CN102380491A - 一种加热吸尘搭配干冰清洗的表面脱漆处理设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于表面处理技术领域，涉及一种加热吸尘搭配干冰清洗的表面脱漆处理设备及方法，适用于脱除环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂材料配成的漆膜，尤其是航空器、船舶及装甲车辆表面的复合材料及金属涂膜的脱漆。该设备包括脉冲点光源加热装置、干冰喷射装置和收集吸尘装置；使用时，在脉冲点光源对待脱漆物体表面进行区域照射。同时，干冰喷射装置利用高速气流中的低温干冰对该照射区域进行脱漆及冷却；剥落的油漆碎片直接被吸尘器回收，现场不留残留物。本发明结合了脉冲点光源加热装置、干冰喷射装置以及收集吸尘装置进行脱漆。相对传统物理脱漆方法，在降低成本的同时，效率更高，并且对基体无过损伤，对环境无污染，不产生二次污染物。
Description
技术领域
本发明属于表面处理技术领域，涉及一种利用加热及吸尘装置搭配干冰清洗的表面脱漆处理设备及方法，特别适用于脱除环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂材料配成的漆膜，尤其是航空器、船舶及装甲车辆表面的复合材料及金属涂膜的脱漆。
背景技术
油漆对基体可以起到保护和装饰作用，但在使用过程中漆膜经常受到损伤，而且在使用过程中也会逐渐老化，加上其他一些原因，物品需要进行漆膜返修和更新。旧漆膜主要由成膜物，颜料，填料及适当助剂组成。针对飞机，船舶以及装甲车辆等机动装备进行涂装或修理时，由于一段时间之后，外表蒙皮逐渐老化，需要进行脱漆后的重新喷漆。另外在维修过程中，部分材料和维修的部件也需要进行脱漆处理。目前，传统的脱漆方法包括物理方法和化学方法两种。
物理方法一般采用喷砂。但喷砂之后往往会在基体表面造成肉眼看不见的凸凹不平和变形。对于复合材料的基体，喷砂的介质一般采用塑料砂，但也存在着击穿或损坏底材的隐患。而且喷砂操作的工作条件比较恶劣，对环境造成了污染。回收过程费时费力，难以达到高效脱除质量。
化学方法主要为脱漆剂的应用，此方法在飞机维修过程中被广泛使用。飞机蒙皮漆(包括底漆和面漆)主要由环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂材料配成的漆料。在进行脱漆处理时，脱漆剂成分从涂层表面渗透到内部，破坏涂层树脂分子或分子间结合键，使涂层膨胀软化，同时渗透到涂层内部的脱漆组分还会破坏涂层与基材的相互作用，达到使涂层从金属表面脱落进而剥离的目的。在这个过程中难免对飞机主体的铝合金基材本身造成腐蚀。
目前国内主要脱漆剂产品大都含有酚、络酸盐或二氯甲烷等有害成分。对环境有负面影响，对人体也有较大损害。脱漆剂使基材表面的漆层溶胀，与基材脱离之后，必须经过高压水冲洗才能使漆层从基材表面完全除去，于是含有大量化学成分的污水又对环境造成了二次污染。
另外，随着科技的进步，以及对飞机操控性、灵活性要求的日趋提高，质量相对较轻的复合材料越来越多被飞机制造工业所采用。化学脱漆剂会对复合材料造成严重腐蚀，所以对于以复合材料为基体的飞机部件脱漆，化学脱漆剂是完全不适用的。
发明内容
本发明克服了目前脱漆方法低效、污染、对基体过度损伤等弊端，提供了一种高效、安全，对基体表面无过损伤，并且不产生任何二次废料与环境污染的表面脱漆处理设备及方法。
本发明的技术方案如下：
该设备包括脉冲点光源加热装置、干冰喷射装置和收集吸尘装置，脉冲点光源加热装置位于中间，加热油漆表面的正上方；干冰喷射装置位于光源加热装置的正后方，空气压缩机的风管接驳与干冰喷射装置；收集吸尘装置在光源加热装置和干冰喷射装置的正前方，吸尘口覆盖干冰喷射面积。脉冲点光源加热装置的照射端口、干冰喷射装置的喷射端口、收集吸尘装置的吸尘端口可以组合固定在一个脱漆系统端口，形成一个整体固定装置。
上述装置的使用方法：
(1)利用脉冲点光源加热对油漆表面瞬间加热至80-200℃温度。脉冲点光源的输入电压为1000V-2300V，脉冲频率为0.5Hz-6Hz；从点光源的照射端口到基体表面的距离为10mm-150mm；根据脱漆物基体的不同材质以及漆层厚度，调整点光源的输入电压、与基体表面的置放距离、脉冲频率以及移动速度。
(2)在脉冲点光源对待脱漆物体表面进行区域照射的同时，干冰喷射装置利用高速气流中的低温干冰对该照射区域进行脱漆及冷却。干冰采用直径3mm颗粒状干冰，干冰流量为每小时150kg-380kg。干冰喷射装置的标准供气压力为0.3MPa-1.2Mpa，压缩空气流量为每分钟2m3-4m3。干冰喷射角度与漆层水平面成25°-120°。根据脱漆物基体的不同材质以及漆层厚度，调整干冰喷射角度、干冰流量、标准空气压力和压缩空气流量。
(3)剥落的油漆碎片直接被吸尘器回收，片状、颗粒状碎片被收集，现场不留残留物。
整个装置工作以每秒10mm-100mm速度移动。
本发明的有益效果是搭配激光脉冲氙灯的干冰脱漆系统相比单独使用干冰脱漆，在降低成本的同时，效率更高。干冰颗粒的低温特性使干冰清洗具有独特的热力学性能，能够影响表面油漆的机械性能。由于干冰颗粒与激光脉冲氙灯在漆体表面间产生的温度差，在油漆表面瞬间发生了热冲击现象。使脱漆的效率提高，介质干冰颗粒的用量减少，节省了成本。
与传统物理脱漆方法相比，该专利系统对基体无过损伤。干冰脱漆属于物理方法，对物质之间的化学键、金属键没有破坏作用。虽然与喷钢砂、喷玻璃砂、喷塑料砂等其它喷射介质一样，干冰颗粒的动量也取决于其质量和速度。但由于干冰密度低，要达到所需要的冲击能量主要取决于干冰颗粒的速度。由于脱漆采用的直径为3mm干冰颗粒密度为1.4g/cm3-1.45g/cm3，低于金属材料和复合材料的密度，所以在冲击过程当中，对其表面无过损伤。
另外，由于干冰颗粒与漆层表面发生热交换过程中迅速气化，所以与传统物理、化学方法相比，该发明系统不产生对环境产生污染的二次废物。并且该系统所采用吸尘收集装置，使整个脱漆过程不存在二次回收从基体表面剥离下来的漆片的过程。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1干冰喷射嘴，2基体，3漆层，4吸尘装置，5反射镜，6纯净水循环冷却管，7氙气脉冲灯管，8吸尘通道。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
本发明脱漆系统端口的前进方向如箭头所示。在附图中，点光源采用氙气脉冲灯管7，利用反射镜5对光源发出的光线进行反射，通过照射端口，照射到脱漆物表面，光能瞬间转化为热能，使表面漆层3软化。氙气脉冲灯管7外套纯净水循环冷却管6对灯管进行冷却。
在激光脉冲氙灯对待脱漆物体表面进行区域照射的同时，干冰喷射装置在利用高速气流中的低温干冰颗粒-78℃对该区域进行脱漆。从干冰喷射嘴1高速喷出的干冰颗粒在冲击到物体表面的过程中粉碎成微小粉末，干冰粉末与漆层表面迅速发生热交换，动能在冲击瞬间转化为热能，干冰迅速升华变为气态二氧化碳。在动能转化为热能的过程中，干冰粉末在脱漆物表面体积迅速膨胀近800倍，利用表面张力将该区域基体1上的漆块迅速剥落。
干冰喷射装置可选用干冰造粒机将液态二氧化碳制成尺寸规格一致的3mm直径干冰颗粒；压缩空气供给装置，用于接驳干冰喷射装置，推动和加速干冰颗粒。干冰颗粒与压缩空气混合，随压缩空气通过喷嘴冲击到被脱漆物表面。
为实现高效的表面脱漆过程，干冰清洗装置可采用单喉管立轮供冰式干冰喷射机，以保证脱漆过程的连续性。单喉管立轮供冰系统保证干冰喷射装置喷射干冰的连续和均匀，由于整个表面脱漆过程结合了加热、吸尘以及干冰喷射，为自动化三位一体。所以连续、均匀的喷射干冰过程保证了在脱漆过程中，不至于因为一部分装置的间歇性停顿，从而造成其他两部分装置的能源浪费。
除此之外，单喉管立轮供冰式干冰喷射机的存冰漏斗上装有振动电机将黏结成块的干冰振碎，流入漏斗下方料轮的颗粒状凹槽，克服了干冰容易黏结成块的特性，避免了大块状干冰的喷出对表面基体，特别是复合材料基体的冲击损害。
剥落的油漆碎片直接被吸尘器4回收，碎片经吸尘管道8通过大粒子收集器、高效空气过滤器HEPA和活性炭滤筒被收集，现场不留残留物。
Claims (2)
1.一种加热吸尘搭配干冰清洗的表面脱漆处理设备，包括脉冲点光源加热装置、干冰喷射装置和收集吸尘装置，其特征在于，脉冲点光源加热装置位于中间，加热油漆表面的正上方；干冰喷射装置位于光源加热装置的正后方，空气压缩机的风管接驳与干冰喷射装置；收集吸尘装置在光源加热装置和干冰喷射装置的正前方，吸尘口覆盖干冰喷射面积。
2.使用权利要1所述装置的方法，其特征在于如下步骤，
(1)利用脉冲点光源加热对油漆表面瞬间加热至80-140℃温度；脉冲点光源的输入电压为1000V-2300V，脉冲频率为0.5Hz-6Hz；从点光源的照射端口到基体表面的距离为10mm-150mm；
(2)在脉冲点光源对待脱漆物体表面进行区域照射的同时，干冰喷射装置利用高速气流中的低温干冰对该照射区域进行脱漆及冷却；干冰采用直径3mm颗粒状干冰，干冰密度为1.4g/cm3-1.45g/cm3，干冰流量为每小时150kg-380kg；干冰喷射装置的标准供气压力0.3MPa-1.2Mpa，压缩空气流量为每分钟2m3-4m3；干冰喷射角度与漆层水平面成25°-120°；
(3)剥落的油漆碎片直接被吸尘器回收，吸尘器的风量不低于50cmm；
整个装置工作以每秒10mm-100mm速度移动。
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