钢卷板新型钢桶包装用预涂钢卷板

钢桶包装用预涂钢卷板

杨辛巧娟

传统的钢桶生产材料多采用冷轧钢桶、热轧钢板或镀锌钢板等。在钢桶生产过程中，需要进行表面处理、喷漆、烘干等工艺流程，不仅成本高，而且质量难以保证，环境污染严重。为了保护环境，降低成本，国外先进技术是对钢卷板原材料进行均匀预涂，桶厂直接用预涂好的钢卷板制造钢桶，不需要进行后涂，大大简化了钢桶的生产工艺。

预涂层钢卷板是一种涂有涂层的钢板，然后供应到桶工厂，以卷或片为单位直接生产，没有涂层。基板钢板一般由0.2 ~ 2.0毫米厚的钢板卷制成，最大宽度为2米。主要有冷轧钢板、热镀锌或电镀锌钢板等。

一、预涂钢卷板的开发与应用

预涂卷材技术最早出现在20世纪30年代的美国。最早是用醇酸树脂漆涂0.2毫米厚、50毫米宽的钢带，用来代替木板做百叶窗。二战后，为了挽回战争创伤，建筑业蓬勃发展。以此为契机，预涂卷材作为一种轻质廉价的建筑材料得到了极大的发展。同时，随着战后经济的复兴，科技的进步为预涂卷材的发展提供了物质和技术基础。目前，世界上有300多条预涂卷材生产线，年生产能力1500万吨。应用领域已经从建筑材料扩展到汽车制造、船舶内饰、家用电器、容器、饮用器皿等各个方面。目前，它已在国内外包装领域得到应用，尤其是在金属容器制造业。

预涂卷材发展迅速的主要原因是它具有良好的经济效益，符合社会经济发展的需要。首先，它将传统的成品涂装改为原钢板的连续涂装，便于表面处理和涂装质量控制，不易产生涂装缺陷的边缘死角，从而获得最佳的涂装质量。其次，薄钢板在涂装线上的行进速度一般为40~100m/min，最快速度已经达到240m/min，所以生产效率远远大于成品涂装。第三，漆膜固化时，镀膜平板通过烘箱，炉容利用率高于成品镀膜。烘烤过程中的挥发性溶剂可以收集并引入燃烧器燃烧，热能可以重复利用，总能耗仅为成品涂层的五分之一至六分之一。最后，生产排放便于集中处理。例如，烘箱废气经焚烧炉处理后，有机溶剂含量小于50ppm。而相对小型的桶涂烘箱很难达到这个水平，做起来也不划算。

从钢桶厂家的角度来看，预涂卷材由于涂装品种、板材厚度、材料不同，价格比同类原板贵20~30%左右，但节省了成品后涂装所需的工时和原材料成本。成品成本可降低5~10%。

谈到预涂卷材，有必要提到全国卷材涂料协会(简称NCCA，成立于1962年)和欧洲卷材涂料协会(简称ECCA，成立于1967年)。他们是国际协会，成员包括预涂卷材制造商、涂料、钢卷和设备等所需原材料的制造商。除了定期召开股东大会讨论和交流信息外，还组织专门的技术论坛和新产品设计竞赛，促进预涂卷材的发展和开拓市场，收集和发布生产、销售和统计数据，制定和发布相关标准、技术手册和出版物，对预涂卷材的发展起到了很好的作用。

二.预涂钢卷板生产工艺简介

预涂钢卷的生产过程主要分为三个部分，即引入段、预处理段、涂覆段和引出段。

导入部分包括开卷、切边、缝纫和弯针存放等设备。松开原材料卷并将其连接，以便连续均匀地向机组供应薄钢板。

预处理部分的作用是对涂装后的钢板进行清洗和表面处理，提高漆膜的耐腐蚀性和附着力。

涂装工段是机组的核心部分，通常采用双涂双烘工艺，即底漆涂装-烘干-面漆涂装-烘干。根据产品要求，您也可以只涂一层和一次烘烤或只涂一面。喷漆时，经常使用反向辊涂。这种方法的优点是，通过调整薄钢板的行进速度与涂辊转速的比值，以及调整提漆辊与涂辊之间的间隙，可以得到各种厚度的漆膜。为了获得良好的完全固化的漆膜，炉温分阶段控制，每个阶段的温度取决于所用涂层的种类、钢板的厚度和通过烘箱的时间。由于两面都有涂层，涂层钢板在炉内无法支撑，所以一般用于悬挂式或气浮式烘箱。

对于一些材料，除了液体涂布外，面漆烘箱后还应增加层压设备，使层压塑料薄膜可以应用在底板上。此时，面漆辊涂机和烘箱可用于涂覆和活化粘合剂。添加其他辅助设备后，涂层可以印刷或压花。为了防止漆膜在运输、加工和安装过程中受损，应在预涂板上添加一层可剥离的保护膜或蜡。

在导出部分，产品根据所需的尺寸被轧制或切割成单片。

3.预涂钢板生产中基材的预处理方法

钢卷板轧制时表面有润滑剂，部分产品出厂前涂上防锈油脂。预处理时，应先去除油脂等粘附物，然后对洁净的钢板表面进行化学处理，形成稳定的转化膜，以提高底板的耐腐蚀性和漆膜的结合强度。底板在生产线上运行速度非常快，预处理时间比普通钢桶短得多。为了保证预处理的质量，除油和化学处理都要求高效，因此需要严格控制预处理液的工艺指标。从而使形成转化膜具有良好的韧性和附着力，从而使转化膜能够经受住预制板的滚轧加工和成型。

一般采用热碱液带压喷油，如60℃下含少量聚磷酸钠的0.5~1.5%氢氧化钠水溶液，压力3×105Pa。有的还用电解除油。尼龙刷一般用于刷涂，去除表面的附着力，为化学处理提供干净的表面。

化学处理是通过压力喷涂或浸渍使转化液在基材表面形成转化膜。采用喷淋时，转化液使用过程中产生的污泥往往会堵塞喷淋孔，影响喷淋效果。沉浸法则可以避免这个问题。为了获得最理想的转化膜，不同的钢卷应选择不同的转化溶液。

氧化铁/磷酸盐转化溶液通常用于冷轧钢板。它是一种酸性溶液，含有磷酸、碱金属磷酸盐和氧化剂(如氯酸盐、硝酸盐和钼酸盐)。酸在一定程度上腐蚀钢板表面，形成氧化铁/磷酸盐的无定形转化膜。转化膜中氧化铁与磷酸的比例取决于转化溶液的酸碱度和操作温度。通常，转化膜重量控制在约0.3g/m2。

为了提高耐蚀性，钝化需要含0.1~0.5%铬的铬酸溶液，钝化液中的铬酸部分还原为三价铬。加入少量磷酸和氟化物后，钝化转化膜的性能最好。这种部分还原体系可以产生“铬酸铬”，填充非晶转化膜的孔隙，提高其屏蔽性能。所含的六价铬离子可以抑制钢板的腐蚀。

预处理过程应严格控制处理液的各项指标，在使用过程中必须不断测试和调整。处理后的沥滤水含有铬或其他有害金属，排放前必须净化。

四、预涂钢卷涂料的性能和性能

预涂卷材涂料必须满足预涂卷材的生产工艺和加工特点。

生产过程是快速滚涂施工。为了保证漆膜的厚度和流平性，需要一定的施工粘度。溶剂型涂料宜涂刷40~150s (-4杯)，水性涂料宜涂刷28 ~ 35 s，滚涂时，涂辊与基板之间的行进速度不同，各辊之间的速度也不同。以全反转三辊涂布机为例，如果基板行进速度为+100%，涂辊为-120%，提漆辊为-140%，控制辊为-10%。由于速度差大，它们之间的涂层受到很大的剪切力。这要求涂层没有或只有很少的假塑性。也就是说，涂层的粘度不受或很少受剪切力的影响。否则，涂层的粘度会随着剪切力的增加而明显降低，所需的涂层量不会粘附在辊上。

在生产线上，底板运行非常快，由于没有支撑，烘箱不能太长(约50m)，涂层在烘箱中的烘烤时间很短，因此要求涂层在底板温度260℃以下30~60秒内完全固化。另外，涂装后的干燥时间很短。辊涂机到烘箱入口的距离只有十几米。以底板40米/分钟的速度和15米的距离计算，干燥时间仅为22.5秒。因此，应选择挥发速度合适的溶剂，以避免起泡、针孔和海参平整度差。常用的溶剂有醇醚、酮醇和高沸点芳烃。

根据漆膜性能要求，涂层只有一层底漆和一层面漆。底漆应具有良好的耐腐蚀性和对底材及面漆的附着力，面漆应具有良好的遮盖力和装饰性。还要求漆膜在加工成型过程中不开裂、不脱落，在装配、运输和使用过程中应耐碰撞和划伤。即漆膜既要有良好的柔韧性和硬度，又要有优异的耐候性和耐腐蚀性。