合理用水—涂装前处理行业发展趋势
1前言
我国的淡水资源紧缺人均淡水资源不足世界人均量的1/4且分布极为不均全国大中城市中有400多个是缺水城市其中100个为严重缺水城市涂装前处理中有多个大量消耗淡水的工艺过程我们曾经撰文探讨了涂装前处理的节水方法,论文发表后我们又思考了以下几个问题
对于节约用水其遵循的原则是什么或前处理清洗用水到什么程度废弃才是合理的
是否所有的涂装工件都要必须用去离子水洗当然用去离子水洗会有很大的好处但是否有好处的事情都要去做呢例如对于粉末静电喷涂来说全部用新粉末而不用回收粉末肯定有好处是否就不用了呢答案当然是否定的这里考虑了成本问题
对于涂装前处理的清洗用水如果说其清洁度是很重要的话我们目前的水质指标是否能够满足质量要求（基本是想当然的）如何证明
有了这些考虑我们知道除了了解工艺的重要性之外还要了解这一工艺制订的渊源越了解最本质的东西就越能提出符合实际的科学方法才能有所突破
我们知道水中某些可溶性的盐类对产品的耐蚀性有影响不可溶盐类对附着力有影响那么究竟不同的浓度会影响到何种程度呢即我们要找的合理范围是什么呢
就粉末涂装而言我们可以看到以下几个方面的变化这些变化或许会对以往的标准和工艺提出新的要求
变化一住房条件楼房与平房比相对干燥的居住空间金属的腐蚀会减轻
变化二燃气条件相对于燃煤（SO2）的厨房环境燃气的环境金属腐蚀减轻
变化三涂装条件过去是以油漆涂装为主油漆涂装厚度大约在20μm以下目前的粉末涂装厚度在60～90μm两者相比由于隔绝空气和水分的状况不同被涂装产品的腐蚀速度不会一样
对涂层性能的检验来自两个方面试验室的方法和产品市场表现的方法籍此确定工艺的合理性并确立淡水的使用情况试验室的条件比较容易满足但最重要的产品市场表现却很少有人进行调查对工艺的调整滞后就不言而喻
2前处理淡水利用的现状
2.1自来水的加入靠水管的压力控制或靠生产线的设计确定很少人提出异议
2.2清洗水的排放靠员工的眼睛判断有的工艺规定必须每日排放
2.3水的重复利用率低常常是直接排放尚未形成水的重复利用的良好习惯
实际上看起来干净的水有时是不适合涂装应用的（如溶解有NaCL的水）而看起来很脏的水不一定不能使用（如含有涂装的粉末涂料颗粒的水）用压力控制流量控制或眼睛感觉控制具有不科学的因素有改进的余地因为水的消耗增加会引起产品成本增加所以对企业来说具有创新前处理用水控制方式的经济动因
3水的清洁度的测定
前处理清洗水以清洁度为标准是最为科学的方法清洁度可以化学或物理的方法来检测
3.1水的酸碱度即[H+][OH-],可以通过PH值来检测
3.2水中可溶性离子的浓度如自来水中的[Ca2+][Mg2+][SO42-][CO32-]等可以通过水的电导率来检测吸水性的离子增大基材的湿度为腐蚀反应创造了条件[CL-]的存在则加速去极化作用加快涂层下金属腐蚀
3.3水中不溶物悬浮粒子的浓度如磷化渣尘土等可以通过浊度测量透光率或粒子记数来测量在涂层和磷化膜之间磷化渣的存在会降低双方的结合力
3.4水中可溶性有机物的浓度可以通过吸光度或比色分析来测量高温下有机物分解的小分子使涂层产生针孔
地域不同产品工艺不同对水的清洁度的检测可以上述的一种或几种方法进行通过检测找到适合涂装生产的废弃水标准并用该仪器来控制供水量以达到节水的目的获得预期的质量效益经济效益和环境效益
4喷淋式前处理节水方法
4.1工艺流程
以冷轧薄板为例理想的喷淋式涂装前处理执行如下工艺
预冲洗→预脱脂→脱脂→水洗→表调→磷化→水洗→混合水洗→去离子水洗
依据节水设计的概念将上述工艺分为两个节水单元即脱脂节水单元和磷化节水单元
4.2水的脱脂单元
包括增加的预冲洗槽脱脂槽1脱脂槽2和水洗槽除原有的脱脂槽间的连通管1外在预冲洗和水洗槽间增加连通管2并保持水洗槽的液面高于预冲洗槽的液面在水洗槽增加一个抽水泵保证可以将少量沉淀抽出水洗槽的底部倾斜角达到15°以上以保证少量沉淀汇聚到水泵管端仅在水洗槽配备自来水加水管撤消其它槽上的自来水加水口
水泵抽出的水可以补充脱脂槽2或经脱脂槽2补充脱脂槽1（因高温蒸发和携带而减少）可以配制脱脂槽溶液冲洗脱脂槽1和2平时靠水位高度差补充预冲洗槽并经预冲洗槽排放完成水的多重循环利用水洗槽的水质靠水洁度仪测定并控制
工艺方面不排放水洗槽配制脱脂槽液和冲洗槽子使用水洗槽的水
预冲洗槽用来冲洗复喷的工件新脱除涂层后的挂具（为了保证良好的导电性）久置的落满灰尘毛絮的工件等以降低脱脂槽的污染程度并防止喷淋管道喷嘴的结垢堵塞正常生产时可以停止预冲洗水泵以达到节电和降噪目的预冲洗槽的水位保持极低能维持水的循环即可因悬挂不牢固冲落的工件可以及时从预冲洗槽中拣出
4.3节水式磷化单元
磷化槽不用单独补加自来水而是依靠磷化后的水洗槽增加的水泵抽取补充该槽底部设计为斜面角度大于15°,由一个连通管补充自来水去混合水洗槽（自来水+去离子水）的水混合水洗槽靠自来水和去离子水补充增加一个水清洁度仪自来水根据水的清洁度数据自动控制补充水洗槽和混合水洗槽不排放水泵抽出的水也用来冲洗磷化槽水质不符合要求的水由弃水管导出进行废水处理
4.5意义
4.5.1数字化检测涂装前处理清洗用水的清洁度制订合理的水质范围并使之适应不同工件的涂装生产
4.5.2根据水质的情况自动添加新鲜自来水
4.5.3增加管道连接和水泵抽取提高水的重复利用率不再简单规定定时排放
4.5.4以足够倾斜的的槽子底面保证在不更换槽中水的情况下靠水泵将槽中沉淀抽出
4.5.5在保证涂装质量的同时节约用水
6槽浸式前处理节水设计
一些形状复杂的工件（具有空腔结构）或间歇式生产槽浸式前处理具有一定的优势在设计槽子时预留标准的清洗水的连通管接口和标准的清洗水排放管口合并自来水加入管组成相似的节水单元如有必要还可以增加清洗水的监测和自动添加控制装置实践证明该方法节水效果显著
液槽底面倾角为15°左右方便沉渣的清理
6结论
清洗是涂装前处理的重要工序又是淡水消耗的重点工艺过程以水的清洁度决定清洗水的合理使用具有保证质量节约资源的双重意义根据监测结果制订合理的工艺范围是实现上述目标的手段在国内涂装领域具有开创性的意义具有广阔的推广前景
