粉末成分及喷涂原理

1、一、粉末成分两大类：热塑性粉末涂料(PE)和热固性粉末涂料。涂料由特制树脂、颜填料、固化剂及其它助剂二、粉末静电喷涂工艺及控制粉末静电喷涂工艺及控制的主要内容是：正确使用喷涂设备和进行喷涂操作，以使工件上吸附层均匀覆盖、光滑平整，达到所需要的厚度，各项理化指标合格，保证工艺过程安全卫生。1、喷粉工艺基本参数(1)枪距150350mm(2)高压静电源6090KV(3)供粉气压4.5Mpa(4)车间环境湿度60-75%2、粉泵工作原理：当空气从喷嘴流入空腔时，就在空腔内产生了真空(见下图)。空腔内的真空将粉末通过吸粉管抽吸到空腔里边，在此产生了气粉混合物。喷嘴出口的前冲速度将粉末送入粉管和喷枪。空

2、气和粉末混合在一起，经粉管被送到喷枪喷出。出粉量与下列因素有关：传输空气压力，辅助空气压力，粉末质量，粉管长度，粉管管径大小，粉管弯折状况，喷枪与粉管之间的高度差以及喷嘴的不同形式。气动材料技术的经验告诉我们，用气管传输粉末，单位时间内需要一定的空气做传输媒介。直径为11毫米的气管所需的空气量为4立方米/小时。如果要降低出粉量的话，空腔内的真空度应当降低，从而要减小传输空气气量。而减小了传输空气的气量以后，则粉管内的气量降低，无法达到最佳数值4立方米/小时。进而会造成粉末传输不稳定，出现“吐粉”现象。为避免这个现象的发生，粉管内要加入辅助空气，直到粉管内的气量达到4-5立方米/小时。由于悬浮流

3、量计(4-图4)测量的是传输空气和辅助空气的总和，因此流量计内的测量球应当“悬浮”在绿格范围内。传输空气压力表的刻度为1/10巴，分别对应不同的出粉量。见下页”为PI3粉泵设置压力数值”。传输空气和辅助空气的流量表刻度为立方米/小时。ConveyngairNozzleSupplementaryairauctiontube*J.*/JJ.*.*.*/-*./.*/-A；Fluidizingpowder3、静电喷粉工作原理粉末涂料微粒经过与高压电源连接的静电喷枪的电晕放电电极（放电针）附近，就带上了负电荷，因而产生了静电力和偶极力。然后在输送气压力的推动下，涂料微粒飞离喷枪后沿着电力线方向飞向带正

4、电性的（接地的）工件，并按工件表面电力线的分布密度排列，从而涂料就牢牢地涂敷（吸附）在工件表面。一般只需几秒种就得到50100pm的涂层厚度。涂敷后的工件送到烘箱内烘烤，粉末经过受热熔融、流平、交联，固化成膜。1、电晕放电带电导体达到静电平衡时，导体内部几乎没有电荷，电荷都聚集在导体表面。但是导体表面电荷分布密度并不相同。电荷的分布密度与导体表面的曲率有关。在外电场影响下，表面曲率愈大的地方，其电荷分布密度就愈大，所以在导体曲率大的地方其单位面积上发出的电力线数目也愈多，即电场强度也愈大。由此可见，在带电体尖端及尖端附近有特别强的电场，容易发生放电现象。在强电场影响下，空气中残留的离子会发生激

5、烈运动，与尖端电荷同性的离子会迅速离去，而与尖端电荷异性的离子相互吸引冲击，并电性中和；同时急速运动的离子与中性粒子冲击碰撞时，可使粒子中的原子呈激发态。在异性离子相互冲击和原子呈激发态的同时会发生电光，这种尖端放电现象称为电晕放电现象。2、反电离理论和自持厚度效应由于静电力和偶极力的作用，使带负电的粉末团粒吸咐在工件上。因为粉末是绝缘体（10141015Q）,负电荷与正电荷（工件）互相中和的仅是一小部分，而大部分负电荷储存在粉末沉积之中。在喷涂开始的一至几秒钟内，涂层中的负电荷愈积愈多，电场强度愈来愈大，直至升高到空气被击穿的强度，即产生了反电离现象反电离现象使涂复沉积层破坏，加热固化后将出

6、现凹凸不平的涂膜，产生桔皮和针孔等弊病。这是喷粉工艺的不足之处。但是可以通过严格的工艺参数以减少此种弊病。在喷粉过程中当反电离现象一开始，粉末沉积效率开始下降，随着反电离现象的加剧，沉积速度愈来愈慢，最后不再上粉，即产生了自持厚度效应。自持厚度效应是本工艺的特点，它能使整个工件表面上粉趋向均匀，而且保持一定的厚度范围。4、成膜过程：粉末涂料一般以粉末状态存在，必须熔融后才能附着在被涂物上面，流平后固化成膜,一般需要经过三个过程：(1)从单独的粉末颗粒,聚集成为一层连续的、不平整的膜,此过程称为聚集过程；(2)从连续不平整的表面流淌形成较为光滑与平整的表面,即流平过程；(3)熔融的涂液通过交联反

7、应,粘度不断提高,最后固化为坚硬的涂膜；三、缺陷的形成及解决办法1、桔皮的形成(1)正规的喷涂和烘烤。一次涂层太厚或烘烤升温过快都会导致桔皮明显，一次涂层应在(5070)叱m为宜。另外，控制熔融流平的时间应长些,这样有利于粉末涂层的流平;(2)增加粉末涂料的粘度。据上述对桔皮的形成原因，增加粉末涂料熔融时的粘度，可以增大熔融时的流动阻力，减少桔皮；(3)恰当地选用流平剂。一般粉末涂料选用的流平剂应具备两种效应。即润湿效应和流平效应，润湿效应是在粉末处于100C左右时，增加对体系的流平结合，此时表面张力尽量小一点；当大于150C时流平应该才是主要的，粉末的表面张力应大一点，以增加流平性。所以通常

8、流平剂一般含两种以上的材料。2、缩孔缩孔是指在粉末涂料成膜时，表面由于低表面张力的点引起的特殊缺陷。若用电子显微镜观察，缩孔大多数是由未被充分润湿的小颗粒与周围不相容的树脂所形成的圆涡，即在一个较大的下陷圆涡中有一个突出的小点。如图3所示，涂膜从低表面张力点流到高表面张力点形成缩孔，一般低表面张力点可能是加工过程中的灰尘、油滴等，也可能是未被充分润湿的粉料。1、为了减少缩孔的影响，可以采取如下措施：(1)保持整个加工环境的清洁。为避免由于外部环境而产生缩孔，要特别注意整个工作环境的清洁；(2)恰当选取一些润湿剂可以有效润湿，并且对可能引起缩孔的颗粒进行很好的分散；(3)增加粉末涂料的粘度。2、

9、控制“缩孔”产生的施措(1)稳定电源电流，防止电流突变。在静电发生器前面加稳压器。在开始喷涂前10min打开静电高压发生器，对机内元件参数工作状态提前预稳定。(2)控制环境湿度。缩孔易产生于北方干燥的冬春季节，因此要控制好环境湿度。较佳的环境湿度应是50%65%,环境湿度不宜太小，否则，应在喷房周围洒水增湿。(3)尽量降低电压/电流涂装。在满足涂装质量要求的前提下控制在工艺下限。为了减少电流突变，喷涂件要求连续悬挂，尽量使喷涂面积接近。(4)加强接地。必须使高压回零接地；轨道同高压回零接地，将此两回零线同对外大地公共接线连接在一起，接地电阻不大于5Q0其他设备亦应同大地相接，以利消散电荷。3、

10、针孔针孔是指粉末涂料从熔融到固化的时间里，粉末涂料中的气体从底层穿过高粘度的、已接近封闭的弹性树脂层到达涂层表面，未能逸出而形成的缺陷。一般来说，粉末涂料中的气体是由原料中的低分子物质、被涂工件表面吸附的挥发物在粉末喷涂过程中所引起的，或者说是在粉末涂料固化过程中产生的。这些气泡在熔融状态的涂膜中，形成一定数量的气泡群，如前所述，气泡的形成需要大量的表面积，这些表面积的产生则与涂膜的表面张力相反抗，当其表面张力较低时，形成一定量的稳定气泡，所需的能量也比较低。气泡在正常情况下，由于小气泡的压力比大气泡中的压力高，小气泡中的气体通过相邻界膜向大气泡中进行扩散，所以小气泡会不断变小，大气泡会不断变

11、大，最终使得气泡膜越来越薄，最终破灭。为了减少针孔，可采取如下措施。(1)严格控制表面处理质量和喷涂工艺。表面处理好的工件，要求不能含有污点、斑点等小分子物质依附其上。如果是像铸铁等大工件，建议先预热一下，另外空压机要经常放水，静电喷涂时要控制一定的涂膜厚度，建议不要超过100叱m;(2)恰当选用消泡剂。一般粉末涂料用的消泡剂是苯偶姻(又称安息香)，也有一些用于特殊场合的透气剂。一般消泡机理可简述如下：首先是消泡剂和气泡的接触，然后是消泡剂在气泡界面上的展布，再次是消泡剂进入气泡或置换气泡膜,最后是气泡破灭4、粉末上粉率低：(1)电压低或无高压是主要原因之一。(2)工件接地不良，挂钩或低层电阻

12、大；如喷第二遍粉时或腻予不导电，都会使低层电阻大。用普通喷枪喷第二遍粉时必须把工件预热到104c左右，进行热喷，利用热溶吸附的原理。(3)粉末荷电量过大或小也影响上粉率。(4)气压过大：会抵消静电引力。使付在工件上的粉末被吹掉，降低上粉率。5、施工时打火(1)枪与工件距离太近和粉末在静电场内浓度大，超过了极限浓度。(2)内电阻小，导致电流过大。(3)电压太高：实验证明：场强在1kv/cm时，吸附效率已接近饱和。此后场强再增加三倍，涂覆效率只增加百分之三到五。所以电压太高不可取，反而容易引起打火。一般控制在60kv已够用了。6、涂层有橘皮：产生橘皮的主要原因来自粉末涂料自身的流平性差、施工也有影

13、响。(1)粉末涂料的流平性主要靠加入的流平剂起作用，流平剂一般因具有两种效应，即润湿效益和流平效益：润湿效益应是在粉末处于100摄氏度左右时增加对机材的流平结合，此时表面张力尽量小些。而大于150摄氏度时流平效应其主要作用，粉末的表面张力应尽量大一些，以增加溜平性。流平剂一般含两种以上材料就是这个原因。(2)施工不良也会引起橘皮现象：一次涂层太厚或烘烤升温过快都会导致橘皮明显。一遍涂层厚度以60u左右为直。另外控制在安全熔融流平段时间长些，均有利于粉末涂层流平。7、静电屏蔽效应：复杂结构的工件喷粉时，在死角由于静电屏蔽(亦称法拉第)效应致使涂膜很薄，甚至遮不住底。这种效应对普通静电喷枪是不可克

14、服的。用摩擦喷能较好的改善。国外有的静电喷枪已经基本上克服了这个效应，获得了较均匀的涂膜。例如变色龙喷枪，据说能喷3mm深的沟槽，获得较均匀的涂层。对普通静电喷枪有人主张用加大气压的方法克服静电屏遮效应。我的实践证明，恰恰相反，气应小些，因为死角处的粉末本来吸附不牢，加大气压反而是吸附上去的粉层有被吹掉，达不到增加涂层厚度的目的。我分析变色龙之所以能克服静电屏蔽效应，除了有辅助阳极外，可能与枪体内有一路气流是通过螺旋体导流，在不加大气压情况下增大了粉末的前冲力，有效的解决了上述气压大小的矛盾，收到了良好的效果。四、粉房清理与维护一.粉桶1 .把粉桶里的粉倒入干净的塑料袋里。2 .把粉桶与流化风

15、部分分开。3 .然后把粉桶、桶盖及其附着物如导粉管、粉位探测器、流化床在粉房内用压缩空气吹干净。4 .清理干净后，把桶盖及其附着物和流化床与桶体连接好。注意事项：1 .粉桶的清理可以根据生产时间的长短来进行，一般每周六白班进行一次（异常情况除外）。清理记录在环境卫生清理记录上2. 清理过程要轻拿轻放，防止粉桶变形，以免漏粉漏风影响流化效果。二.粉泵1 .把白色的套管（文丘里套管）卸下来。2 .然后用压缩空气吹净套管及泵体内外的浮粉。3 .套管内吹不净的粉用酒精泡软后再用毛刷刷或用抹布擦。4 .也可以用光滑的小木棒或者橡胶棒剔除粉垢。5 .清理干净后，插回粉桶盖上。注意事项：3. 不能用粗糙的小

16、木棒或者金属材料如铁丝来剔除粉垢，防止划伤套管内表面。4. 检查粉泵的磨损情况，严重的及时进行更换。5. .粉泵的好坏对喷粉参数的影响很大，所以对粉泵的检查与确认要及时认真。三.粉管1 .把粉管两端从粉枪、粉泵上拔出来。2 .然后用压缩空气吹净粉管内的浮粉。3 .把海绵撕成约粉管口径大小的4/3的小块。4 .把一小块海绵塞进粉管里。5 .用风枪顶住海绵，然后用压缩空气吹，直到海绵从粉管另一端打出。6 .每一根粉管再重复2、3、4、5步各2-3次。7 .清理干净后，把粉管与粉泵依次对应连接好。注意事项：1. .打海绵之前必须把粉管两端口露出来，防止海绵堵在枪体入口或者内部。2. 海绵必须打出，防止海绵堵死粉管，影响喷粉。3. 清理完粉管后，必须将打出的海绵及时清理出来，以免海绵进入回收系统四.粉房1 .用压缩空气将粉房顶部，四壁，枪架上的粉清理干净。2 .将底部的粉清理出来后，在用压缩空气将剩余比较难以清理的粉吹入回收里。3 .用干净的潮湿抹布将粉房顶部，四壁，枪架上的浮粉榛干净。注意事项：1 .清理过程中不能将压缩空气的风管对准出口和粉房门。2 .底部有大量的粉时，必须清理出来，不能直接将粉吹入回收系统。3 .抹布必须是不掉毛的。五.粉枪1