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靜電粉末噴涂
應(yīng)用于金屬表面涂裝的工藝
基本信息
| 中文名 | 靜電粉末噴涂 |
| 外文名 | electrostatic powder coating |
| 別名 | 靜電噴塑 |
| 方式 | 手動(dòng)、自動(dòng)或手動(dòng)+自動(dòng) |
| 涂料 | 固體粉末 |
基本介紹
靜電粉末噴涂俗稱(chēng)“靜電噴塑”。
靜電粉末噴涂是以具有霧化咀（使涂料霧化）和放電級(jí)（發(fā)生電量電流）的涂裝機(jī)使涂料微粒化，對(duì)之施加電荷，在電極與被涂物體之間形成電場(chǎng)，利用其靜電吸附作用而涂裝.
主要特點(diǎn)：噴涂方式可采用手動(dòng)、自動(dòng)或手動(dòng)+自動(dòng)。噴料100%是固體粉末，游離的粉末可以回收利用，涂料回收利用率可達(dá)98%。懸吊運(yùn)輸系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高。涂層微孔少，防腐性能好，并可一次進(jìn)行厚膜噴涂。
靜電粉末噴涂工藝出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，主要是應(yīng)用于金屬表面涂裝。進(jìn)入20世紀(jì)90年代末，隨著粉末涂料和噴涂設(shè)備的發(fā)展，使靜電粉末噴涂工藝應(yīng)用于非金屬表面成為可能。
特點(diǎn)
自從粉末涂料噴涂技術(shù)進(jìn)入涂裝業(yè)后，粉末涂料在一般工業(yè)用涂料中所占有的市場(chǎng)比例逐年持續(xù)增長(zhǎng)，其原因是粉末噴涂技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
降低對(duì)環(huán)境的污染程度
隨著環(huán)保法對(duì)在大氣中有機(jī)揮發(fā)物（voc）含量越來(lái)越嚴(yán)格的規(guī)定，涂裝業(yè)一直試圖開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境較溫和的涂裝技術(shù)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究與實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)“靜電粉末噴涂”是目前能夠達(dá)到的最干凈的涂裝技術(shù)。
粉末涂料不使用有機(jī)溶劑、水等揮發(fā)性溶劑，為無(wú)機(jī)溶劑型涂料，這就大大減少了起因于溶劑的污染公害，包括因含有機(jī)溶劑而引起操作人員的中毒事件；也不會(huì)因有機(jī)溶劑而引發(fā)火災(zāi)。自粉末涂料面世至今，還沒(méi)有發(fā)生過(guò)因粉末涂料而引起的重大安全事故。
粉末涂料是純固體成分的涂料，可以完全采用全自動(dòng)噴涂，大量或超噴的粉末，容易由回收系統(tǒng)收集，達(dá)到回收再利用的目的。因此，粉末涂料的使用率幾乎可達(dá)100% ，使得涂裝業(yè)降低廢棄物的處理成本，同時(shí)可使環(huán)境污染的程度降到最低。
經(jīng)濟(jì)效益顯著
涂膜形成的成分中，溶劑型約為60%～65% ，而粉末涂料幾乎可達(dá)到100%的效率，且未附著于被噴涂物件的粉末，可以回收再利用。一般情況下，使用粉末噴涂技術(shù)，可使涂裝作業(yè)盡可能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性及有效性。在粉末涂裝作業(yè)中，如果有噴涂不良的部位，可在未經(jīng)烘烤前，使用空氣噴槍將其吹除，然后進(jìn)行再涂裝。因此可避免表面流漆、滴漆等現(xiàn)象，大大降低了重涂返工的幾率。由于粉末噴涂運(yùn)用靜電噴涂作業(yè)，涂裝設(shè)備幾乎可達(dá)到全自動(dòng)化，節(jié)約了人力資源。即使需要人工輔助，涂裝人員也不必經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練，即可掌握操作技能。粉末涂料為100% 的固體成分，不需添加任何溶劑，所以涂料量減少，節(jié)省包裝，降低儲(chǔ)存空間。
節(jié)約能源
粉末涂料因沒(méi)有有機(jī)揮發(fā)物的產(chǎn)生，避免了因揮發(fā)至大氣中而產(chǎn)生的浪費(fèi)，所以與液體涂料相比，能源成本大大降低。靜電噴涂設(shè)備一次噴涂即可得厚膜，不必進(jìn)行重復(fù)性噴涂，也不必打底漆，比相同膜厚的涂裝作業(yè)速度快，效率高。涂裝設(shè)備中不需要靜止時(shí)間，可節(jié)省設(shè)備空間。另外，粉末噴涂的烘烤時(shí)間也較液體涂裝時(shí)間短，因此可大大降低燃料能源的消耗，縮短涂裝作業(yè)線(xiàn)，提高產(chǎn)量及生產(chǎn)效率。
優(yōu)異的涂膜性能
只要將粉末涂料直接噴涂于經(jīng)過(guò)預(yù)前處理的MDF板材的表面上，經(jīng)過(guò)烘烤，即可得到性能優(yōu)異的涂膜表面。一般粉末涂料具有涂膜持久的性能，其中包括耐磨擦性、抗沖擊性、密著性、韌性、耐蝕性及耐化學(xué)藥品性能等。而戶(hù)外使用的粉末涂料，除了上述的優(yōu)點(diǎn)外，還包括高耐候性及耐污染性。粉末涂料一次噴涂即可得到高厚涂膜，膜厚可在50-300μm之間，且沒(méi)有溶劑涂料厚涂時(shí)的滴垂或積滯現(xiàn)象發(fā)生。
工藝流程
用靜電 粉末噴涂設(shè)備（靜電噴塑機(jī)）把粉末涂料噴涂到工件的表面，在靜電作用下，粉末會(huì)均勻的吸附于工件表面，形成粉狀的涂層；粉狀涂層經(jīng)過(guò)高溫烘烤流平固化，變成效果各異（粉末涂料的不同種類(lèi)效果）的最終涂層。
詳細(xì)步驟
1、前處理
目的：除掉工件表面的油污、灰塵、銹跡，并在工件表面生成一層抗腐蝕且能夠增加噴涂涂層附著力的“磷化層”或“鉻化層”。主要工藝步驟：除油、除銹、磷化（鉻化）、鈍化。工件經(jīng)前處理后不但表面沒(méi)有油、銹、塵，而且原來(lái)銀白色有光澤的表面上生成一層均勻而粗糙的不容易生銹的灰色磷化膜（鉻化膜），既能防銹又能增加噴塑層的附著力。
常見(jiàn)前處理有浸泡式、噴淋式、瀑布式三種，浸泡式需要多個(gè)浸泡槽；噴淋則需要在噴涂流水線(xiàn)上設(shè)置一段噴淋線(xiàn)；瀑布式為溶液直接從高處順著工件流下。
2、靜電噴涂
3、固化
目的：將噴涂后的粉末固化到工件表面上。
工藝步驟：將噴涂后的工件至于200℃左右的高溫爐內(nèi)20分鐘（固化的溫度與時(shí)間根據(jù)所選粉末質(zhì)量而定，特殊低溫粉末固化溫度為160℃左右，更加節(jié)省能源），使粉末濃融、流平、固化。
常見(jiàn)問(wèn)題
1 、涂層雜質(zhì)
常見(jiàn)雜質(zhì)主要來(lái)源于噴粉環(huán)境中的顆粒，以及其他各種因素引起的雜質(zhì)，現(xiàn)概括如下。
1）固化爐內(nèi)雜質(zhì)。解決方法是用濕布和吸塵器徹底清潔固化爐的內(nèi)壁，重點(diǎn)是懸掛鏈和風(fēng)管縫隙處。如果是黑色大顆粒雜質(zhì)就需要檢查送風(fēng)管濾網(wǎng)是否有破損處，有則及時(shí)更換。
2）噴粉室內(nèi)雜質(zhì)。主要是灰塵、衣物纖維、設(shè)備磨粒和噴粉系統(tǒng)積垢。解決方法是每天開(kāi)工前使用壓縮空氣吹掃噴粉系統(tǒng)，用濕布和吸塵器徹底清潔噴粉設(shè)備和噴粉室。
4）粉末雜質(zhì)。主要是粉末添加劑過(guò)多、顏料分散不均、粉末受擠壓造成的粉點(diǎn)等。解決方法是提高粉末質(zhì)量，改進(jìn)粉末儲(chǔ)運(yùn)方式。
2 、涂層縮孔
3）壓縮空氣含水量過(guò)大而引起的縮孔。解決方法是及時(shí)排放壓縮空氣冷凝水。
4）粉末受潮而引起的縮孔。解決方法是改善粉末儲(chǔ)運(yùn)條件，增加除濕機(jī)以保證回收粉末及時(shí)使用。
5）懸掛鏈上油污被空調(diào)風(fēng)吹落到工件上而引起的縮孔。解決方法是改變空調(diào)送風(fēng)口位置和方向。
6）混粉而引起的縮孔。解決方法是換粉時(shí)徹底清理噴粉系統(tǒng)。
3 、涂層色差
1）粉末顏料分布不均勻引起的色差。解決的方法是提高粉末質(zhì)量，保證粉末的L、a、b相差不大而且正負(fù)統(tǒng)一。
2）固化溫度不同引起的色差。解決方法是控制好設(shè)定溫度和輸送鏈速度，以保持工件固化溫度和時(shí)間的一致性和穩(wěn)定性。
3）涂層厚薄不均勻引起的色差。解決方法是調(diào)整好噴粉工藝參數(shù)和保證噴粉設(shè)備運(yùn)行良好以確保涂層厚度均勻一致。
4 、涂層附著力差
1）前處理水洗不徹底造成工件上殘留脫脂劑、鉻化渣或者水洗槽被堿液污染而引起的附著力差。解決方法是加強(qiáng)水洗，調(diào)整好脫脂工藝參數(shù)以及防止脫脂液進(jìn)入磷化后的水洗槽。
2）磷化膜發(fā)黃、發(fā)花或者局部無(wú)磷化膜而引起的附著力差。解決方法是調(diào)整好磷化槽液濃度和比例，提高磷化溫度。
3）工件邊角水分烘干不凈而引起的附著力差。解決方法是提高烘干溫度。
4）固化溫度不夠而引起的涂層大面積附著力差。解決方法是提高固化溫度。
5）深井水含油量、含鹽量過(guò)大而引起的附著力差。解決方法是增加進(jìn)水過(guò)濾器，使用純水做為最后2道清洗水。總之，粉末靜電噴涂技術(shù)及其應(yīng)用方法還有很多，在實(shí)踐中需要靈活運(yùn)用。
5 、粉末涂層桔皮
1）粉末涂料桔皮外觀的判斷方法：
（1）目測(cè)法
在此測(cè)試中，樣板置于雙管熒光燈下。通過(guò)適當(dāng)放置樣板可獲得樣板的反射光源。定性分析反射光的清晰度就可以從視覺(jué)上評(píng)估流動(dòng)和流平性質(zhì)。在流動(dòng)性差（桔皮）情況下，兩個(gè)熒光燈管看起來(lái)模糊，不清晰，而高流動(dòng)性產(chǎn)品則可獲得清晰的反射。
（2）“外形測(cè)量法”
在此方法中，通過(guò)高靈敏探針的偏移來(lái)記錄表面形狀。由此可快速區(qū)別由縮孔、針孔或臟污物引起的粗糙、桔皮以及流動(dòng)不佳引起。
2）避免桔皮的發(fā)生
在新設(shè)備制造涂裝中，涂層外觀變得越來(lái)越重要。因此，涂料工業(yè)的主要目標(biāo)之一是根據(jù)用戶(hù)的最終要求使涂料性能達(dá)到最佳，這其中也包括表面外觀滿(mǎn)意。表面狀況通過(guò)顏色、光澤、霧影度和表面結(jié)構(gòu)等因素影響視覺(jué)效果。光澤和映象清晰度常用于控制涂層的外觀。然而即使用對(duì)光澤度很高的涂膜，其表面的波動(dòng)度也影響著整個(gè)涂膜的外觀，同時(shí)認(rèn)為光澤測(cè)量也控制不了波動(dòng)的視覺(jué)效果，這種效應(yīng)也被稱(chēng)為“桔皮”。桔皮或微波動(dòng)是尺寸大小在0.1mm～10mm之間的波紋狀結(jié)構(gòu)。在高光澤的涂層表面，人們可看到波狀、明暗相間的區(qū)域。
要指出的是有時(shí)為了遮蓋底材的表面缺陷或者獲得特殊的涂層表面外觀，而有目的的設(shè)計(jì)一定的波動(dòng)度或波紋結(jié)構(gòu)。
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