2022年275-paper-环保彩涂家电产品的开发(修改稿)

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1、保持页眉空白，会议排版统一使用宝钢环保彩涂家电产品的开发任玉苓1，陆华1，温乃盟2，范纯3（1.宝钢分公司冷轧厂，上海 200941;2.宝钢研究院，上海 201900；3.宝钢分公司制造治理部，上海 200941）摘要：宝钢彩涂产品主要用于建筑行业，近年也开发了不少家电用处产品。随着欧洲电器电子环保指令期限的临近，各相关行业纷纷推出环保产品。宝钢在大量实验室和机组实验的根底上，研究了预处理、涂料、消费工艺等对环保彩涂家电产品功能的妨碍，并开发成功了环保彩涂家电产品，到达或者超过了国外同类产品水平。关键词：环保，彩涂，家电，涂料，预处理The Study of Environment Frie

2、ndly Prepainted Steel for Appliance in BaosteelREN Yuling1，LU Hua1, WEN Naimeng2 ,FAN Chun3(1 Cold Rolling Plant of Baosteel Branch, Shanghai 200941，China; 2 Baosteel Research Institute, Shanghai 201900，China;. Manufacture Administer department of Baosteel Branch, Shanghai 200941，China;.)Abstract: T

3、he prepainted steel in Baosteel has been used for appliance. In case of the deadline of ROHS is coming, we studied the influence of pretreatment, coating and production technologies. The environment friendly prepainted steel for appliance in Baosteel has produced and the products have been used in t

4、he appliance successfully. Key words: Environment friendly ,prepainted steel; appliance; coating;pretreatment 1前言彩涂钢板主要用于建筑物屋顶、外墙等，从二十世纪70年代开场应用在家电产品上。2004年，全球用于家电的彩涂钢板到达214万吨，占全球彩涂产品总量的12.3%（1）。中国是家电产品的主要消费国家，世界知名品牌在大陆均有消费基地，许多家电企业的产品远销欧美，但是依照不完全统计，国内用于家电的彩涂产品缺乏15万吨/年。欧盟在电器和电子设备中限制使用某些有害物质的委员会指令（RO

5、HS指令）公布后，对进入欧洲的家电产品进展了限制。为了满足ROHS指令要求，国内各相关行业积极研究应对方案和措施。彩涂产品应用在家电行业，也必须满足环保产品要求。随着欧盟指令执行的临近，越来越多的家电产品用户提出彩涂产品的环保需求。宝钢从1996年开场开发家电彩涂产品（2），由于设备才能咨询题不能消费出满足家电用户的高等级外表产品，而且家电用户因设备才能、加工配套等限制，需求量不断不高。近年国内采纳彩涂产品进展消费的家电企业不断增多，宝钢在新机组建成投产后，也投入了大量的精力进展彩涂家电产品的开发，使宝钢彩涂产品逐步应用在冰箱、微波炉、DVD、热水器、洗衣机、空调等领域，2005年年产量超过了

6、1万吨。为了满足用户对环保产品的需求，也同时开发了满足用户需求的环保彩涂家电产品。彩涂产品涂层构造如图1所示，主要包括基板(冷轧板和镀层)、预处理膜、底漆、面漆、背面漆等。目前一些镀锌机组消费中在锌锅中添加铅以获得具有一定锌花的产品，或者为了提高镀锌层的耐蚀性采纳含铬的后处理方法，因而在进展环保彩涂家电产品消费中都不能以此作为基板，而应该采纳无铅无钝化（含六价铬）等后处理的镀锌基板。作为提高基板和涂层结合力以及耐蚀性的预处理膜，也可能含有有害元素。宝钢彩涂机组的预处理工艺有两种-浸没式和辊涂式，浸没式预处理工艺包括了碱洗、复合氧化、钝化，只有钝化工艺（喷淋方式）中含有有害的六价铬；辊涂预处理工

7、艺包括碱洗、钝化，其中钝化工艺（辊涂方式）中含有六价铬。因而开发彩涂环保产品必须改变现有的预处理工艺。一般彩涂产品使用的底漆体系均含有提高耐蚀功能的含铬颜料，某些面漆中因颜色彩配可能含有铅、镉等有害元素，因而环保彩涂产品开发也必须采纳不含有害元素的涂料品种。总之，消费出符合环保要求的彩涂家电产品，必须改变现有的基板、预处理和涂料的选择，相应的消费工艺也随之改变。而这些改变仍是以消费出符合家电用户需求的彩涂产品为目的。图1 彩涂产品涂层构造fig1 The structure of prepainted steel2 试验和检测方法2.1 试样制备彩涂家电环保产品的开发试验主要包括试验室试验和机

8、组试验，其中机组试验流程如下：机组试验流程一：基板开卷缝接脱脂复合氧化钝化涂底漆烘烤涂面漆烘烤冷却卷取。机组试验流程二：基板开卷缝接脱脂辊涂钝化涂底漆烘烤涂面漆烘烤冷却卷取。二者的主要差异在于预处理方式的不同，第一种方式的钝化溶液为喷淋方式；第二种预处理为辊涂钝化方式，由于设备和工艺不同，预处理步骤不同，处理溶液的组成也有较大的差异。实验室试验尽量模仿机组试验的方式。2.2 试验匹配条件因家电产品的详细使用环境不同，对环保彩涂产品在基板品种和涂料颜色上的要求有差异,在涂层功能要求上也存在区别，因而试验中考虑不同的产品需求，基板、预处理方式、涂料等主要妨碍要素匹配设计如表1所示：表1 环保产品开

9、发要素匹配表table 1 the match of factors for environment friendly products工程主要妨碍要素基板不含铅的热镀锌60/60，120/120克/平方米；电镀锌20/20克/平方米预处理不同供给商的复合氧化+环保喷淋钝化或者环保辊涂钝化底漆不同供给商的环保底漆面漆满足不同用户、不同用处的不同颜色面漆2.3 检测方法对家电用户而言，环保彩涂家电产品的检测工程特别多，包括力学功能、镀层功能、涂层功能、环保功能等特别多方面。依照用户需求和环保家电产品开发特点，本研究重点调查在预处理、涂层和消费工艺改变前后的涂层结合力、耐蚀功能、环保功能等，详细工

10、程如表2所示。环保产品必须满足欧盟对各种有害元素的操纵，本工程开发的环保产品采纳SGS的有害元素检测方法。表2 彩涂产品功能检测方法table 2 the methods for property of prepainted steel工程检测设备评价方法T弯曲折弯机 压平仪肉眼目视无裂纹或胶带粘贴涂层无剥离冲击冲击仪9J 胶带粘贴涂层无脱落杯突杯突仪杯突高度7毫米或11毫米，胶带粘贴涂层无脱落CCT（循环腐蚀试验）循环腐蚀试验机，2hr SST-4hr 60枯燥-2hr 5095%RH湿热，30循环划线、切口处的腐蚀宽度3 试验结果和讨论3.1 不同预处理条件的妨碍彩涂机组中预处理工艺的主要

11、作用是提高涂层与基板的结合力和耐蚀性，在非环保彩涂产品消费时，预处理的钝化工序含有六价铬，开发环保产品必须以环保溶液进展取代。而通过环保溶液处理的钢板功能不能低于原采纳非环保溶液的彩涂产品功能，本研究比拟了环保预处理和非环保预处理在彩涂家电产品功能上的差异。在复合氧化方式的预处理工艺中，最后一道工序喷淋钝化的主要作用是提高耐蚀性，同时在去除复合氧化反响杂质，提高基板与涂层的结合力方面也有一定的作用。因该工序常规处理液中含有六价铬，在消费环保产品时需要对该循环系统进展清洗，实践证明含有六价铬的循环系统清洗和切换特别不方便，而且易造成环保产品污染。因而考虑该钝化工序对彩涂产品耐蚀性妨碍相对较小，试

12、验中也设计了取消喷淋钝化方式与环保方式的功能比拟。表3不同预处理条件对环保产品功能的妨碍table 3 the influences of pretreatment technologies从表3中能够看出，在某些条件下，只有复合氧化而没有钝化的预处理条件下，涂层的T弯曲功能遭到一定的妨碍。对天山白产品也进展了杯突试验检测，如图2所示。尽管7毫米杯突后涂层未表现出差异，但是11毫米杯突条件下，涂层附着力有所下降。从CCT试验结果也能够看出（如表3、图3），没有钝化处理的彩涂家电产品在耐蚀性方面也表现最差。对彩涂家电产品的机组试验也确认了类似的结果，因而在后续的试验中均考虑环保钝化方式作为必须的

13、工序步骤。从环保钝化和非环保钝化的T弯曲、冲击、杯突、CCT试验结果能够看出，环保钝化处理与非环保处理所获得的彩涂家电产品的检测结果相当。因而，采纳试验条件下的环保钝化处理工序消费的彩涂产品能够到达与非环保预处理一样的耐蚀功能和附着功能。11mm7mm 8#10#12#11#9#7#图2 不同预处理条件下的杯突试验结果fig 2 the ericssion results in different pretreatment technologies7#12#11#9#10#8# 图3 不同预处理条件下的CCT试验结果fig 3 the CCT results of different pret

14、reatment technologies3.2 预处理方式对环保彩涂家电产品功能的妨碍宝钢彩涂机组有复合氧化和辊涂钝化两种预处理方式，采纳哪种方式开发环保家电产品效果更好呢？我们对不同的预处理工艺条件进展了比拟。表4 预处理方式对环保彩涂家电产品功能的妨碍table 4 the influences of different pretreatment process 对不同预处理方式下环保产品的检测结果如表4所示。从总体情况看，环保辊涂预处理方式的试样较复合氧化方式试样的T弯曲结果差，但是某些条件下，环保辊涂方式彩涂家电试样的耐蚀性结果较好，到达了用户提出的划线腐蚀宽度小于0毫米的要求。因而

15、通过不同方式预处理和涂料的匹配有望更好的完成环保产品的开发，满足用户对附着力和耐蚀性的要求。3.3 预处理与涂料的匹配功能本研究对不同预处理条件和涂料条件进展了较多的试验匹配，以获得更优的功能。试验结果如表5和表6所示。从表中能够看出，在复合氧化方式条件下，与天山灰F匹配能够到达0T和耐蚀性较高的要求，而采纳辊涂钝化的C条件与天山灰Z和天山灰B也可到达用户的要求。同时也能够看出：采纳C溶液的低浓度和高浓度也妨碍试样的耐蚀功能。表5 不同预处理和涂料匹配的T弯曲功能table 5 the T-bend in different match of pretreatment and coating表

16、6 不同预处理和涂料匹配的耐蚀功能（单位：毫米）table 6 the CCT results in different match of pretreatment and coating3.4 机组试验确认产品功能通过大量的实验室试验，本研究初步获得了环保产品适宜的匹配关系和消费工艺，并进展了机组试验确认。机组试验确认不仅包括了不同预处理条件与不同涂料的匹配，而且确认了作为彩涂家电产品必须满足用户的其他所有功能需求（需要通过用户实验室的检测和认可）。表7列出了通过用户检测认可的宝钢环保产品（天山灰）的功能，表中同时列出了日本同类产品的功能。从表7中能够看出，宝钢开发的环保彩涂家电产品功能不仅

17、完全满足用户需求，而且在耐蚀功能方面到达或者超过了同类产品水平。表7 宝钢环保产品（天山灰）的功能table 7 the properties of environment friendly prepainted steel3.5 环保功能通过上海SGS对产品的环保功能检测（表8），宝钢环保彩涂家电产品完全满足R.O.H.S指令的要求。表8 宝钢彩涂家电产品环保功能检测结果table 8 the results of environment friendly prepainted steel in SGS元素ROHS指令宝钢产品（天山灰）铅（Pb）100ppm3 ppm镉(Cd)100ppm未

18、检出六价铬(Cr6+)禁用未检出汞(Hg)禁用未检出4 宝钢环保彩涂家电产品的消费通过大量的实验室试验和机组试验，以及在宝钢实验室和用户实验室对宝钢环保彩涂家电产品进展了全面的功能检测确认后，用户已经开场批量订货。近期宝钢越来越多的非环保家电产品向环保产品转变，新开发的家电产品和新的用户也采纳环保产品。到目前为止，环保彩涂家电产品产量已经到达宝钢家电产品产量的约50%。5 结论通过试验室试验、机组试验和用户使用，我们在彩涂环保家电产品开发中获得以下结论：1） 复合氧化方式预处理的环保钝化工序是必不可少的。2） 复合氧化或者辊涂钝化预处理方式均能够获得功能良好的环保彩涂家电产品。3） 环保彩涂家电产品的开发需要预处理和涂料的良好匹配，以及基板和消费工艺的改良才能完成。4） 宝钢开发的环保彩涂家电产品功能符合用户要求，而且到达或者超过国外同类产品水平。参考文献1) Paul J. FRANCK, COIL COATING WORLD STATISTICS 2004 ECCA Autumn Congress，Brussels, 27-29 November 20052）郑德荣，宝钢开发家电用彩涂板的进展，宝钢技术，2000,2,p6063保持页脚空白，会议排版统一使用