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    什么是靜電粉末噴涂?

    點擊次數: 發布時間:2020-07-23 14:37

    一、靜電粉末噴涂的基本原理

    在噴槍與工件之間形成一個高壓電暈放電電場,當粉末粒子由噴槍口噴出經過放電區時,便補集了大量的電子,成為帶負電的微粒,在靜電吸引的作用下,被吸附到帶正電荷的工件上去。
    當粉末附著到一定厚度時,則會發生“同性相斥”的作用,不能再吸附粉末,從而使各部分的粉層厚度均勻,然后經加溫烘烤固化后,粉層流平成為均勻的膜層。
    靜電粉末
    圖1 靜電粉末噴涂的基本原理示意圖

    二、靜電粉末噴涂的工藝流程

    典型的靜電粉末噴涂工藝流程如下:
    靜電粉末
    圖2 靜電粉末噴涂工藝流程圖
    詳細劃分靜電粉末噴涂工藝流程如下:

    1. 表面預處理

    前處理工藝質量好壞直接影響粉末涂膜質量,前期處理不好,造成涂膜易脫落,鼓泡等現象。因此,前處理工作須予以重視。
    為了清洗掉鋁制品表面存在著的污垢和缺陷,如灰塵、金屬氧化物、殘留油污、手印、輕微的劃(擦)傷等,在表面處理之前,須進行必要的表面預處理。其一般工藝如下圖3所示:
    靜電粉末
    圖3 表面預處理工藝流程
    (1)脫脂。脫脂處理通常也稱為除油,其目的是除去工件表面的工藝潤滑油、防銹油和其他污物,以保證在堿腐蝕工序中工件表面均勻腐蝕和槽液清潔。
    (2)堿蝕洗。堿洗腐蝕一般采用35~100g/L的氫氧化鈉(NaOH)為處理液,其目的是除掉工件表面的污物,并將工件表面自然氧化膜下的基體金屬裸露,以利于氧化的順利進行。
    (3)中和。中和的目的主要是除掉堿腐蝕后殘留在工件表面的黑色腐蝕斑,以獲得光亮的金屬表面,同時也兼有中和堿液的作用。常用的中和液為硝酸或硫酸。
    (4)水清洗。水清洗在各道工序間采用流動水清洗,目的在于除去制品表面的殘留液和可溶于水的反應產物,防止下道工序槽液遭受污染,確保處理的效率和品質。

    2. 噴涂

    工件通過輸送鏈進入噴粉房的噴槍位置準備噴涂作業。靜電發生器通過噴槍槍口的電極針向工件方向的空間釋放高壓靜電(負極),該高壓靜電使從噴槍口噴出的粉末和壓縮空氣的混合物以及電極周圍空氣電離(帶負電荷)。
    工件經過掛具通過輸送鏈接地(接地極),這樣就在噴槍和工件之間形成一個電場粉末在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動下到達工件表面,依靠靜電吸引在工件表面形成一層均勻的涂層。

    3. 烘烤固化

    噴涂后的工件通過輸送鏈送入180~200℃的烘房內加熱,并保溫相應的時間(通常15~20分鐘),使之熔化、流平、固化,從而得到我們想要的工件表面效果(不同的粉末在烘烤溫度和時間上是各不相同的,這是在固化工序上應注意的)。

    4. 檢查

    固化后的工件,主要檢查外觀(是否平整光亮、有無顆粒、縮孔等缺陷)和厚度(控制在55~90μm)。對被檢出的有漏噴、針孔、碰傷、氣泡等缺陷的工件,進行返修或重噴。

    5. 包裝

    檢查后的成品分類擺放在運輸車、周轉箱內,相互之間用發泡紙,氣泡膜等軟包裝緩沖材料隔離,以防止劃傷磨損(可根據客戶要求包裝)。

    三、影響靜電粉末噴涂質量的主要因素

    靜電粉末噴涂中,影響噴涂質量因素除了工件表面前處理質量的好壞以外,還有噴涂時間、噴槍的形式、噴涂電壓、噴粉量、粉末導電率、粉末粒度、粉末粒度、粉末和空氣混合物的速度梯度等。

    1. 粉末的電阻率

    粉末的電阻率在1010~1016Ω/cm較為理想,電阻率過低易產生粉末在分散,電阻率過高會影響涂層厚度。

    2. 噴粉量

    在噴涂開始階段,噴粉量的大小對膜厚有一定的影響,一般噴粉量小,沉積率高。噴粉量一般控制在50~1000克/分范圍內。

    3. 粉末和空氣混合物的速度和梯度

    速度梯度是噴槍出口處的粉末空氣混合物的速度與噴涂距離之比,在一定噴涂時間內,隨著噴涂梯度的增大膜厚將減小。

    4. 噴涂距離

    噴涂距離是控制膜層厚的一個主要參數,一般控制在距工件10~25厘米,多由噴槍形式來決定。

    5. 噴涂時間

    噴涂時間與噴涂電壓、噴涂距離、噴涂量等幾項參數是相互影響當噴涂時間增加及噴涂距離很大時,噴涂電壓對膜厚極限值的影響減小。隨著噴粉時間的增加,噴粉量對膜厚的增長率的影響顯著減小。

    6. 水分散粉末涂裝

    水分散粉末涂料是將粉末涂料穩定的分散與水介質中,它兼具水性涂料與粉末涂料的優點,在工藝上可以使用包括浸、刷、噴、靜電涂裝在內的一切常規手段。

    7. 粉末電泳涂裝

    它是綜合粉末涂裝與電流涂裝的產物,兼具二者特點。其基本原理是將粉末粒子(一般要求40μm以下),分散與含電泳樹脂的水溶液之中,以水性電泳樹脂為載體,以粉末粒子為成膜物質,使粉末粒子帶上電荷,在直流電場中電泳沉積成膜。它適用于形狀復雜的工件施工。

    四、靜電粉末噴涂設備的組成和結構

    靜電粉末噴涂設備主要包括:噴粉室、高壓靜電發生器、靜電噴涂槍、供粉器、粉末回收裝置、工件旋轉機構等。

    1. 噴粉室

    噴粉室是靜電粉末涂裝的主要設備之一。保持平穩的空氣流動是粉房內的清潔,為操作人員提供一個潔凈的工作環境。
    控制噴房內的粉塵含量,使其低于爆炸極限(一般定為10g/m3)。
    此外,噴粉室要利于清洗,使粉末不易在屋中沉積,以便于改變粉末的顏色,室內要有足夠的光線,以利于涂覆工作進行。

    2.靜電粉末噴槍

    噴槍按其用途可分為手提式噴粉槍,固定式自動噴粉槍,圓盤式噴槍等;按帶電形式分為內帶電槍和外帶電槍;按其擴散機構形式可分為沖突式槍、反彈式槍、二次進風式槍、離心旋杯式槍等。
    噴粉槍的帶電機構形式是提高噴涂效率來將是很關鍵的因素。
    從總體上來講噴粉設備的核心就是噴槍和充電系統。就目前市場而言,電暈式噴槍所占的比例大,這是應為采用高壓電暈放電的方式對粉末進行充電所具有的最大的好處就是,能夠噴涂現今所有種類的熱固性粉末涂料,并且能獲得非常好的效果。其優點主要表現在優良的穩定性,上粉率和上粉速度等。
    這類噴槍的發展歷程是這樣的:電壓控制、電流控制、總能量控制。總能量控制是隨著噴槍距離工件的元件,其電壓、電流都在不斷調整至理想狀態,以達到好的涂裝效果。

    3. 供粉系統

    (1)供粉系統是把涂覆的粉末料,從盛粉容器連續均勻的輸送到噴粉槍進行噴涂。
    供粉系統由空氣壓縮機、油水分離器、空氣干燥機、調節閥、壓縮空氣管道、電磁控制閥門、供粉器、輸粉管道等組成。
    (2)供粉器的形式
    在靜電粉末噴涂供粉系統中,使用的供粉器種類較多,通常可分為:壓力容器式、螺桿或轉盤的機械輸送式、文氏里空氣抽吸式。
    (3)粉末回收裝置
    粉末的回收可分為濕式法和干式法。
    濕式法就是讓帶有粉末的氣流通過液體的容器進行過濾,達到凈化,帶有液體的粉末經過干燥處理再重復利用。
    干式法粉末回收是在噴粉室排出的粉末氣流中將粉末顆粒收集下。干式法粉末回收的種類有重力沉降式、慣性分離式、旋風分離式、燒結板分離式等。
    在實際生產中,往往采用多級回收裝置,以達到更好的分離效果。

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