Metallveredelung

Die Oberflächenbehandlung von Metallen erhöht ihre Haltbarkeit und verbessert ihr Aussehen. Ein einzelnes Produkt kann mehr als einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden – zum Beispiel kann ein Autokarosserieblech phosphatiert, grundiert und lackiert werden. Dieser Artikel befasst sich mit den Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen und den Methoden zur Verringerung ihrer Umweltbelastung.

Der Betrieb eines Metallveredelungsunternehmens erfordert die Zusammenarbeit zwischen der Unternehmensleitung, den Mitarbeitern, der Regierung und der Gemeinde, um die Umweltauswirkungen des Betriebs effektiv zu minimieren. Die Gesellschaft ist besorgt über das Ausmaß und die langfristigen Auswirkungen der Verschmutzung der Luft, des Wassers und der Landumwelt. Effektives Umweltmanagement wird durch detaillierte Kenntnisse aller Elemente, Chemikalien, Metalle, Prozesse und Ergebnisse etabliert.

Planung zur Vermeidung von Umweltverschmutzung verlagert die Umweltmanagementphilosophie von der Reaktion auf Probleme hin zur Vorwegnahme von Lösungen, die sich auf chemische Substitution, Prozessänderung und internes Recycling konzentrieren, unter Verwendung der folgenden Planungssequenz:

1. Initiieren Sie die Vermeidung von Umweltverschmutzung in allen Aspekten des Unternehmens.
2. Abfallströme identifizieren.
3. Setzen Sie Handlungsprioritäten.
4. Grundursache der Verschwendung ermitteln.
5. Identifizieren und implementieren Sie Änderungen, die die Verschwendung reduzieren oder beseitigen.
6. Messen Sie die Ergebnisse.

Kontinuierliche Verbesserung wird durch das Setzen neuer Handlungsprioritäten und die Wiederholung der Handlungsabfolge erreicht.

Eine detaillierte Prozessdokumentation identifiziert die Abfallströme und ermöglicht die Festlegung von Prioritäten für Möglichkeiten zur Abfallreduzierung. Fundierte Entscheidungen über mögliche Änderungen fördern Folgendes:

• einfache und praktische Betriebsverbesserungen
• Prozessänderungen mit Kunden und Lieferanten
• Umstellung auf weniger schädliche Aktivitäten, wo immer möglich
• Wiederverwendung und Recycling, wo eine Änderung nicht praktikabel ist
• Deponierung gefährlicher Abfälle nur als letztes Mittel.

Hauptprozesse und Standardbetriebsprozesse

Reinigung ist erforderlich, da alle Metallveredelungsprozesse erfordern, dass die zu veredelnden Teile frei von organischen und anorganischen Verschmutzungen sind, einschließlich Ölen, Zunder, Schwabbel- und Poliermitteln. Die drei Grundtypen der verwendeten Reiniger sind Lösungsmittel, Dampfentfetter und alkalische Reinigungsmittel.

Lösungsmittel und dampfentfettende Reinigungsverfahren wurden fast vollständig durch alkalische Materialien ersetzt, bei denen die nachfolgenden Prozesse nass sind. Lösungsmittel und Dampfentfetter werden immer noch verwendet, wenn Teile ohne weitere Nassbearbeitung sauber und trocken sein müssen. Lösungsmittel wie Terpene ersetzen in einigen Fällen flüchtige Lösungsmittel. Weniger toxische Materialien wie 1,1,1-Trichlorethan wurden bei der Dampfentfettung durch gefährlichere Materialien ersetzt (obwohl dieses Lösungsmittel als Ozonabbaumittel schrittweise eingestellt wird).

Alkalische Reinigungszyklen umfassen normalerweise ein Tauchbad, gefolgt von einer anodischen Elektroreinigung, gefolgt von einem schwachen Säurebad. Nicht ätzende, nicht silikatische Reiniger werden typischerweise zum Reinigen von Aluminium verwendet. Die Säuren sind typischerweise Schwefel-, Salz- und Salpetersäure.

Eloxieren, ein elektrochemisches Verfahren zur Verdickung der Oxidschicht auf der Metalloberfläche (häufig auf Aluminium angewendet), behandelt die Teile mit verdünnten Chrom- oder Schwefelsäurelösungen.

Konversionsbeschichtung dient als Untergrund für nachfolgende Lackierungen oder zur Passivierung zum Schutz vor Oxidation. Beim Chromatieren werden Teile in eine sechswertige Chromlösung mit organischen und anorganischen Wirkstoffen getaucht. Zum Phosphatieren werden Teile mit anderen Mitteln in verdünnte Phosphorsäure getaucht. Die Passivierung erfolgt durch Eintauchen in Salpetersäure oder Salpetersäure mit Natriumdichromat.

Stromloses Plattieren beinhaltet eine Abscheidung von Metall ohne Strom. Die stromlose Abscheidung von Kupfer oder Nickel wird bei der Herstellung von Leiterplatten verwendet.

Galvanotechnik umfasst die Abscheidung einer dünnen Metallschicht (Zink, Nickel, Kupfer, Chrom, Cadmium, Zinn, Messing, Bronze, Blei, Zinn-Blei, Gold, Silber und andere Metalle wie Platin) auf einem Substrat (Eisen- oder Nichteisenmetall). Eisen). Prozessbäder umfassen Metalle in Lösung in sauren, alkalischen neutralen und alkalischen Cyanidformulierungen (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Ein- und Ausgänge einer typischen Galvaniklinie

Chemisches Fräsen und Ätzen sind kontrollierte Lösungstauchverfahren unter Verwendung von chemischen Reagenzien und Ätzmitteln. Aluminium wird typischerweise vor dem Anodisieren in Ätzmittel geätzt oder chemisch in einer Lösung aufgehellt, die Salpeter-, Phosphor- und Schwefelsäure enthalten kann.

Schmelztauchbeschichtungen beinhalten das Auftragen von Metall auf ein Werkstück durch Eintauchen in geschmolzenes Metall (Zink- oder Zinnverzinkung von Stahl).

Gute Managementpraktiken

Wichtige Verbesserungen in den Bereichen Sicherheit, Gesundheit und Umwelt können durch Prozessverbesserungen erreicht werden, wie z. B.:

• mit Gegenstromspülung und Leitfähigkeitskontrollen
• Erhöhung der Entwässerungszeit
• Verwendung von mehr oder besseren Netzmitteln
• Prozesstemperaturen so hoch wie möglich halten, um die Viskosität zu senken, wodurch die Verschleppungsrückgewinnung (d. h. die Rückgewinnung von auf dem Metall verbleibender Lösung) erhöht wird
• Verwenden von Luftbewegung beim Spülen, um die Spüleffizienz zu erhöhen
• Verwendung von Kunststoffkugeln in Galvaniktanks, um die Nebelbildung zu reduzieren
• Verwendung einer verbesserten Filtration in Plattierungstanks, um die Häufigkeit der Reinigungsbehandlung zu reduzieren
• Platzieren eines Bordsteins um alle Prozessbereiche, um Verschüttungen einzudämmen
• Verwendung separater Behandlungen für rückgewinnbare Metalle wie Nickel
• Installation von Rückgewinnungssystemen wie Ionenaustausch, atmosphärische Verdampfung, Vakuumverdampfung, elektrolytische Rückgewinnung, Umkehrosmose und Elektrodialyse
• Vervollständigung von Verschleppungsrückgewinnungssystemen durch Verringerungen der Verschleppung von Schadstoffen und verbesserte Reinigungssysteme
• Einsatz moderner Bestandskontrollen zur Reduzierung von Abfall und Gefahren am Arbeitsplatz
• Anwendung von Standardverfahren (dh schriftliche Verfahren, regelmäßige Betriebsüberprüfungen und solide Betriebsprotokolle), um die Grundlage für eine solide Umweltmanagementstruktur zu schaffen.

Umweltplanung für bestimmte Abfälle

Spezifische Abfallströme, in der Regel verbrauchte Beschichtungslösungen, können reduziert werden durch:

• Filtrieren. Patronen- oder Kieselgurfilter können verwendet werden, um die Ansammlung von Feststoffen zu entfernen, die die Effizienz des Prozesses verringern.
• Kohlenstoffbehandlung kann verwendet werden, um organische Verunreinigungen zu entfernen (am häufigsten angewendet bei der Vernickelung, Kupfergalvanisierung und Zink- und Cadmiumbeschichtung).
• Gereinigtes Wasser. Die natürlichen Verunreinigungen in Wasserzusatz und Spülungen (z. B. Kalzium, Eisen, Magnesium, Mangan, Chlor und Karbonate) können durch Entionisierung, Destillation oder Umkehrosmose entfernt werden. Die Verbesserung der Spülwassereffizienz reduziert die Menge an Badschlämmen, die einer Behandlung bedürfen.
• Cyanidbadkarbonat gefrieren. Eine Absenkung der Badtemperatur auf –3 °C kristallisiert die im Cyanidbad durch Cyanidabbau, zu hohe Anodenstromdichten und Adsorption von Kohlendioxid aus der Luft gebildeten Carbonate aus und erleichtert deren Entfernung.
• Niederschlag. Die Entfernung von Metallverunreinigungen, die als Verunreinigungen in Anoden in das Bad gelangen, kann durch Fällung mit Bariumcyanid, Bariumhydroxid, Calciumhydroxid, Calciumsulfat oder Calciumcyanid erreicht werden.
• Alternativen zu sechswertigem Chrom. Sechswertiges Chrom kann durch dreiwertige Chromplattierungslösungen zum dekorativen Plattieren ersetzt werden. Chromumwandlungsbeschichtungen für Lackvorbehandlungen können manchmal durch Nicht-Chrom-Umwandlungsbeschichtungen oder No-Rinse-Chromchemikalien ersetzt werden.
• Nicht chelatierte Verfahrenschemie. Anstatt den Prozessbädern Chelatbildner zuzusetzen, um die Konzentration freier Ionen in der Lösung zu steuern, können Prozesschemien ohne Chelatisierung verwendet werden, so dass es möglicherweise nicht notwendig ist, Metalle in Lösung zu halten. Diese Metalle können ausfallen gelassen und durch kontinuierliche Filtration entfernt werden.
• Nicht-Cyanid-Prozesschemikalien. Abfallströme, die freies Cyanid enthalten, werden typischerweise unter Verwendung von Hypochlorit oder Chlor behandelt, um eine Oxidation zu erreichen, und komplexe Cyanide werden üblicherweise unter Verwendung von Eisensulfat ausgefällt. Die Verwendung von Nicht-Cyanid-Prozesschemie eliminiert einen Behandlungsschritt und reduziert das Schlammvolumen.
• Lösemittelentfettung. Anstelle der Lösemittelentfettung von Werkstücken vor der Bearbeitung können auch heiße alkalische Reinigungsbäder eingesetzt werden. Die Wirksamkeit von alkalischen Reinigern kann durch Anwendung von Elektrostrom oder Ultraschall verstärkt werden. Die Vorteile der Vermeidung von Lösungsmitteldämpfen und Schlämmen überwiegen oft die zusätzlichen Betriebskosten.
• Alkalische Reiniger. Dass alkalische Reiniger entsorgt werden müssen, wenn die Ansammlung von Öl, Fett und Schmutz aus der Nutzung ein Maß erreicht, das die Reinigungswirkung des Bades beeinträchtigt, kann vermieden werden, indem Abschäumer zum Entfernen von freischwimmenden Ölen, Absetzvorrichtungen oder Patronenfilter zum Entfernen von Partikeln und verwendet werden Öl-Wasser-Koaleszer und durch Verwendung von Mikrofiltration oder Ultrafiltration, um emulgierte Öle zu entfernen.
• Verschleppungsreduzierung. Das Reduzieren des Austragsvolumens aus Prozessbädern dient dazu, die Menge an wertvollen Prozesschemikalien zu reduzieren, die das Spülwasser kontaminieren, was wiederum die Schlammmenge reduziert, die durch ein herkömmliches Metallfällungsverfahren erzeugt wird.

Mehrere Methoden zur Verringerung der Ausschleppung umfassen:

• Betriebskonzentration im Prozessbad. Die Chemikalienkonzentration sollte so gering wie möglich gehalten werden, um die Viskosität (für schnelleres Ablaufen) und die Chemikalienmenge (im Film) zu minimieren.
• Betriebstemperatur des Prozessbads. Durch Erhöhung der Badtemperatur kann die Viskosität der Prozesslösung reduziert werden.
• Netzmittel. Durch Zugabe von Netzmitteln zum Prozessbad kann die Oberflächenspannung der Lösung reduziert werden.
• Werkstückpositionierung. Das Werkstück sollte so auf dem Gestell positioniert werden, dass der anhaftende Film frei abläuft und sich nicht in Rillen oder Hohlräumen einklemmt.
• Entzugs- oder Ablaufzeit. Je schneller ein Werkstück aus dem Prozessbad entnommen wird, desto dicker wird der Film auf der Werkstückoberfläche.
• Luftmesser. Das Blasen von Luft auf das Werkstück, wenn das Werkstückgestell über den Prozesstank angehoben wird, kann die Entwässerung und Trocknung verbessern.
• Sprühspülungen. Diese können über beheizten Bädern verwendet werden, so dass die Spülflussrate gleich der Verdunstungsrate des Tanks ist.
• Beschichtungsbäder. Karbonate und organische Verunreinigungen sollten entfernt werden, um eine Ansammlung von Verunreinigungen zu verhindern, die die Viskosität des Beschichtungsbades erhöhen.
• Entwässerungsplatten. Die Zwischenräume zwischen Prozesstanks sollten mit Drainageplatten abgedeckt werden, um Prozesslösungen aufzufangen und in das Prozessbad zurückzuführen.
• Ausziehtanks. Die Werkstücke sollten vor dem Standard-Spülvorgang in ausziehbare Tanks („statische Spül“-Tanks) gelegt werden.

Die Verschleppungsrückgewinnung von Chemikalien verwendet eine Vielzahl von Technologien. Diese beinhalten:

• Verdunstung. Atmosphärische Verdampfer sind am gebräuchlichsten und Vakuumverdampfer bieten Energieeinsparungen.
• Ionenaustausch dient der chemischen Rückgewinnung von Spülwasser.
• Elektrogewinnung. Dies ist ein elektrolytischer Prozess, bei dem die gelösten Metalle in der Lösung reduziert und an der Kathode abgeschieden werden. Das abgeschiedene Metall wird dann zurückgewonnen.
• Elektrodialyse. Dabei werden ionendurchlässige Membranen und angelegter Strom verwendet, um ionische Spezies aus der Lösung zu trennen.
• Umkehrosmose. Dabei wird eine halbdurchlässige Membran verwendet, um gereinigtes Wasser und eine konzentrierte Ionenlösung zu erzeugen. Das Wasser wird mit hohem Druck durch die Membran gedrückt, während die meisten gelösten Salze von der Membran zurückgehalten werden.

Spülwasser

Der größte Teil des gefährlichen Abfalls, der in einer Metallveredelungsanlage entsteht, stammt aus Abwasser, das bei den Spülvorgängen nach dem Reinigen und Plattieren entsteht. Durch die Erhöhung der Spüleffizienz kann eine Einrichtung den Abwasserfluss erheblich reduzieren.

Zwei grundlegende Strategien verbessern die Spüleffizienz. Erstens können durch Sprühspülungen und Spülwasserbewegung Turbulenzen zwischen dem Werkstück und dem Spülwasser erzeugt werden. Bewegung des Gestells oder Zwangswasser oder Luft verwendet werden. Zweitens kann die Kontaktzeit zwischen dem Werkstück und dem Spülwasser erhöht werden. Mehrere in Reihe geschaltete Spültanks im Gegenstrom reduzieren die Menge des verwendeten Spülwassers.

Industrielacke

Die Schichten umfasst Farben, Firnisse, Lacke, Emaille und Schellacke, Kitte, Holzspachtel und -versiegelungsmittel, Farben- und Lackentferner, Pinselreiniger und verwandte Farbprodukte. Flüssigbeschichtungen enthalten Pigmente und Zusatzstoffe, die in einer Mischung aus flüssigem Bindemittel und Lösungsmittel dispergiert sind. Pigmente sind anorganische oder organische Verbindungen, die der Beschichtung Farbe und Opazität verleihen und den Verlauf und die Haltbarkeit der Beschichtung beeinflussen. Pigmente enthalten oft Schwermetalle wie Cadmium, Blei, Zink, Chrom und Kobalt. Das Bindemittel erhöht die Haftfähigkeit, Kohäsion und Konsistenz der Beschichtung und ist die Hauptkomponente, die nach Abschluss der Beschichtung auf der Oberfläche verbleibt. Bindemittel schließen eine Vielzahl von Ölen, Harzen, Kautschuken und Polymeren ein. Additive wie Füllstoffe und Streckmittel können Beschichtungen zugesetzt werden, um die Herstellungskosten zu senken und die Haltbarkeit der Beschichtung zu erhöhen.

Zu den in Beschichtungen verwendeten Arten von organischen Lösungsmitteln gehören aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ester, Ketone, Glykolether und Alkohole. Lösungsmittel dispergieren oder lösen die Bindemittel und verringern die Beschichtungsviskosität und -dicke. Lösungsmittel, die in Beschichtungsformulierungen verwendet werden, sind gefährlich, weil viele menschliche Karzinogene sind und brennbar oder explosiv sind. Die meisten in einer Beschichtung enthaltenen Lösungsmittel verdampfen, wenn die Beschichtung aushärtet, wodurch Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) entstehen. VOC-Emissionen werden aufgrund der negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt zunehmend reguliert. Umweltbelange im Zusammenhang mit herkömmlichen Inhaltsstoffen, Beschichtungstechnologien und Beschichtungsabfällen sind eine treibende Kraft für die Entwicklung von Alternativen zur Vermeidung von Umweltverschmutzung.

Die meisten Beschichtungen werden auf Architektur-, Industrie- oder Spezialprodukten verwendet. Bautenanstriche werden in Gebäuden und Bauprodukten sowie für dekorative und schützende Dienstleistungen wie Lacke zum Schutz von Holz verwendet. Industrieanlagen integrieren Beschichtungsvorgänge in verschiedene Produktionsprozesse. Die Automobil-, Metalldosen-, Landwirtschaftsmaschinen-, Coil-Coating-, Holz- und Metallmöbel- und -einrichtungsindustrie sowie die Haushaltsgeräteindustrie sind die Hauptverbraucher von Industrielacken.

Das Design einer Beschichtungsformulierung hängt vom Zweck der Beschichtungsanwendung ab. Beschichtungen sorgen für Ästhetik, Korrosions- und Oberflächenschutz. Kosten, Funktion, Produktsicherheit, Umweltverträglichkeit, Auftragseffizienz sowie Trocknungs- und Aushärtungsgeschwindigkeit bestimmen die Formulierungen.

Beschichtungsverfahren

Die meisten Beschichtungsprozesse umfassen fünf Arbeitsgänge: Rohstoffhandhabung und -vorbereitung, Oberflächenvorbereitung, Beschichtung, Gerätereinigung und Abfallmanagement.

Handhabung und Aufbereitung von Rohstoffen

Die Rohstoffhandhabung und -vorbereitung umfasst die Lagerhaltung, Mischvorgänge, das Verdünnen und Anpassen von Beschichtungen und den Rohstofftransfer durch die Anlage. Überwachungs- und Handhabungsverfahren und -praktiken sind erforderlich, um die Entstehung von Abfällen durch Verderb, Abweichungen von der Spezifikation und unsachgemäße Zubereitung zu minimieren, die durch übermäßige Verdünnung und daraus resultierende Verschwendung entstehen können. Der Transfer, ob manuell oder über ein Rohrleitungssystem, muss geplant werden, um Verderb zu vermeiden.

Oberflächenvorbereitung

Die Art der verwendeten Oberflächenvorbereitungstechnik hängt von der zu beschichtenden Oberfläche ab – vorherige Vorbereitung, Menge an Schmutz, Fett, aufzutragender Beschichtung und erforderlicher Oberflächenbeschaffenheit. Übliche Vorbereitungsoperationen sind Entfetten, Vorbeschichten oder Phosphatieren und Entschichten. Für die Endbearbeitung von Metallen umfasst das Entfetten Lösungsmittelwischen, Kaltreinigung oder Dampfentfettung mit halogenierten Lösungsmitteln, wässrige alkalische Reinigung, halbwässrige Reinigung oder Reinigung mit aliphatischen Kohlenwasserstoffen, um organische Verschmutzungen, Schmutz, Öl und Fett zu entfernen. Zur Entfernung von Walzzunder und Rost kommen Säurebeizen, Schleifreinigung oder Flammreinigung zum Einsatz.

Der häufigste Vorbereitungsvorgang für Metalloberflächen, abgesehen von der Reinigung, ist die Phosphatbeschichtung, die verwendet wird, um die Haftung organischer Beschichtungen auf Metalloberflächen zu fördern und die Korrosion zu verzögern. Phosphatschichten werden durch Tauchen oder Besprühen von Metalloberflächen mit Zink-, Eisen- oder Manganphosphatlösung aufgebracht. Phosphatieren ist ein Oberflächenveredelungsverfahren ähnlich dem Galvanisieren, das aus einer Reihe von Prozesschemikalien und Spülbädern besteht, in die Teile eingetaucht werden, um die gewünschte Oberflächenvorbereitung zu erreichen. Siehe Artikel „Oberflächenbehandlung von Metallen“ in diesem Kapitel.

Das Entfernen von Beschichtungen, chemisch oder mechanisch, wird auf Oberflächen durchgeführt, die neu beschichtet, repariert oder inspiziert werden müssen. Die gebräuchlichste Methode zur chemischen Entfernung von Beschichtungen ist das Lösungsmittel-Stripping. Diese Lösungen enthalten üblicherweise Phenol, Methylenchlorid und eine organische Säure, um die Beschichtung von der beschichteten Oberfläche zu lösen. Eine abschließende Wasserwäsche zur Entfernung der Chemikalien kann große Mengen an Abwasser erzeugen. Schleifstrahlen ist der übliche mechanische Prozess, ein trockener Vorgang, bei dem Druckluft verwendet wird, um ein Strahlmittel gegen die Oberfläche zu treiben, um die Beschichtung zu entfernen.

Oberflächenvorbereitungsvorgänge beeinflussen die Abfallmenge aus dem spezifischen Vorbereitungsprozess. Wenn die Oberflächenvorbereitung unzureichend ist, was zu einer schlechten Beschichtung führt, trägt das Entfernen der Beschichtung und das erneute Beschichten zur Abfallerzeugung bei.

Beschichtung

Der Beschichtungsvorgang umfasst das Übertragen der Beschichtung auf die Oberfläche und das Härten der Beschichtung auf der Oberfläche. Die meisten Beschichtungstechnologien fallen in eine von 1 Grundkategorien: Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung, Flutbeschichtung, Sprühbeschichtung und die gebräuchlichste Technik, luftzerstäubte Sprühbeschichtung unter Verwendung von Beschichtungen auf Lösungsmittelbasis.

Luftzerstäubte Sprühbeschichtungen werden aufgrund von Lösungsmittelemissionen und Overspray üblicherweise in einer kontrollierten Umgebung durchgeführt. Overspray-Kontrollgeräte sind Gewebefilter oder Wasserwände, die entweder gebrauchte Filter oder Abwasser aus Luftreinigungssystemen erzeugen.

Das Härten wird durchgeführt, um das Beschichtungsbindemittel in eine harte, zähe, haftende Oberfläche umzuwandeln. Härtungsmechanismen umfassen: Trocknen, Backen oder Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl oder Infrarot- oder Ultraviolettlicht. Das Aushärten erzeugt erhebliche VOCs aus lösungsmittelbasierten Beschichtungen und stellt ein Explosionspotential dar, wenn die Lösungsmittelkonzentrationen über die untere Explosionsgrenze steigen. Folglich sind Härtungsvorgänge mit Vorrichtungen zur Kontrolle der Luftverschmutzung ausgestattet, um VOC-Emissionen zu verhindern, und zur Sicherheitskontrolle, um Explosionen zu verhindern.

Umwelt- und Gesundheitsbelange, strengere Vorschriften für herkömmliche Beschichtungsformulierungen, hohe Lösungsmittelkosten und teure Sonderabfallentsorgung haben eine Nachfrage nach alternativen Beschichtungsformulierungen geschaffen, die weniger gefährliche Bestandteile enthalten und bei der Anwendung weniger Abfall erzeugen. Alternative Beschichtungsformulierungen umfassen:

• High-Solid-Lacke, mit der doppelten Menge an Pigment und Harz im gleichen Lösungsmittelvolumen wie herkömmliche Beschichtungen. Die Anwendung senkt die VOC-Emissionen zwischen 62 und 85 % im Vergleich zu konventionellen Low-Solid-Lösemittellacken, da der Lösemittelanteil reduziert ist.
• Beschichtungen auf Wasserbasis unter Verwendung von Wasser und einer organischen Lösungsmittelmischung als Träger mit Wasser als Basis. Im Vergleich zu lösemittelbasierten Lacken erzeugen wasserbasierte Lacke zwischen 80 und 95 % weniger VOC-Emissionen und verbrauchte Lösemittel als herkömmliche festkörperarme Lacke auf Lösemittelbasis.
• Pulverbeschichtungen kein organisches Lösungsmittel enthaltend, bestehend aus fein pulverisierten Pigment- und Harzpartikeln. Sie sind entweder thermoplastische (Harz mit hohem Molekulargewicht für dicke Beschichtungen) oder duroplastische (Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, die vor der chemischen Vernetzung eine dünne Schicht bilden) Pulver.

Gerätereinigung

Die Gerätereinigung ist ein notwendiger, routinemäßiger Wartungsvorgang in Beschichtungsprozessen. Dadurch entstehen erhebliche Mengen an gefährlichem Abfall, insbesondere wenn zur Reinigung halogenierte Lösungsmittel verwendet werden. Die Gerätereinigung für Beschichtungen auf Lösungsmittelbasis wurde traditionell manuell mit organischen Lösungsmitteln durchgeführt, um Beschichtungen von Prozessgeräten zu entfernen. Die Rohrleitungen müssen chargenweise mit Lösungsmittel gespült werden, bis sie sauber sind. Beschichtungsanlagen müssen zwischen Produktwechseln und nach Prozessstillständen gereinigt werden. Die angewandten Verfahren und Praktiken bestimmen die Höhe des durch diese Aktivitäten erzeugten Abfalls.

Abfallwirtschaft

Durch Beschichtungsprozesse werden mehrere Abfallströme erzeugt. Fester Abfall umfasst leere Beschichtungsbehälter, Beschichtungsschlamm aus Overspray und Gerätereinigung, verbrauchte Filter und Schleifmittel, Trockenbeschichtung und Putzlappen.

Zu den flüssigen Abfällen gehören Abwasser aus der Oberflächenvorbereitung, der Overspray-Kontrolle oder der Gerätereinigung, nicht spezifikationsgemäße oder überschüssige Beschichtungs- oder Oberflächenvorbereitungsmaterialien, Overspray, Verschüttungen und verbrauchte Reinigungslösungen. Vor-Ort-Recycling mit geschlossenem Kreislauf wird für verbrauchte Lösungsmittel immer beliebter, da die Entsorgungskosten steigen. Flüssigkeiten auf Wasserbasis werden normalerweise vor Ort behandelt, bevor sie in öffentliche Behandlungssysteme eingeleitet werden.

VOC-Emissionen werden durch alle herkömmlichen Beschichtungsverfahren erzeugt, die lösungsmittelbasierte Beschichtungen verwenden und Kontrollvorrichtungen wie Kohlenstoffadsorptionseinheiten, Kondensatoren oder thermische katalytische Oxidationsanlagen erfordern.

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