第五章 粉末涂料的涂装.doc

第五章 粉末涂料的涂装 学习本章你将了解到以下几点：1、把涂料变成涂层的操作过程，成为涂料的涂装2、前处理的目地和方法3、粉末涂料有哪几种涂装方法4、粉末涂料的静电喷涂（静电枪和摩擦枪）第一节 前处理涂料最终是要在被涂物表面形成一层涂膜。所以涂层与被涂底材之间要建立一种完美亲密的联系，这个过程就是前处理。前处理的目的：清除被涂物表面影响涂层粘结的各种附着物，如油污、锈蚀物等，并在需要时，进行适当的化学处理，以提高涂层的附着力和耐腐蚀性能。一、 前处理两部分1、 被涂物表面的清理 目的：除去污垢2、 被涂物表面的处理 目的：改变被涂物表面的性能物理处理，调整基材的粗糙度（比如用砂纸打磨、喷砂处理）化学处理，改变被涂物表面（产生磷化膜）二、 钢铁材料的表面处理1、 除油（脱脂）钢铁件表面为了防止生锈，都会涂上一层油脂，隔绝空气，防止生锈。但是在涂装时，这层油脂层必须除去，否则会影响涂层的附着力和表面缩孔。除油有三种方法：a. 溶剂除油法：依靠有机溶剂对油污的溶解作用达到除去油污的目的。b. 碱液除油法：碱液会于油脂发生皂化反应，将不溶于水的油脂转化为溶于水的皂盐，分散於水中，从而去除掉。所用到的碱液有：NaOH、碳酸盐（苏打）、原硅酸钠、偏硅酸钠、水玻璃等，它们的碱性依次减弱。c. 表面活性剂除油：类似我们用洗衣粉洗衣的原理一样，表面活性剂与油污发生如下步骤：吸附、润湿与渗透、污垢的脱落、污垢的分散与稳定除油的工艺及方法：预脱脂、脱脂、一次水洗、二次水洗、干燥除油效果的检查：在生产实际中，最简便的方法是水浸渍法，即观察脱脂并水洗后的零件表面水膜情况，充分脱脂的表面，其水膜应完整连续，无水珠悬挂。2、 除锈（酸洗）铁锈的促进腐蚀作用：腐蚀发生有两个条件，一是氧气，二是水分。一旦铁件表面生成了铁锈，那么铁锈会吸收水汽，容纳空气，腐蚀会继续进行下去。除锈分为机械除锈法和化学除锈法机械除锈法：如喷砂、手工打磨化学除锈法（酸洗）：酸将铁锈（氧化铁）变成能溶于水的酸盐，从而去除掉。所选酸液有：硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、柠檬酸，酸性依次减弱，根据实际需要有时还需加入缓蚀剂，减缓酸液过量后对底材的腐蚀。3、 表面调节（活化）PH值调节，用清水清洗，中和多于的酸，为下一步磷化做准备。有时会涂上磷酸钛胶体溶液，在磷化时就是磷酸盐结晶的晶核。4、 磷化处理指金属表面通过化学反应生成一层非金属的、不导电的、多孔的磷酸盐薄膜，通称磷化膜。作用：a、多孔性 显著提高涂层的附着力 b、不良导体 抑制金属表面微电池形成，有效阻碍涂层的腐蚀5、钝化 对磷化膜采用含铬的酸性水溶液做补充处理，目的是填充磷化膜的孔隙。三、 实际应用中的前处理前处理是为涂装做准备，实际当中，有时酸洗、磷化两步是同时进行的，这种多效的前处理液有着特殊的配方。前处理完成后，干燥被涂物表面随即进入涂装步骤。前处理不处理好，最终问题会反映到涂膜上来，造成涂膜缺陷。而前处理的结果好坏是肉眼不能看到的，所以有时客户说粉末涂料有问题，实际情况可能是前处理出了问题。前处理是涂装的第一步，是涂膜的根基。第二节 粉末涂料涂装方法简介粉末涂装的方法有很多，主要有火焰喷涂、流化喷涂、静电喷涂、热熔敷。静电喷涂是最常用的方法。一、 火焰喷涂：1、原理：使粉末涂料通过喷枪发射的火焰变成熔融或半熔融状态，并随火焰的气流喷射至工件表面而形成涂层。2、优缺点： 优点：设备投资不大，对罐槽内部和大型工件的喷涂方便，现场即可施工 缺点：效率不高，操作难以掌握，粉末损失比较大，粉体利用率70%二、流化喷涂（流化床）1、原理：将粉末涂料放在一个内部装有只能通过空气而不能通过粉末的多孔隔板容器的上部，见图，当压缩空气由容器下部进入就能将粉末吹起并使之悬浮于容器中。此时若将已经预热的工件浸入其中，粉末就会因熔融而粘附在工件上而成为涂层。2、工件预热： 工件预热温度和时间，取决于粉末涂料的品种和工件的热容量。一般工件的预热温度控制在粉末熔融温度以上50摄氏度左右，为使工件的温度均匀一致，对热容量大、壁厚工件采用缓慢加热，且预热时间较长，而对热容量较小，壁薄的工件，应采用快速加热，预热时间较短。对批量大的工件，可采用高频电子加热。3、 涂敷涂敷是流化床涂装工艺的关键，操作要点如下;a 工件浸入方向 流化床涂装时，工件下段易积粉，造成工件上薄下厚。因此工件进入方向上应考虑工件的结构、大小和外形特征，选择最佳的浸入方向，以防工件下端积粉。b 涂敷操作 为获得均匀的涂层厚度，工件应上下左右均匀的转动c 涂敷时间 每次涂敷时间以2-3秒为宜，为提高涂层厚度和均匀度，可采用多次涂敷，一般为2-3次。4、流化床喷涂特点 流化床喷涂的优点是能涂敷形状复杂的工件、涂层质量高、一次涂敷就可以得到较厚的涂层，粉末涂料损失少，工件环境清洁等。缺点是加工大型工件困难。三、粉末涂料静电喷涂静电喷涂是粉末涂装最普及的涂装方法。1、 原理：利用高压静电发生器或是摩擦带电方式，使喷枪中喷射出的粉末涂料带上静电荷，受电场力的作用，沉积在工件表面，经过热熔融和固化后，得到均匀的涂层。2、 特点：易于实现自动化涂装，粉末利用率高，粉体粒度要求较高，高压静电喷涂存在法拉第效应。四、 热涂敷（热喷）1、 原理：在已经预热好的工件上用喷枪喷涂粉末涂料，借工件的的热量使粉末涂料熔融，冷却后使工件蒙上涂层，必要时还需经过后烘处理。2、 工艺：关键是预热温度。过高会是金属表面严重氧化，涂层粘附性能下降，加速涂层的降解和老化变色。预热温度过低，涂料的流动性能变差，不易得到均匀的涂层。第三节 静电喷涂静电喷涂是粉末涂装的主要方式，根据给粉末带电方式的不同，又分为高压静电喷涂和摩擦静电喷涂。一、 高压静电喷涂1、 原理：粉末从供粉器抽到供粉管道，最后到达喷枪。枪体上充电的电极和高压发生器相连，产生强大的空间电场。该电场的强度超过了空气被电离所需的强度，产生自由离子，粉末在空气的推动下通过此区域，将会带上空气负离子，从而带上负电荷。而接地工件的电位为零。这样枪尖和工件之间产生静电场，带点粉末粒子在电场和气流的作用下被输送到工件上，并且吸附在工件表面。2、喷涂时粉末颗粒的受力 在飞行中的带电粉末颗粒受到4种力的作用：气流向前的推动力；电场力；重力；空气阻力。二、摩擦静电喷涂1、原理：粉末涂料中的树脂为弱电阴性材料，聚四氟乙烯为强电阴性材料，当两种材料强烈摩擦时，聚四氟乙烯会带上负电荷，相反，电荷的总量是守恒的，所以粉末涂料颗粒就带上正电荷。 第四节 涂层的固化及设备一、 固化涂敷在被涂物上