CN110369244A - 一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺 - Google Patents

一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，包括以下步骤：S1：手工预清理；S2：洪流洗；S3：预脱脂；S4：脱脂；S5：水洗1；S6：水洗2；S7：纯水1；S8：硅烷处理工艺；S9：水洗3；S10：水洗4；S11：纯水洗2；S12：纯水洗3；S13：加湿处理，本发明适用于冷轧板、热轧板、镀锌板、铝板硅烷膜重为等多种金属材质共线处理，工序简单，省去表调和钝化工序，前期设备投资少。本发明的特点是现场工艺控制更简单，硅烷处理工艺在室温下进行处理即可，能耗低，槽液使用寿命更长，不含有锌、镍、锰重金属离子和硝酸盐、废磷化渣等环境污染大问题，是一种对环境友好的绿色环保型前处理工艺。

Description

一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺
技术领域
本发明属于车身涂装技术领域，具体涉及一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺。
背景技术
涂装前处理的作用是清洁白车身，提高电泳漆膜的附着力、耐蚀性能和全涂层的装饰性。三元锌系磷化体系作为汽车涂装前处理的标准工艺已经应用40多年，是目前应用最为广泛的涂装前处理工艺。但磷化工艺的缺点是磷化沉渣量大、需对设备进行定期酸洗；为了保证磷化膜良好的成膜性，需设置表调工序，使前处理工艺中的化学过程多，相应的化学品用量也大；磷化液中含有锌、镍、锰等重金属离子以及磷酸盐和亚硝酸钠等被限制排放的物质，对环境造成污染，随着人们对环保、清洁生产和持续发展等意识的加强和提高，其应用正面临着日益加大的环保压力。而硅烷处理技术则克服了上述缺点，为涂装前处理领域带来了一场革命性的变革,硅烷前处理技术的处理效果已经与锌系磷化效果相当。新能源车型是汽车行业未来发展趋势，而车身轻量化是新能源汽车重要发展目标，这就涉及到车身板多样化，硅烷前处理工艺可共线处理冷轧板、镀锌板、铝板硅烷膜重为等多种基材，为其应用提供了更加广泛的应用空间及前景。
为此，提出一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，解决传统锌系磷化工艺中锌、镍、锰重金属离子和硝酸盐、废磷化渣等带来的环境污染以及处理温度能耗较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，解决传统锌系磷化工艺中锌、镍、锰重金属离子和硝酸盐、废磷化渣等带来的环境污染以及处理温度能耗较高的问题，锌系磷化工艺的应用正面临着日益加大的环保压力。而无磷硅烷这种工艺无需加热，能耗低，槽液废水处理简单，无磷化渣处理，减少工序，更加绿色环保，且与电泳涂料匹配良好，满足电泳层防腐性能要求，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，包括以下步骤：
S1：手工预清理，对车身锈迹、油污进行打磨、擦拭，用高压水枪清洗车身内外表面；
S2：洪流洗，热水冲洗车身内外表面油污、颗粒、铁屑，温度控制在50～60℃，喷淋压力0.1～0.2Mpa；
S3：预脱脂，除去车身内外表面的油脂和污物，游离碱控制在10～13pt，温度控制在50～60℃，喷淋压力 0.1～0.2Mpa，喷淋时间1-2min，槽液每月或产量达到5000台进行更换一次；
S4：脱脂，进一步去除车身内外表面、内腔的油脂和污物，游离碱控制在10～13pt，温度控制在50～60℃，全浸时间2-3min，脱脂槽液每半年或产量达到5万台进行倒槽一次；
S5：水洗1，喷洗车身带出来的脱脂液，喷淋压力0.1～0.2Mpa，喷淋时间0.5min，电导率≤1100μs/cm，pH值控制在7～10；
S6：水洗2，进一步清洗车身上的脱脂液，浸入即出，喷射压力0.1～0.2Mpa，电导率≤1000μs/cm，pH值控制在8～9.5，气点控制在2～4pt，总碱点≤0.5pt，为防止白车身脱脂后产生锈蚀，通过控制气点参数来添加防锈剂；
S7：纯水1，确保车身进入硅烷槽前是洁净的，同时防止前工序槽液污染硅烷槽液，电导率≤200μs/cm，pH值控制在6.5～8，气点控制在0.6～1.5pt，总碱点≤0.5pt，为防止白车身脱脂后产生锈蚀，通过控制气点参数来添加防锈剂；
S8：硅烷处理工艺，步骤如下：
a：确保白车身表面形成一层致密的有机/无机复合硅烷膜层；
b：使用硅烷表处理剂KR-S210、硅烷添加剂KR-S211和添加剂KR-S2108配比混合，配槽比例硅烷配槽比例按照KR-S211：5kg/m3，KR-S210：2kg/m3，KR-S2108：2.5～3kg/m3；
c：KR-S212：调整槽液pH值，每吨槽液补加0.8kg KR-S21和0.1kg KR-S210用于提高槽液活化点约1pt；pH值偏低时，添加KR-S212调整；当pH值偏高时，通过添加KR-S214，以降低pH值；如果活化点与pH值均已偏离使用范围，按照1:4的比例添加KR-S210与KR-S211，将活化点调整到使用范围内，再通过添加调整剂以保持pH值在工作范围内；
d：生产过程后槽液变黄、浑，产生少量黄色沉，槽液24h循环开启，保证板框除渣效果，过滤精度≤25μm（最佳5～10μm）；通过板框压滤机进行过滤除渣，保证除渣机回流口清澈；
S9：水洗3，清洗附着在白车身内外表面上的硅烷液，本工序硅烷液的稀释率1%，部分槽液来自后序水洗4溢流，控制电导率≤1000μs/cm，pH值控制在6-8，喷淋压力0.1～0.2Mpa；
S10：水洗4，彻底除去车身上残留的硅烷液，控制电导率≤500μs/cm，pH值控制在6～8，要求水洗槽时常溢流，检查并添加自来水至溢流液位，并保证一定量的溢流；
S11：纯水洗2，用纯水将车身内外冲洗干净，出槽后用新鲜去离子水将车身包括机盖和大顶的表面冲洗一遍，洗去粘附在车身表面的铁渣，控制电导率≤50μs/cm，pH值控制在6～8，喷淋压力0.1～0.2Mpa，喷淋时间0.5min，检查并添加纯水至溢流液位，并保证一定量的溢流；
S12：纯水洗3，彻底除去白车身上残留的硅烷液，确保车身进入电泳槽前是洁净的，控制电导率≤20μs/cm，pH值控制在6～8；
S13：加湿处理，水洗后的车身经沥水后，进涂装电泳槽前进行纯水喷雾加湿处理，确保车身入槽前干湿均匀，用于电泳涂料在其表面均匀成膜。
优选的，所述步骤S3和步骤S4的无磷预脱脂槽液和无磷脱脂槽液使用的材料是无磷碱性水基脱脂剂KR-SC620和无磷水基脱脂剂KR-SC64L，配槽比例按照KR-SC620：30kg/m3, KR-SC64L：10kg/m3，充分搅拌循环后，检测槽液参数达到工艺要求，每吨槽液补加1.6～1.8kg KR-SC620和0.6～0.8kg KR-SC64L提高1pt。
优选的，所述步骤S8的硅烷槽液参数控制活化点在5-7pt，ICP仪器检测Cu2+为1～5ppm，Si4+为5～30ppm，Zr2+为80～120ppm，pH值4-5，氟含量35～45ppm，电导率＜4000μs/cm，处理温度15～40℃，XRF仪器检测硅烷膜层重量，冷轧板硅烷膜重为20～100mg/m2,外观颜色是淡黄色到金黄色，镀锌板硅烷膜重为30～100mg/m2，外观颜色无色到蓝紫色，铝板硅烷膜重为15～60mg/m2，外观颜色无色到很淡的淡黄色。
优选的，所述水洗2和纯水1的槽液中添加有防锈剂。
本发明提出的一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明适用于冷轧板、热轧板、镀锌板、铝板硅烷膜重为等多种金属材质共线处理，工序简单，省去表调和钝化工序，前期设备投资少。本发明的特点是现场工艺控制更简单，硅烷处理工艺在室温下进行处理即可，能耗低，槽液使用寿命更长，不含有锌、镍、锰重金属离子和硝酸盐、废磷化渣等环境污染大问题，是一种对环境友好的绿色环保型前处理工艺。
附图说明
图1为本发明的有机/无机复合硅烷膜形成示意图；
图2为本发明的涂装环保前处理无磷硅烷工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-2，本发明提供了一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，包括以下步骤：
S1：手工预清理，对车身锈迹、油污进行打磨、擦拭，用高压水枪清洗车身内外表面；
S2：洪流洗，热水冲洗车身内外表面油污、颗粒、铁屑，温度控制在50～60℃，喷淋压力0.1～0.2Mpa；
S3：预脱脂，除去车身内外表面的油脂和污物，游离碱控制在10～13pt，温度控制在50～60℃，喷淋压力 0.1～0.2Mpa，喷淋时间1-2min，槽液每月或产量达到5000台进行更换一次；
S4：脱脂，进一步去除车身内外表面、内腔的油脂和污物，游离碱控制在10～13pt，温度控制在50～60℃，全浸时间2-3min，脱脂槽液每半年或产量达到5万台进行倒槽一次；
S5：水洗1，喷洗车身带出来的脱脂液，喷淋压力0.1～0.2Mpa，喷淋时间0.5min，电导率≤1100μs/cm，pH值控制在7～10；
S6：水洗2，进一步清洗车身上的脱脂液，浸入即出，喷射压力0.1～0.2Mpa，电导率≤1000μs/cm，pH值控制在8～9.5，气点控制在2～4pt，总碱点≤0.5pt，为防止白车身脱脂后产生锈蚀，通过控制气点参数来添加防锈剂；
S7：纯水1，确保车身进入硅烷槽前是洁净的，同时防止前工序槽液污染硅烷槽液，电导率≤200μs/cm，pH值控制在6.5～8，气点控制在0.6～1.5pt，总碱点≤0.5pt，为防止白车身脱脂后产生锈蚀，通过控制气点参数来添加防锈剂；
S8：硅烷处理工艺，步骤如下：
a：确保白车身表面形成一层致密的有机/无机复合硅烷膜层；
b：使用硅烷表处理剂KR-S210、硅烷添加剂KR-S211和添加剂KR-S2108配比混合，配槽比例硅烷配槽比例按照KR-S211：5kg/m3，KR-S210：2kg/m3，KR-S2108：2.5～3kg/m3；
c：KR-S212：调整槽液pH值，每吨槽液补加0.8kg KR-S21和0.1kg KR-S210用于提高槽液活化点约1pt；pH值偏低时，添加KR-S212调整；当pH值偏高时，通过添加KR-S214，以降低pH值；如果活化点与pH值均已偏离使用范围，按照1:4的比例添加KR-S210与KR-S211，将活化点调整到使用范围内，再通过添加调整剂以保持pH值在工作范围内；
d：生产过程后槽液变黄、浑，产生少量黄色沉，槽液24h循环开启，保证板框除渣效果，过滤精度≤25μm（最佳5～10μm）；通过板框压滤机进行过滤除渣，保证除渣机回流口清澈；
S9：水洗3，清洗附着在白车身内外表面上的硅烷液，本工序硅烷液的稀释率1%，部分槽液来自后序水洗4溢流，控制电导率≤1000μs/cm，pH值控制在6-8，喷淋压力0.1～0.2Mpa；
S10：水洗4，彻底除去车身上残留的硅烷液，控制电导率≤500μs/cm，pH值控制在6～8，要求水洗槽时常溢流，检查并添加自来水至溢流液位，并保证一定量的溢流；
S11：纯水洗2，用纯水将车身内外冲洗干净，出槽后用新鲜去离子水将车身包括机盖和大顶的表面冲洗一遍，洗去粘附在车身表面的铁渣，控制电导率≤50μs/cm，pH值控制在6～8，喷淋压力0.1～0.2Mpa，喷淋时间0.5min，检查并添加纯水至溢流液位，并保证一定量的溢流；
S12：纯水洗3，彻底除去白车身上残留的硅烷液，确保车身进入电泳槽前是洁净的，控制电导率≤20μs/cm，pH值控制在6～8；
S13：加湿处理，水洗后的车身经沥水后，进涂装电泳槽前进行纯水喷雾加湿处理，确保车身入槽前干湿均匀，用于电泳涂料在其表面均匀成膜。
所述步骤S3和步骤S4的无磷预脱脂槽液和无磷脱脂槽液使用的材料是无磷碱性水基脱脂剂KR-SC620和无磷水基脱脂剂KR-SC64L，配槽比例按照KR-SC620：30kg/m3, KR-SC64L：10kg/m3，充分搅拌循环后，检测槽液参数达到工艺要求，每吨槽液补加1.6～1.8kgKR-SC620和0.6～0.8kg KR-SC64L提高1pt，所述步骤S8的硅烷槽液参数控制活化点在5-7pt，ICP仪器检测Cu2+为1～5ppm，Si4+为5～30ppm，Zr2+为80～120ppm，pH值4-5，氟含量35～45ppm，电导率＜4000μs/cm，处理温度15～40℃，XRF仪器检测硅烷膜层重量，冷轧板硅烷膜重为20～100mg/m2,外观颜色是淡黄色到金黄色，镀锌板硅烷膜重为30～100mg/m2，外观颜色无色到蓝紫色，铝板硅烷膜重为15～60mg/m2，外观颜色无色到很淡的淡黄色，所述水洗2和纯水1的槽液中添加有防锈剂。
综上所述：本发明适用于冷轧板、热轧板、镀锌板、铝板硅烷膜重为等多种金属材质共线处理，工序简单，省去表调和钝化工序，前期设备投资少。本发明的特点是现场工艺控制更简单，硅烷处理工艺在室温下进行处理即可，能耗低，槽液使用寿命更长，不含有锌、镍、锰重金属离子和硝酸盐、废磷化渣等环境污染大问题，是一种对环境友好的绿色环保型前处理工艺。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：手工预清理，对车身锈迹、油污进行打磨、擦拭，用高压水枪清洗车身内外表面；
S2：洪流洗，热水冲洗车身内外表面油污、颗粒、铁屑，温度控制在50～60℃，喷淋压力0.1～0.2Mpa；
S3：预脱脂，除去车身内外表面的油脂和污物，游离碱控制在10～13pt，温度控制在50～60℃，喷淋压力 0.1～0.2Mpa，喷淋时间1-2min，槽液每月或产量达到5000台进行更换一次；
S4：脱脂，进一步去除车身内外表面、内腔的油脂和污物，游离碱控制在10～13pt，温度控制在50～60℃，全浸时间2-3min，脱脂槽液每半年或产量达到5万台进行倒槽一次；
S5：水洗1，喷洗车身带出来的脱脂液，喷淋压力0.1～0.2Mpa，喷淋时间0.5min，电导率≤1100μs/cm，pH值控制在7～10；
S6：水洗2，进一步清洗车身上的脱脂液，浸入即出，喷射压力0.1～0.2Mpa，电导率≤1000μs/cm，pH值控制在8～9.5，气点控制在2～4pt，总碱点≤0.5pt，为防止白车身脱脂后产生锈蚀，通过控制气点参数来添加防锈剂；
S7：纯水1，确保车身进入硅烷槽前是洁净的，同时防止前工序槽液污染硅烷槽液，电导率≤200μs/cm，pH值控制在6.5～8，气点控制在0.6～1.5pt，总碱点≤0.5pt，为防止白车身脱脂后产生锈蚀，通过控制气点参数来添加防锈剂；
S8：硅烷处理工艺，步骤如下：
a：确保白车身表面形成一层致密的有机/无机复合硅烷膜层；
b：使用硅烷表处理剂KR-S210、硅烷添加剂KR-S211和添加剂KR-S2108配比混合，配槽比例硅烷配槽比例按照KR-S211：5kg/m3，KR-S210：2kg/m3，KR-S2108：2.5～3kg/m3；
c：KR-S212：调整槽液pH值，每吨槽液补加0.8kg KR-S21和0.1kg KR-S210用于提高槽液活化点约1pt；pH值偏低时，添加KR-S212调整；当pH值偏高时，通过添加KR-S214，以降低pH值；如果活化点与pH值均已偏离使用范围，按照1:4的比例添加KR-S210与KR-S211，将活化点调整到使用范围内，再通过添加调整剂以保持pH值在工作范围内；
d：生产过程后槽液变黄、浑，产生少量黄色沉，槽液24h循环开启，保证板框除渣效果，过滤精度≤25μm（最佳5～10μm）；通过板框压滤机进行过滤除渣，保证除渣机回流口清澈；
S9：水洗3，清洗附着在白车身内外表面上的硅烷液，本工序硅烷液的稀释率1%，部分槽液来自后序水洗4溢流，控制电导率≤1000μs/cm，pH值控制在6-8，喷淋压力0.1～0.2Mpa；
S10：水洗4，彻底除去车身上残留的硅烷液，控制电导率≤500μs/cm，pH值控制在6～8，要求水洗槽时常溢流，检查并添加自来水至溢流液位，并保证一定量的溢流；
S11：纯水洗2，用纯水将车身内外冲洗干净，出槽后用新鲜去离子水将车身包括机盖和大顶的表面冲洗一遍，洗去粘附在车身表面的铁渣，控制电导率≤50μs/cm，pH值控制在6～8，喷淋压力0.1～0.2Mpa，喷淋时间0.5min，检查并添加纯水至溢流液位，并保证一定量的溢流；
S12：纯水洗3，彻底除去白车身上残留的硅烷液，确保车身进入电泳槽前是洁净的，控制电导率≤20μs/cm，pH值控制在6～8；
S13：加湿处理，水洗后的车身经沥水后，进涂装电泳槽前进行纯水喷雾加湿处理，确保车身入槽前干湿均匀，用于电泳涂料在其表面均匀成膜。
2.根据权利要求1所述的一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，其特征在于：所述步骤S3和步骤S4的无磷预脱脂槽液和无磷脱脂槽液使用的材料是无磷碱性水基脱脂剂KR-SC620和无磷水基脱脂剂KR-SC64L，配槽比例按照KR-SC620：30kg/m3, KR-SC64L：10kg/m3，充分搅拌循环后，检测槽液参数达到工艺要求，每吨槽液补加1.6～1.8kg KR-SC620和0.6～0.8kg KR-SC64L提高1pt。
3.根据权利要求1所述的一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，其特征在于：所述步骤S8的硅烷槽液参数控制活化点在5-7pt，ICP仪器检测Cu2+为1～5ppm，Si4+为5～30ppm，Zr2 +为80～120ppm，pH值4-5，氟含量35～45ppm，电导率＜4000μs/cm，处理温度15～40℃，XRF仪器检测硅烷膜层重量，冷轧板硅烷膜重为20～100mg/m2,外观颜色是淡黄色到金黄色，镀锌板硅烷膜重为30～100mg/m2，外观颜色无色到蓝紫色，铝板硅烷膜重为15～60mg/m2，外观颜色无色到很淡的淡黄色。
4.根据权利要求1所述的一种车身涂装环保前处理无磷硅烷工艺，其特征在于：所述水洗2和纯水1的槽液中添加有防锈剂。
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