酸脱复配而成。脱脂后还将对铝卷材进行中和、出光处理，以进一步清理铝卷材表面细小金属杂质，使铝卷材表面光亮、洁净。也有用碱液除油法，碱液除油主要是借助碱的化学作用清除铝卷材表面的油脂和轻微锈蚀，达到表面净化的目的。铬酸盐处理液在铝卷材表面转化成以铬酸盐为主要组成的化学转化膜。这种转化膜通过内在分子的引力与金属铝结合在一起，不仅有良好的耐蚀性能，而且给涂料提供了良好的附着基础，是有机涂层的良好底层。（1）前处理的几种流程。铝卷材辊涂前处理主要方式有单独分机成线处理和连续一体成线处理两种。前一种方式是前处理与涂料涂装、固化工序单独分机的，后一种方式是前处理与涂料涂装、涂料固化工序连续一体的。按转化膜处理工序则可分为喷淋式、浸渍式和无漂洗式三种。图2 为这三种工艺的工艺流程图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 21 页 - - - - - - - - - （a）传统工艺（喷淋型）（b）无漂工艺（辊涂型）（c）简单工艺（浸渍型）（d）简单工艺（低速型）图 2 典型的前处理工艺流程图喷淋式前处理是药剂加压后通过喷嘴喷向铝卷材表面，它除了有药液与铝表面发生化学作用外，还具有机械冲击作用，所以处理效率高，处理时间相对较短，可通过调整喷压来调整作用程度。一般来说，喷淋处理的效率是浸渍处理的3 倍左右。所以，高速辊涂生产线的前处理或速度相对较快的辊涂生产线均采用喷淋的方式进行处理。但喷淋处理的缺点是设备投资相对浸渍式大，且喷嘴容易堵塞，造成喷淋不均，影响处理质量。浸渍式前处理是将铝卷材直接浸渍在药剂中，和处理液发生接触反应，接触面完全，但反应时间相对喷淋式长，一般应用在低速涂装生产线和一些低速单独分机处理的生产线中。无漂洗式前处理是处理后无需再次用水漂洗的一种工艺，其优点是能够使用同种药剂处理多种卷材，包括铝卷材，且无处理废水排放等问题。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 21 页 - - - - - - - - - 它代表着卷材前处理工艺的主流。目前国内已经有多条新建或正在筹建的铝卷材涂装生产线选用了无漂洗前处理工艺。无漂洗前处理工艺的关键是要将处理药剂均匀地涂覆到铝表面上，然后进行烘干成膜。要达到这一要求，可以使用辊涂机或喷淋/ 挤干法进行处理。这两种方法各有优缺点。辊涂机与喷淋/ 挤干法的比较见表1。表 1 辊涂机与喷淋 / 挤干法的比较表比较项目喷淋/ 挤干辊涂机比较项目喷淋/ 挤干辊涂机设备应用湿膜厚度膜 面 密 度控制槽 液 配 槽浓度便宜正向挤干13m 困难高昂贵顺涂和逆涂18m 容易低Zn、 Al污染渣配槽外观有有经常好没有没有很少（只需维护）很好目前国内外上规模的铝卷材辊涂生产线的前处理工序均与涂料涂装、涂料固化等连续一体成生产线，这样的生产线生产连续、速度快、产量高、效率高、质量容易控制。但设备投资大，自动化程度要求高。一般连续铝卷材涂装生产线均采用喷淋或无漂洗辊涂，或者喷淋和无漂洗辊涂二者兼备的工艺。以上三种前处理工艺流程的特点比较见表2。表 2 三种前处理工艺流程的特点比较表工艺流程药剂成本质量控制环保排放处理时间投资适 用 规模适 用 产品喷淋工艺无漂工艺浸渍工艺一般经济一般一般容易一般差优差较短短长中大小高速高速低速铝板铝板铝箔2.4 辊涂辊涂是铝卷材涂装生产的核心部分，其设备包括辊涂机、烘烤炉和冷却系统。通常采用正、反两面同时涂装的二涂二烤工艺，即涂底漆（初涂）烘烤冷却涂面漆烘烤冷却。根据产品要求不同，还可以是一涂一烤或只涂单面。辊涂机是利用涂辊将涂料涂布在铝卷材上，常用的有二辊涂装工艺和名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 21 页 - - - - - - - - - 三辊涂装工艺。（1）二辊涂装工艺。图3 是二辊涂装的常见的两种方式。a 正向涂（ N涂） b 逆向涂（ R涂）图 3 二辊涂装A涂覆辊； P上料辊从示意图中可以看出，顺涂和逆涂两种涂装方式，主要区别在于涂料的传递比不同。 顺涂方式在等速转动的情况下，涂辊上只有 50% 的涂料传递到卷材表面，且会分成两部分传递，因而漆膜较薄；而逆涂方式在同等情况下，涂辊上的涂料可接近100% 地进行传递，漆膜相对较厚。二辊顺涂的特点是：适用于底漆及膜厚较厚的涂层；比较而言，顺涂不易伤辊；涂装时，涂辊易带出涂料，但涂层表面质量不如逆涂方式，涂膜厚度也小于逆涂方式。由于涂覆方式的不同，顺涂方式一般应用于印刷、亲水箔等对漆膜要求很薄的产品上。二辊逆涂的特点是：适用于底漆背漆及面漆膜厚较低的涂层；相对顺涂而言，逆涂较易伤涂辊，换辊频率较高；涂层表面质量优于顺涂方式；涂膜厚度大于顺涂方式。逆涂方式则主要用于工业、民用建材等领域，这里主要介绍逆涂方式的工艺要求。 辊间间隙的调整。二辊涂装的辊间间隙主要指挂料辊与涂辊、涂辊与卷材之间的间隙，当辊子转速、涂料粘度一定时，铝卷材表面漆膜厚度与表面质量受辊间间隙的影响。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 21 页 - - - - - - - - - 辊间间隙的调整主要通过调整辊间压力来实现，在实际操作中， 这是一个较复杂的综合性的过程。一般情况下，在铝卷材表面漆膜厚度与表面质量发生变化时，要对辊间间隙作调整。 漆膜厚度偏低时，可适当加大辊间间隙，减少辊间压力，但调整量应适当，否则间隙过大会使漆膜表面产生流平纹或厚度不均。漆膜厚度偏高时，应适当减少辊间间隙，加大辊间压力，但调整过大，会使漆膜厚度过薄，并使涂辊受力加大而影响涂辊的使用寿命，所以调整辊间间隙时，要根据漆膜的厚度要求、涂辊上及铝卷材上漆膜表面的流平情况进行适当调整。 辊速比的调整。在其它工艺操作条件不变时， 辊速比决定辊间传递涂料量的多少，可有效控制湿膜厚度，涂辊与挂料辊相对于铝卷材运行速度加快，单位时间涂覆量就增加，漆膜增厚，降低辊速，漆膜变薄。二辊逆涂时，涂辊转速高于铝卷材运行速度，挂料辊转速低于铝卷材运行速度，铝卷材漆膜厚度主要通过调节涂辊转速进行控制，调节的原则是：涂辊与挂料辊的转速比要匹配，如转速比过高，在漆膜上易产生横条纹，转速比过低则易产生竖条纹。（2）三辊涂装工艺。图4 中 a、b、c 是三辊涂装的常见方式。主要用于漆膜较厚的面漆涂装，适用于漆膜20m的氟碳涂料及部分高光聚酯涂料。（a）NRN 涂示意（b） RRN涂示意（c）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 21 页 - - - - - - - - - RNN 涂示意图 4 三辊涂装 A 涂覆辊； M 计量辊； P上料辊三辊涂装与二辊涂装相比有以下特点：增加了计量辊（M ） ，涂料分散更均匀；涂料传递比例更大，适用于氟碳涂料和溶胶等高粘度的涂层；辊间剪切力大，对辊子损伤较大；辊子安装、清洗及换辊较为复杂；涂膜可涂厚度范围较大。三辊方式配臵中，由于增加了计量辊（M ） ，涂料的传递比较二辊涂装大，使漆膜厚度易于满足涂厚膜的要求。漆膜厚度主要由上料辊（ P辊）控制，计量辊（ M辊）与涂覆辊（ A辊） 、上料辊（ P辊）的转速差较大，使上料辊、涂辊上的涂料分布更均匀、致密、漆膜表面优于二辊涂装。三辊配臵中，三辊涂覆通过调节计量辊（M辊）与上料辊（ P 辊） 、上料辊（ P辊）与涂覆辊（ A辊）间的压力，使P辊表面涂料高度均匀。调节辊间压力时不能过大或过小。辊间压力过大，会造成漆膜厚度不够，表面不均，易发花，涂辊受压力过大易发热，磨损变形；辊间压力过小，会造成漆膜不够，易形成条纹或流痕。在实际生产中，在确保 P 辊上涂料均匀的前提下，辊间压力越小越好。采用三辊涂装，由于转速比及辊间压力较大，使涂料受到的剪切力较大，故在涂装时，涂料易产生温度升高引起粘度降低的现象。此时，可适当加快涂料在涂料盘中的流动速度，并使回流的涂料另装桶，待温度正常后再使用。操作中需根据不同涂料的特点，选择不同的涂覆方式。同时，根据漆名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 21 页 - - - - - - - - - 膜的质量状况来进行辊间间隙、压力及辊速比的调整，可单独调整任一辊辊间间隙、压力及辊速，也可同时调整间隙、压力和辊速比，最终以获得质量合格的漆膜为目的。（3）辊涂中的涂层膜厚的控制。1 涂覆辊（A辊）硬度与涂膜厚度的关系。涂覆辊硬度高，适用于涂薄膜，涂厚膜时容易产生竖向条纹。硬度稍低的涂覆辊适用于厚、薄两种涂膜层。用在底涂、背面涂等膜层较薄且换色较少的涂装时，一般选择不易受损伤的高硬度辊子。涂覆辊硬度高，对涂膜厚度控制进行微调困难，硬度低，则微调容易进行。2 涂覆辊（ A辊）的直径与涂膜厚度的关系。使用同一涂料进行作业，涂覆辊直径不同，可相应调整涂料的施工粘度。当涂覆辊直径小时，需将涂料粘度设定得高些。因为即使表面硬度相同，由于胶辊胶层的厚度，表面的弹性也会受到影响。3 上料辊（P辊）的影响。上料辊在辊涂中是一个非常重要的因素。涂装作业时，通过上料辊从涂料托盘把涂料均匀地转移到涂覆辊上。近年来，由于涂料的高分子化等，对涂料的上料性要求越来越高。为了达到改善上料性的目的，开始采用一些特殊的辊子作为上料辊，这些辊子的表面作了钝化加工或陶瓷喷镀，表面经过研磨的辊子通常使用在对外观质量要求严格的产品生产上。2.5 烘烤固化和冷却（1）铝卷材辊涂的固化原理和常用的固化方式。涂膜的烘烤固化是将涂覆在铝卷材表面的液体涂料经烘烤完成固化的物理或化学过程，使之转名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 21 页 - - - - - - - - - 化成符合要求的干膜。涂料主要是靠溶剂挥发，树脂熔融、缩合、聚合等物理或化学作用而成膜。由于对铝卷材表面涂层综合性能要求相对较高，一般都采用高温烘烤办法对涂料进行固化，俗称烤漆，它们的成膜有的靠挥发溶剂，然后涂料树脂熔融成膜的物理过程成膜，如PVDF 氟碳涂料，因为 PVDF 分子间作用力比较强， 必须在高温状态下使溶剂挥发随后熔融成膜，此类涂料均是热塑性的；也有靠缩合、聚合的化学反应变化过程成膜的，如聚酯涂料、环氧、聚氨酯、丙烯酸树脂涂料等，此类涂料的成膜物质分子中的官能团受热或在固化剂催化作用下发生交联固化反应，形成网状结构的高分子化合物，此类涂料是热固性的。铝卷材涂辊固化的加热方式有空气浴对流加热和辐射加热固化两种方式。空气浴对流加热是用煤气或燃油燃烧后，直接或间接地传导给空气，通过热空气对流，对涂有涂层的铝卷材进行加热固化。对流固化的机理是流体流过固体壁面的情况下所发生的热量传递称为对流传热。对流传热过程是一个十分复杂的传热现象。热风循环固化是应用对流传热的原理对铝卷材涂层进行加热固化的方法。它利用热空气作为载热体通过对流的方式将热量传递给铝卷材涂层，使涂层得到固化。它的特点是加热均匀，温度控制精度高，控制容易，对溶剂的挥发和涂料树脂熔融或聚合反应成膜的固化速率比较适宜，是涂层质量要求高的理想固化方式，也是目前铝卷材烘烤的主要方式。煤气间接式燃烧空气加热的工艺具有加热温度均匀，加热空气洁净，控制容易，固化速率适宜，涂层固化质量好等优点而被广泛应用。不足之处是设备体积名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 21 页 - - - - - - - - - 大，占地面积大，能量利用率相对较低。辐射加热固化方式存在溶剂挥发不均匀等缺点，在铝卷材涂装上较少应用，特别是在高速涂层线上不宜采用。涂膜的烘烤固化通常使用一种悬浮式烘烤型固化箱，采用气垫或活动吊环，使铝卷材在贯穿整个炉子的过程中不接触任何东西。固化炉中的热量足够使溶剂挥发而又不使有机涂料碳化。为了分别固化底漆和面漆，一条生产线上至少有两个固化炉，其结构完全一致。（2）烘烤温度的设定。一般每个固化炉分三个区，每个区的温度可单独控制。为了让基材加热到适宜的温度，必须对各区的温度分别进行设定。第一区设定温度较低， 一般设定在 200以下。第二区主要是让基材快速升温，第三区是在第二区的基础上达到固化温度，并保持这个温度，所以第二、三区设定温度较高，并且这两个区的温度相差不大。涂膜在固化炉内的整个固化过程中，铝卷材的温度随着时间而变化，通常分为升温、保温和冷却三个阶段，温度与时间的关系即涂膜固化温度曲线如图 5 所示。图 5 涂膜固化温度曲线1卷材温度； 2固化炉空气温度； 3溶剂挥发率涂层从室温升至所需要的烘干温度为升温段，所需时间为升温时间。在升温段，需要大量的热量来加热铝卷材，涂覆后的涂料溶剂95在此时名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 21 页 - - - - - - - - - 段迅速挥发，容易达到浓度爆炸极限。因此特别需要在此段加强通风，一边排出溶剂蒸汽，一边补充新鲜空气。升温时间根据涂料溶剂沸点进行选择。沸点高，升温时间宜短，即升温速度较快，以加速溶剂挥发。但温度太高或升温速度过快，会导致溶剂挥发不均匀，涂层容易产生表面气泡等缺陷。涂层达到所要求的烘干温度后，持续的过程称为保温段，所需时间为保温时间或烘烤时间。在这一阶段，主要是使涂层起化学作用而成膜，但也有少量溶剂蒸发，所以不但需要热量，还需要进行通风，并补充新鲜空气。涂层温度从烘干温度下降，这段时间称为固化冷却时间，一般指铝卷材通过固化炉出口段区域的时间。在这一阶段，带材温度开始下降，基本无溶剂挥发，不需要抽排气。在铝卷材辊涂生产中，经常出现因气流平衡调节不当而导致涂层温度升高，引起火警；或者因气流平衡调节不当，导致炉气不能快速地达到设定温度，或经过长时间都达不到设定温度的情况出现。为此，一般要求炉的入口风速较高，出口风速较低；固化炉必须保持负压；炉的供气压力越大，预热温度越高，炉内升温越快；调节任一供气和排气阀门，均影响气流平衡，并且随着气流量大小的变化，也将影响各阶段的升温情况。固化工艺与涂料的固化温度、铝卷材厚度、 机列速度等因素相关， 图 6是厚度为 0.33mm ，机列速度为30m/min 的铝卷材在固化炉内的炉气与基材升温曲线。（3）烘烤温度的检测与控制。铝卷辊涂烘烤温度的测量通常使用炉温名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 21 页 - - - - - - - - - 跟踪仪、红外线测温仪和测温纸等。炉温跟踪仪可以准确测量铝卷材在炉内的温度变化情况和炉内气体的温度变化情况，得出炉温跟踪曲线。红外线测温仪操作方便，价格适中，随时可以测量铝卷材的温度。虽然它不能检测铝卷材的峰值温度，但可以测量进炉口或出炉口铝卷材的温度以及臵于炉外铝卷材的温度，如铝卷材经风冷或水冷后的温度等。测温纸在生产中比较常用，操作方便、成本低。它既可以测量铝卷材在炉内的峰值温度，也可以选择性地测量铝卷材横断面不同位臵的温度。但测温纸的不足之处是不能精确测量铝卷材的温度，而是一个温度区间值，通常根据涂料的固化温度区间匹配使用。图 6 厚度为 0.33mm ，机列速度为 30m/min 的炉气与基材升温曲线固化炉温度经常出现初、精涂炉各区炉气不平衡，各区温度不匹配，造成某区超温而另一区低温的现象。为了保证固化炉安全和保证涂膜性能，必须对固化炉温度进行合理的调整，达到工艺温度。可通过调整固化炉各区风门，使炉内气流达到平衡状态，从而保证各区温度的稳定性。（4）铝卷材的冷却。从固化炉出来的铝卷材温度较高，需将温度降到50以下，使涂膜冷却、变硬、成型，不至于产生压斑、粘连、划伤、掉名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 21 页 - - - - - - - - - 漆等表面缺陷。铝卷材的冷却方式有空气冷却和水冷却两种方式。当铝卷材厚度小于 0.3mm时，单独使用空气冷却系统即可将铝卷材温度降至50以下；铝卷材厚度大于0.3mm时，通常先使用空气冷系统，把铝卷材温度降至 150左右，再使用水冷系统将温度降至50以下。铝卷材辊涂高装饰表面的涂膜对冷却水水质的要求非常高，不允许有油污、悬浮物，要求硬度低、电导率低。通常情况下采用去离子水或蒸馏水。从喷淋箱回到蓄水箱的水需经过滤系统过滤后再回蓄水箱，以保证水质。2.6 收卷（1）卷取机的原理。收卷是通过卷取机完成的。把辊涂后的铝卷材卷取或卷绕成卷的装臵称为卷取机。在辊涂生产线上常用的是带张力卷筒的卷取机。这种卷取机通常是在冷状态、带有张力的情况下卷取辊涂后的铝卷材的。其卷筒能够使铝卷材在卷取过程中保持张力，确保铝卷材在收卷过程中板面平直，方向稳定，不抖动。张力卷筒是卷取机的主要组成部分，它在构造上应能保证两个动作，一是开始卷取时能夹紧片头，二是卸卷时，卷取机的卷筒能缩小自身的直径，以便于铝卷材从卷筒上脱出。在开始卷取时，为了使片头易于绕在卷取机的卷筒上，常采用一种专用的辅助装臵，习惯上称为助卷器。新式辊涂生产线的卷取机上都装有助卷器。当铝卷材的料头通过卷取机的卷筒时，液压油缸先将助卷器推向卷取机的卷取轴，并用助卷片带将卷取轴紧紧包住。铝卷材的料头从助卷片带和卷取轴之间的缝隙中通过，借助卷取机的旋转将铝卷材料头紧紧缠绕在卷取轴上，铝卷材在卷取轴上缠绕数圈后，料头就牢固地缠绕在卷取轴名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 21 页 - - - - - - - - - 上，并建立起卷取所必须的前张力。（2）卷取机张力的设定。为了保证收卷的正常进行，不产生断带、抖动、松层，卷取机的张力需控制在一定的范围内。对不同宽度或厚度的铝卷材，其张力系数也不同。操作中应以能使铝卷材张紧，收卷顺利进行为准。（3）卷取机张力的调整。 1 铝卷材波浪较大时易产生抖动和擦划伤，此时，应在原有张力的基础上增加一定的张力。 2 铝卷材在收卷过程中出现折伤或扭伤时，说明张力过大，需降低卷取机的张力。 3 在收卷过程中，突然出现张力辊负荷量增加并超过正常值时，表明张力偏大，此时需适当减少张力，至负荷量回复正常值为止。 4 收卷时发现铝卷材因松弛，张紧程度不够而产生擦划伤，或卷取后铝卷材层与层之间发生串动时，则表明铝卷材的张力偏小，需要适当提高卷取机的张力。3 铝卷材辊涂的质量要求铝卷材辊涂产品的质量应符合YS/T 4312000“铝及铝合金彩色涂层板、带材”的要求。具体要求如下。3.1 性能指标建筑、家用电器、交通运输等行业用彩色涂层板、带的涂膜性能应符合表 3 的要求。表 3 YS/T 431 2000 对铝及铝合金彩色涂层板、带材的性能要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 21 页 - - - - - - - - - 检测项目涂料种类氟碳1）聚酯类及其他涂料无 清漆有 清漆2）涂膜厚度， m 22 30 18 光泽度偏差光泽值 80 单位，允许偏差为 10 单位光泽值 2080 单位，允许偏差为7单位光泽值 2 5 20 100 注：缺陷总长度不得超过卷材总长度的5% 。注：该表取自 YS/T 4312000“铝及铝合金彩色涂层板、带材”名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 21 页 - - - - - - - - - 4 厚度0.5mm的涂层带材， 每卷允许有一处接头， 接头处不允许有松层和错动，接头只能搭接，并在端面作上标记，且每批有接头卷数不超过总卷数的 10% 。4 铝卷材辊涂的发展方向随着经济建设的发展， 对铝卷材涂装产品的市场需求量将会继续增加，对花色品种的需求会越来越多，对质量特别是使用寿命的要求也会进一步提高。这将促使铝卷材涂装产品向多样化、高级化发展。另外，随着世界能源与资源紧张情况的加剧，以及工业污染的日趋严重，对铝卷材涂装工艺在能源与资源的节约上也提出了新的要求，铝卷材涂装，尤其是预处理的污染问题也愈来愈引起人们的关注。面临这种情况，铝卷材辊涂技术今后将在以下几个方面进一步开展工作，以取得更大的发展。在预处理上，对常规喷淋预处理系统，要力求多采用自动控制装臵，通过对处理溶液的监控来提高效率、节约药剂。为了节约能源将进一步研究低温脱脂方法、低温脱脂剂及低温磷化方法。为了消除公害，将继续开展预处理密封系统的研究，使预处理及废水处理在一封闭系统中完成。另一方面探索并推广 无铬化学转化处理方法 。在涂料方面，将大力加强快干水溶性涂料 的研究，以减少稀释溶剂的使用，适应高速机组的要求。同时研制高涂层质量、高效能的涂料，改进涂膜的致密性、加工性和耐腐蚀性。高效能是指在保证质量的前提下，涂料用量少、烘烤温度低、烘烤时间短。在工艺路线上面临着对传统转化处理方法与就地干燥无漂洗方法的选择与组合。对于廉价的预处理自动监控装臵的研究也在进行中。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 21 页 - - - - - - - - -