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静电喷涂工艺介绍

2020.04.26  
喷粉工艺也称粉沫涂装,是近几十年迅速发展起来的一种新型涂装工艺,所使用的原料是塑料粉末。早在四十年代有些*便开始研究实验,但进展缓慢。1954年德国的詹姆将聚乙烯用流化床法涂覆成功,1962年法国的塞姆斯公司发明粉静电喷涂后,粉末涂装才开始在生产上正式采用,近几年来由于各国对环境保护的重视,对水和大气没有污染的粉末涂料,得到了迅猛发展。
  突出优点
  1、一次涂装可以得到较厚的涂层,例如涂覆100~300μm的涂层,用一般普通的溶剂涂料,约需涂覆4~6次,而用粉末涂料则一次*可以达到该厚度。涂层的耐腐性能很好。
  2、粉末涂料不含溶剂,无三废公害,改善了劳动卫生条件。
  3、采用粉末静电喷涂等新工艺,效率高,适用于自动流水线涂装,粉末利用率高,可回收使用。
  4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外,尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。
  粉末涂料开始用于防护和电气缘方面,随着科技的发展,已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装。  我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究,并在生产上得到应用。发展已广泛得到使用。
  工艺介绍
  流化床涂装法
  (又称沸腾床)
  它是由多孔隔板和容器组成,多孔隔板将容器分为上下两个部分。
  其工作过程是这样的:向隔板以下的容器部分通入压缩空气,压缩空气通过多孔隔板使上面粉末未受空气流的作用悬浮起来,并在上部容器内滚翻,呈现"沸腾"状态。经预热的工件通过"沸腾"的粉末区达到涂覆的效果。工件的预热温度可稍高于粉末的熔融温度。
  近几年来流化床工艺得到了一些改进,并与静电粉结合起来形成静电流化床粉末喷涂,已得到大范围的使用。
  要使涂层获得较好的效果,应注意以下几个方面:
  1)流化床的结构形式要求简单,内部光滑避免死角,******设有震动装置。
  2)流化床中的多孔隔板,应有一定的孔径和空密度分布。
  3)粉末粒子的大小以通过50~150目/网筛孔为好,形状接近球形较为理想。
  4)粉末涂料的含水量要求尽量低,以避免流化不良和涂层气泡。
  5)压缩空气的流速和流量必须调整至粉末涂料稳定地流化,不致溢出,同时压缩空气应净化、干燥。
  火焰喷涂法
  在氧乙炔焰中,粉末以50m/s左右的速度通过喷枪口的高温区,受热成为熔融或半熔融状态,喷至被预热的表面上,直到所需的厚度。粉末火焰喷涂工艺比较简单,可用于导轨面的喷涂,以及机械磨损修复工作。
  热熔敷法是介于火焰喷涂和流化床之间的工艺,其过程是先将工件预热至粉末熔融温度以上,然后用喷枪把粉末喷上,借工件热量来熔融成涂层。
  静电粉末喷涂
  这是粉末涂装中目前发展较 快的一种重要施工工艺。
  1)基本原理
  在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场,当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时,便补集了大量的电子,成为带负电的微粒,在静电吸引的作用下,被吸附到带正电荷的工件上去。当粉末附着到一定厚度时,则会发生"同性相斥"的作用,不能再吸附粉末,从而使各部分的粉层厚度均匀,然后经加温烘烤固化后粉层流平成为均匀的膜层。
  2)粉末静电喷涂工艺流程
  典型的粉末静电喷涂(金属)工艺流程如下:上件→脱脂→清洗→去锈→清洗→磷化→清洗→钝化→粉末静电喷涂→固化→冷却→下件
  粉末静电喷涂(板材)工艺流程如下:板吊挂→预热导电→静电喷涂(底涂)→热熔固化→冷却→卸板
  3)影响粉末静电喷涂质量的主要因素
  粉末静电喷涂中,影响喷涂质量因素除了工件表面前处理质量的好坏以外,还有板材的含水量、喷涂时间、喷枪的形式、喷涂电压、喷粉量、粉末导电率、粉末粒度、粉末和空气混合物的速度梯度等。
  1、粉末的电阻率
  粉末的电阻率在1010~1016欧姆/厘米较为理想,电阻率过低易产生粉末再分散,电阻率过高会影响涂层厚度。
  2、喷粉量
  在喷涂开始阶段,喷粉量的大小对膜厚有一定的影响,一般喷粉量小,沉积率高。喷粉量一般控制在50克/分到1000克/分范围内。
  3、粉末和空气混合物的速度和梯度
  速度梯度是喷枪出口处的粉末空气混合物的速度与喷涂距离之比,在一定喷涂时间内,随着喷涂梯度的增大膜厚将减小。
  4、喷涂距离
  喷涂距离是控制膜层厚的一个主要参数.一般控制在距工件10~25厘米,多由喷枪形式来决定.
  5、喷涂时间
  喷涂时间与喷涂电压、喷涂距离、喷涂量等几项参数是相互影响当喷涂时间增加及喷涂距离很大时,喷涂电压对膜厚极限值的影响减小。随着喷粉时间的增加,喷粉量对膜厚的增长率的影响显著减小。
  4)水分散粉末涂装
  水分散粉末涂料是将粉末涂料稳定的分散与水介质中,它兼具水性涂料与粉末涂料的优点,在工艺上可以使用包括浸、刷、喷、静电涂装在内的一切常规手段。
  5)粉末电泳涂装
  它是综和粉末涂装与电流涂装的产物,兼具二者特点。其基本原理是将粉末粒子(一般要求40μm以下),分散与含电泳树脂的水溶液之中,以水性电泳树脂为载体,以粉末粒子为成膜物质,使粉末粒子带上电荷,在直流电场中电泳沉积成膜。它适用于形状复杂的工件施工。
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