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探讨:影响粉末涂料喷涂效率的因素
 
慧聪网   2005年11月18日9时17分   信息来源:中国环氧树脂行业在线    

摘要:文章从粉末涂料静电喷涂的机理入手,讨论了影响粉末涂料喷涂效率的因素,以及提高粉末涂料流动性能的措施。

1、粉末涂装机理

1.1 常用的涂装方法介绍

1.1.1 流化床浸涂法

流化床浸涂法是将预热的工件浸入已被流化的粉末容器中,使粉末熔融附着到工件上,然后再将工件置于烘箱或烤炉中烘烤。

工件的预热温度要高于粉末的熔融温度,但应低于粉末的分解温度,一次涂装可达200um以上。该方法设备简单,无需回收装置,粉末利用率高,能100%加以利用,但涂层不太均匀,不能薄涂,难以涂装结构复杂的大型工件,工件须预热,热能损耗大。

该涂装方法适于小型工件,如马达定子、异型管、阀门、冰箱货架、鸟笼、自行车货篮等的涂装。也有部分较大型工件如金属护栏和护网采用该法涂装。

1.1.2 火焰喷涂法

粉末涂料通过高温火焰气体而熔融,并被喷涂到工件上,经流平交联固化而成涂膜。该方法不需要烤箱或烘道,可现场涂装,可厚涂至500um以上。该方法适用的粉末品种较少,主要用来喷涂热塑性粉末,如乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯、聚酰胺等。

1.1.3 静电粉末涂装法

利用高压电场效应,使粉末和工件受感应而分别带上彼此相反的电荷,粉末吸附到工件上去。该方法是当前最主要的粉末涂装加工方法,能适应几乎所有品种粉末的涂装。其带电方式有两种:高压静电和摩擦带电。

1.1.4 静电流化床浸涂法

这是一种将流化床浸涂法和静电粉末喷涂法相结合的涂装工艺。工件不用预热,粉末利用率高,易实现自动化生产。

1.1.5 真空吸引涂装法

该方法适用于喷涂小口径管道。

1.1.6 电场云涂装法
    这是最新开发的一种涂装工艺,也属静电喷涂,它用瞳定的喷嘴和平行排列的电极代替了通常的活动式喷枪。经压缩空气吹出的粉末被送入电极空间,通过电晕针产生的离子而使之带电,这就是电场云。接地工件进入电场云,在电晕针和工件之间形成电场,使带电粉末吸附到工件上,然后通过加热固化完成涂装。该法最大的优点是上粉率可达95%,比一般静电喷涂法节省1/3-1/2粉末:涂层致密平整:现已刑发用于PCM(预涂钢板)的生产流水线涂装。

2、静电喷涂原理

2.1 高压静电喷涂

主要采用电晕放电式静电粉末喷枪系统来完成粉末喷涂。该系统包括:1)高压静电发生器(由高频变压器和升压回路组成):2)电晕放电电极(由针状电极和环状电极组成):3)喷束调节器:4)空气和粉末输送管路等。随着喷涂技术的不断发展创新,现已能将高压静电发生器装在喷枪内部。接通低压电源,经多段升压器转换成高压电,施加到喷枪端部的电晕放电电极或环状电极上,使电极周围的空气离子化,并与接地的工件(一般为阳极.带正电)之间形成电场。粉末涂料由压缩空气输送到喷枪前端.雾化喷出,粉末穿过电场时将带上负电荷,在电场力(静电引力)和压缩空气的作用下飞向工件表面,并吸附在工件上。

2.2 摩擦静电喷涂

摩擦静电喷涂的主要原理是两种不同的非导体在相互摩擦时产生正电荷和负电荷,使导体带上静电荷。在粉末涂装工艺中主要采用聚四氟乙烯(PTFE)作为摩擦材料,置于喷枪内壁,当粉末随着压缩空气进入喷管后,由于快速运动而与PTFE剧烈摩擦,粉末与PTFE性能差别很大,从而使粉末粒子带上正电荷,在气流的推力下飞向工件(由于接地而作为阴极),吸附在工件表面,然后经烘烤固化。

3、影响粉末喷涂效率的因素

粉末喷涂的效率有赖于完善的喷涂设备,“工欲善其事,必先利其器”:先进的设备和良好的管理是完成喷涂的先决条件,这里不做讨论。

3.1 影响粉末喷涂效率的因素

影响粉末喷涂效率的各项因素可参考表1。

表1 影响粉末喷涂效率的各项因素 

影响因素占百分率%影响因素占百分率%
粉末品质16喷枪吐出量3
温度控制2压缩空气3
接地状况14输送链设计2
喷房空气5工作吊挂5
喷枪至工作距离2喷枪至喷房距离2
喷枪设计23喷嘴设计2

笔者曾考察过国内数十家中小型粉末生产厂,它们供应的粉末产品质量参差不齐,但都有一个突出的问题,即粉末流动性差,喷涂时粉末一次上粉率很低,回收量大,喷涂效率不易提高。与此相反,一些大企业如杜邦华佳、阿克苏、诺贝尔、PPG等,它们提供的粉末流动性好,上粉率高,具有明显的优势。

按照粉末生产工艺来分析,国内小粉末厂主要在三个方面与这些大企业存在差距:1)设备:2)生产工艺:3)检测手段。

 
作者:廊坊燕美化工有限公司 朱卫兵 
 
 
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