粉末涂料的靜電涂裝技術(shù)

陸剛

(廣東省江門化工材料公司，廣東江門529100)

粉末噴涂是用噴粉設(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，粉末會均勻地吸附于工件表面，形成粉狀的涂層。粉狀涂層經(jīng)過高溫烘烤流平固化，變成效果各異(粉末涂料的不同種類效果)的最終涂層。粉末噴涂的噴涂效果在機(jī)械強(qiáng)度、附著力、耐腐蝕、耐老化等方面優(yōu)于噴漆工藝，成本也在同效果的噴漆之下。

1 粉末涂料的靜電涂裝及其前景

靜電粉末噴涂就是將粉末涂料，通過靜電作用涂敷在被涂物體上，并通過一定時間溫度的烘烤形成涂層的過程。在此工藝中所涉及的因素有被涂物件、粉末涂料、噴槍、烘烤設(shè)備等。粉末靜電涂裝是運(yùn)用高壓電場感應(yīng)效應(yīng)，使粉末涂料和被涂物件受感應(yīng)而分別帶上彼此相反的電荷，從而把粉末涂料吸到被涂物件上去的一種涂裝方法，移動式靜電粉末噴涂設(shè)備是當(dāng)粉末涂料通過高壓靜電噴槍時，粉末涂料帶靜電，并被吸引到帶相反電荷的被涂物上面，然后把被涂物放在烘烤爐烘烤流平成膜。粉末涂料靜電涂裝是由靜電發(fā)生裝置產(chǎn)生的高電壓、低電流使位于噴槍前部的電極針在空氣中放電，當(dāng)粉末經(jīng)槍頭噴嘴噴出的時候，粉末顆粒就帶上了電荷，通過靜電吸附和氣流輸送的雙重作用而到達(dá)已經(jīng)接地的工件表面。噴槍能夠產(chǎn)生足夠的電壓以保證最大程度的涂覆效果，最大電壓可達(dá)100kV，當(dāng)噴涂內(nèi)角或深腔部位的時候，噴槍可以有效地克服法拉第籠效應(yīng)，保證工件各個被要求噴涂的表面都能達(dá)到良好的覆蓋和均勻的膜厚。噴槍的結(jié)構(gòu)設(shè)計須滿足粉末的充電要求，功能設(shè)計須滿足各種形式的噴涂作業(yè)和各種形狀的工件的噴涂要求。粉末涂裝是表面涂裝技術(shù)上的一項(xiàng)新工藝，是以粉末形態(tài)進(jìn)行涂裝并形成涂膜的涂裝工藝。在多種場合下可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油漆工藝。目前，在國內(nèi)外已得到廣泛的應(yīng)用。

熱固性粉末涂料長期以來，一直受到固化溫度(常規(guī)固化溫度為180℃，20min)的影響，使工藝應(yīng)用范圍受到限制。近年以來，越來越多的低溫固化粉末涂料已面世。據(jù)有關(guān)報道已可制備120℃×20min固化的粉末，當(dāng)然低溫固化粉末尚存在貯存穩(wěn)定性差等問題，一定程度上制約了應(yīng)用范圍。相信在不久會有改善。電暈式充電噴槍經(jīng)歷了電壓充電、電流充電、總能量控制充電(T.E.C)等幾個階段。前兩種充電方式使噴涂的工件限于金屬類零件，而采用“TEC總能量控制充電”技術(shù)則突破了上述局限。其技術(shù)主要在于當(dāng)噴槍和工件的距離變化時，能同時自動調(diào)整電流和電壓以保持總充電能量，有效地控制粉末的帶電量，確保上粉效率。對于超低溫固化型粉末，通過運(yùn)用特種烘道加以固化并且消除MDF在連續(xù)高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的揮發(fā)成分。即在烘道內(nèi)部將揮發(fā)物消耗掉，同時保證固化溫度穩(wěn)定在工藝溫度。這有別于紫外線(UV)固化，紫外線固化是先使用紅外線燈使粉末熔融流平(100℃以下)，然后用紫外線燈幅照數(shù)秒固化成膜。

目前，全國各地汽車及輕工業(yè)比較發(fā)達(dá)，尤其是沿海各省市，金屬加工業(yè)更加發(fā)達(dá)，金屬表面處理的工藝更加多樣化，比如:噴漆、噴塑、電泳、浸塑、電鍍等等。其中噴塑工藝被廣泛運(yùn)用，比如:汽車部件、彩鋼板、冰箱外殼、空調(diào)外殼、配電柜等各類金屬外殼表面的處理。其有效地防止了金屬表面易氧化、易生銹的弊端。由于噴塑工藝在我國發(fā)展較慢，所以噴塑設(shè)備的生產(chǎn)與制造，具有良好的前景和發(fā)展空間。

2 粉末涂料靜電涂裝的特點(diǎn)及技術(shù)要求

2.1 粉末涂料靜電涂裝的特點(diǎn)

粉末涂料靜電涂裝的涂膜厚薄均勻且容易控制;涂料的適應(yīng)性強(qiáng)，大多數(shù)粉末涂料都可以采用靜電粉末噴涂法進(jìn)行涂裝;對被涂物的適應(yīng)性強(qiáng)，可以噴大小工件，也適于涂裝不同形狀的工件;施工操作簡單，涂裝工件廢品率低;不含任何溶劑，在使用中不存在溶劑帶來的安全和衛(wèi)生問題;可以同溶劑型涂料或電泳沉積涂料進(jìn)行混合型涂裝。粉末涂料靜電涂裝的涂料由特制樹脂、顏填料、固化劑及其它助劑，以一定的比例混合，再通過熱擠塑和粉碎過篩等工藝制備而成。它們在常溫下，貯存穩(wěn)定，經(jīng)靜電噴涂、摩擦噴涂(熱固方法)或流化床浸涂(熱塑方法)，再加熱烘烤熔融固化，使形成平整光亮的永久性涂膜，達(dá)到裝飾和防腐蝕的目的。

粉末涂料靜電涂裝的特性如下:該產(chǎn)品不含毒性，不含溶劑和不含揮發(fā)有毒性的物質(zhì)，故無中毒、無火災(zāi)、無“三廢”的排放等公害的問題，完全符合國家環(huán)保法的要求。原材料利用率高，一些知名品牌的粉末供應(yīng)商生產(chǎn)的粉末，其過噴的粉末可回收利用，最高的利用率甚至能達(dá)99%以上。被涂物前處理后，一次性施工，無需底涂，即可得到足夠厚度的涂膜，易實(shí)現(xiàn)自動化操作，生產(chǎn)效率高，可降低成本。涂層致密、附著力、抗沖擊強(qiáng)度和韌性均好，邊角覆蓋率高，具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品腐蝕性能和電氣絕緣性能。粉末涂料存貯、運(yùn)輸安全和方便。

與傳統(tǒng)的油漆工藝相比，粉末涂裝的優(yōu)點(diǎn)是:由于是一次性成膜，可提高生產(chǎn)率30%～40%;降低能耗約30%;污染少，無有機(jī)溶劑揮發(fā)(不含油漆涂料中甲苯、二甲苯等有害氣體);涂料利用率高，可達(dá)95%以上，且粉末回收后可多次利用;涂膜性能好，一次性成膜厚度可達(dá)50～80μm，其附著力、耐蝕性等綜合指標(biāo)都比油漆工藝好;成品率高，在未固化前，可進(jìn)行二次重噴。粉末涂裝工藝種類較多，常見的有靜電噴粉和浸塑兩種。

粉末涂料是一種新型的不含溶劑的100%固體粉末狀涂料。具有不用溶劑、無污染、節(jié)省能源和資源、減輕勞動強(qiáng)度和涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。

2.2 靜電噴涂法對粉末涂料的技術(shù)要求

靜電噴涂法對粉末涂料的要求:從粉末涂料帶電、噴涂、附著和涂膜情況考慮，合適的細(xì)度范圍為10～80um之間，且分布范圍越窄越好。從粉末涂料的帶電和加熱時熔融流平情況考慮，接近球狀的粒子效果較好。粉末涂料的體積電阻要適當(dāng)，太低時粉末不易帶電，太高時粉末也不易吸附在工件上。粉末涂料的表面電阻要高，若低，則容易使工件棱角處的電荷泄漏，引起粉末涂料從工件上掉下來。這種電荷消失的速度是以一定表面電阻為界限而迅速增加的。

以噴粉量為170～200g/min，電壓為70kV，噴槍同被涂物的距離為20cm為宜。當(dāng)溫度在20～30℃，濕度在60%～80%時粉末涂料的涂著效率較好，而且涂膜較厚。

在粉末涂料中，涂膜厚度越厚，表面越趨于平整。影響粉末涂料涂膜平整性的主要因素是粒度大小及其分布、熔融黏度、顏料和固化劑的分散狀態(tài)等。對于熔融黏度高的樹脂，如果要獲得40μm涂膜厚度的平整涂膜，那么粉末粒度最大粒徑約為60μm。在靜電粉末涂裝中，由于噴出粉末的不均勻性使涂膜厚度的不均勻程度大約為溶劑涂裝的2倍，要正確掌握涂裝設(shè)備的有效噴束圖形、控制好噴涂的間接時間，防止噴涂的不均勻性。被涂物面積大于涂裝設(shè)備的噴束圖形時，采用往復(fù)式噴粉槍結(jié)構(gòu)是比較適宜的。當(dāng)并聯(lián)長沖程排列時，被涂物的中央部位涂膜較薄，而采用串聯(lián)短沖程排列，被涂物中央部位涂膜則較厚。

影響粉末涂料涂著效率的主要因素是涂裝設(shè)備對涂料的帶電方式、粉末的粒度分布，涂裝環(huán)境的溫度和濕度等。為此，合適的粉末涂料的范圍為10～80μm。相對于粒子的重量，靜電力隨著粒子直徑的減少而增加，粒子小為36～100μm，150～400目的粉體可完全附著冷態(tài)被涂物，粒子在噴射后，粉體可能從被涂物掉落。環(huán)氧樹脂的粒度20～100μm，平衡的粒子徑分布標(biāo)準(zhǔn)為10～80μm，最細(xì)的下限是10μm以下為10%以內(nèi)，60μm以下的粒子為60%以下，宜成20～50μm的尖銳粒度分布，因20μm以下的微粉末容易飛揚(yáng)，涂料損失也多。

產(chǎn)生的原因?yàn)榉勰┩苛现谢爝M(jìn)膠化，難溶性粒子和雜質(zhì)等造成。粉末涂料中的微細(xì)粒子容易堆積在涂裝設(shè)備后噴槍頭部或管道內(nèi)改變氣流方向的部位，當(dāng)堆積到某種程度時以凝集狀態(tài)噴出來附著在被涂物上面，烘烤時不會熔融而變成直徑為0.5～3mm程度的顆粒，附著在噴粉室內(nèi)壁和回收設(shè)備內(nèi)的膠化物:制造粉末涂料過程中由于顏料產(chǎn)生凝聚物:在熔融混合過程中有部分樹脂進(jìn)行固化反應(yīng)產(chǎn)生膠化粒子，這些粒子都會形成涂膜上的顆粒。靜電噴涂施工中，環(huán)境粉塵問題也應(yīng)該引起足夠的重視?；覊m來自空氣，操作人員的工作膠布袋回收設(shè)備上的纖維和烘烤設(shè)備上的剝落物等，這些灰塵在靜電噴粉過程中也會引起涂膜的污染和帶上顆粒。

3 靜電粉末噴涂的工作原理

靜電粉末噴槍，是將粉末涂料噴涂到被涂物上面去的主要工具，人們通過靜電粉末噴槍來完成噴涂過程。噴槍端部加30～100kV高電壓，由噴槍端部針狀電極的電暈放電，使粉末涂料顆粒帶上負(fù)電荷，這種噴槍叫做電暈放電式靜電粉末噴槍:它由高壓靜電發(fā)生器(由高頻變壓器和升壓回路組成)、電暈放電電極(由針電極和環(huán)狀電極組成)、噴束調(diào)節(jié)器、槍休、空氣和粉末涂料管道等部分組成。粉末涂料的顆粒，用氣流送入噴槍管內(nèi)，從噴槍管向前噴出，由于針電極的電暈放電，噴出的顆粒都帶上了電荷，顆粒離開噴槍管出口，即向被涂物飛去，完成了噴涂任務(wù)。

噴槍的噴涂，從低壓電源提供的電，經(jīng)過噴槍內(nèi)部多段升壓裝置轉(zhuǎn)變成高壓電，施加到噴槍端部的電暈放電電極或環(huán)狀電極時，電極放電使周圍的空氣離子化，同時噴槍端部和被涂物之間產(chǎn)生電場，被涂物通過接地誘導(dǎo)帶正電。當(dāng)被壓縮空氣輸送的粉末涂料到達(dá)噴槍口時，由于噴槍周圍存在電荷的影響，使粉末涂料帶負(fù)電荷。帶負(fù)電荷的粉末涂料在輸送空氣和電場力的作用下，飛到被涂物的上面，與被涂物上所誘導(dǎo)的正電荷相互吸引，附著到被涂物的上面。噴槍的使用范圍廣，采用不同帶電方式的噴槍，可以滿足各種不同形狀和大小的被涂物的涂裝;幾乎所有粉末涂料都有可以用電暈放電式靜電粉末噴槍涂裝，對各種粉末涂料品種和適應(yīng)性強(qiáng);涂裝效率比較高;涂膜厚度容易控制，在手工噴涂線和自動化流水線上都可以得到理想的厚度。

電暈放電式靜電粉末噴槍，由于空氣電離和粉末層的電離排斥，涂膜厚度控制不好時，涂膜外觀的平整性差一些;當(dāng)被涂物的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜時，涂膜各部位的均勻差;靜電噴涂設(shè)備的內(nèi)置式高壓模塊，主要由變壓器和倍壓整流電路組成，以及與它們連接的兩個輸入端子、一個輸出端子，變壓器和倍壓整流電路的各元件包裹式封裝在環(huán)氧樹脂層內(nèi)，兩個輸入端子和一個輸出端子的外端分別設(shè)置在環(huán)氧樹脂層外，具有極好的抗老化性，絕緣性好，密封性更強(qiáng)，能提高產(chǎn)品的安全性，外形更加小巧，更適合用內(nèi)置式靜電噴涂槍內(nèi)。

粉末涂料微粒(直徑為5～90μm)，經(jīng)過與高壓電源相連接的靜電噴槍，由于電暈放電使電極附近帶上了負(fù)電，涂料微粒在輸送空氣和靜電力的作用下帶有負(fù)電荷并飛離噴槍，又從聯(lián)接電力線的路線飛向帶正極(接地)的工件上，并按工件表面電力線分布密度排列，由于涂料徽位廚帶的電精與工件上感應(yīng)電荷之間的作用力，而使涂料牢牢地吸附在工件上。一般只需經(jīng)過幾秒鐘就可使涂層厚度達(dá)到50～150μm，涂層達(dá)到規(guī)定厚度后，可將涂物送入烘爐內(nèi)固化。即可獲得厚度均勻平整光滑的涂層。

固化:粉末固化的基本原理:環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基、聚酯樹脂中的羧基與固化劑中的胺基發(fā)生縮聚、加成反應(yīng)交聯(lián)成大分子網(wǎng)狀體，同時釋放出小分子氣體(副產(chǎn)物)。固化過程分為熔融、流平、膠化和固化4個階段。溫度升高到熔點(diǎn)后工件上的表層粉末開始融化，并逐漸與內(nèi)部粉末形成漩渦直至全部融化。粉末全部融化后開始緩慢流動，在工件表面形成薄而平整的一層，此階段稱流平。溫度繼續(xù)升高到達(dá)膠點(diǎn)后有幾分短暫的膠化狀態(tài)(溫度保持不變)，之后溫度繼續(xù)升高粉末發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化。粉末固化的基本工藝:采用的粉末固化工藝為180℃，烘15min，屬正常固化。其中的溫度和時間是指工件的實(shí)際溫度和維持不低于這一溫度的累積時間，而不是固化爐的設(shè)定溫度和工件在爐內(nèi)的行走時間。但兩者之間相互關(guān)聯(lián)，設(shè)備最初調(diào)試時需要使用爐溫跟蹤儀測量最大工件的上、中、下3點(diǎn)表面溫度及累積時間，并根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整固化爐設(shè)定溫度和輸送鏈速度(它決定工件在爐內(nèi)的行走時間)，直至符合固化工藝要求。這樣就可以得出兩者之間的對應(yīng)關(guān)系，因此在一段時間內(nèi)只需要控制速度即可保證固化工藝。

4 粉末靜電噴涂的基本原料及主要設(shè)備

粉末靜電涂裝的涂料有三大類:熱塑性粉末涂料、熱固性粉末涂料、建筑粉末涂料。

粉末靜電噴涂設(shè)備主要由帶電粉末噴槍、供粉裝置、供氣系統(tǒng)及回收裝置等部分組成。

粉末靜電涂裝作業(yè)中的噴槍或噴盤、噴杯、涂料微粒部分接負(fù)極，工件接正極并接地，在高壓電源的高電壓作用下，噴槍(或噴盤、噴杯)的端部與工件之間就形成一個靜電場。涂料微粒所受到的電場力與靜電場的電壓和涂料微粒的帶電量成正比，而與噴槍和工件間的距離成反比，當(dāng)電壓足夠高時，噴槍端部附近區(qū)域形成空氣電離區(qū)，空氣激烈地離子化和發(fā)熱，使噴槍端部銳邊或極針周圍形成一個暗紅色的暈圈，在黑暗中能明顯看見，這時空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的電暈放電。涂料中的成膜物即樹脂和顏料等大多數(shù)是由高分子有機(jī)化合物組成，多為導(dǎo)電的電介質(zhì)，溶劑形涂料除成膜物外還有有機(jī)溶劑、助溶劑、固化劑、靜電稀釋劑及其他各類添加劑等物質(zhì)。這類溶劑性物質(zhì)除了苯、二甲苯、溶劑汽油等，大多是極性物質(zhì)，電阻率較低，有一定的導(dǎo)電能力，它們能提高涂料的帶電性能。電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可分為極性分子和非極性分子二種。極性分子組成的電介質(zhì)在受外加電場作用時顯示出電性;非極性分子組成的電介質(zhì)在外好。涂料經(jīng)噴嘴霧化后噴出，被霧化的涂料微粒通過槍口的極針或噴盤、噴杯的邊緣時因接觸而帶電，當(dāng)經(jīng)過電暈放電所產(chǎn)生的氣體電離區(qū)時，將再一次增加其表面電荷密度。這些帶負(fù)電荷的涂料微粒在靜電場作用下，向正極性的工件表面運(yùn)動，并被沉積在工件表面上形成均勻的涂膜。

室內(nèi)型環(huán)氧聚酯粉末涂料，它的主要成分是環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、固化劑、顏料、填料、各種助劑(例如流平劑、防潮劑、邊角改性劑等)。粉末加熱固化后在工件表面形成所需涂層。輔助材料是壓縮空氣，要求清潔干燥、無油無水。粉末靜電噴涂的主要設(shè)備如下:

噴槍和靜電控制器。噴槍除了傳統(tǒng)的內(nèi)藏式電極針，外部還設(shè)置了環(huán)形電暈而使靜電場更加均勻，以保持粉末涂層的厚度均勻。靜電控制器產(chǎn)生需要的靜電高壓并維持其穩(wěn)定，波動范圍小。

供粉系統(tǒng):供粉系統(tǒng)由新粉桶、旋轉(zhuǎn)篩和供粉桶組成。粉末涂料先加入到新粉桶，壓縮空氣通過新粉桶底部的流化板上的微孔使粉末預(yù)流化，再經(jīng)過粉泵輸送到旋轉(zhuǎn)篩。旋轉(zhuǎn)篩分離出粒徑過大的粉末粒子(100μm以上)，剩余粉末下落到供粉桶。供粉桶將粉末流化到規(guī)定程度后通過粉泵和送粉管供給噴槍噴涂工件。

回收系統(tǒng):噴槍噴出的粉末除一部分吸附到工件表面上(一般為50%～70%)外，其余部分自然沉降。沉降過程中的粉末一部分被噴粉棚側(cè)壁的旋風(fēng)回收器收集，利用離心分離原理使粒徑較大的粉末粒子(12μm以上)分離出來并送回旋轉(zhuǎn)篩重新利用。12μm以下的粉末粒子被送到濾芯回收器內(nèi)，其中粉末被脈沖壓縮空氣振落到濾芯底部收集斗內(nèi)。

分離出粉末的潔凈空氣(含有的粉末粒徑小于1μm、濃度小于5g/m3)排放到噴粉室內(nèi)以維持噴粉室內(nèi)的微負(fù)壓。負(fù)壓過大容易吸入噴粉室外的灰塵和雜質(zhì)，負(fù)壓過小或正壓容易造成粉末外溢。沉降到噴粉棚底部的粉末收集后通過粉泵進(jìn)入旋轉(zhuǎn)篩重新利用。

噴粉室體:頂板和壁板采用透光聚丙烯塑料材質(zhì)，以最大限度減少粉末黏附量，防止靜電荷累積干擾靜電場。底板和基座采用不銹鋼材質(zhì)，既便于清潔又具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

輔助系統(tǒng):包括空調(diào)器、除濕機(jī)?？照{(diào)器的作用一是保持噴粉溫度在35℃以下以防止粉末結(jié)塊;二是通過空氣循環(huán)(風(fēng)速小于0.3m/s)保持噴粉室的微負(fù)壓。除濕機(jī)的作用是保持噴粉室相對濕度為45%～55%，濕度過大空氣容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層，過小導(dǎo)電性差不易電離。

粉末固化的主要設(shè)備主要包括供熱燃燒器、循環(huán)風(fēng)機(jī)及風(fēng)管、爐體3部分。熱燃燒器使用0～35#輕柴油。具有發(fā)熱效率高、省油的優(yōu)點(diǎn)。循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱交換，送風(fēng)管第一級開口在爐體底部，向上每隔600mm有一級開口，共三級。這樣可以保證1200mm工件范圍內(nèi)溫度波動小于5℃，防止工件上下色差過大?；仫L(fēng)管在爐體頂部，這樣可以保證爐體內(nèi)上下溫度盡可能均勻。爐體為橋式結(jié)構(gòu)，既有利于保存熱空氣，又可以防止生產(chǎn)結(jié)束后爐內(nèi)空氣體積減小吸人外界灰塵和雜質(zhì)。檢查固化后的工件，日常主要檢查外觀(是否平整光亮、有無顆粒、縮孔等缺陷)和厚度(控制在55～90μm)。如果首次調(diào)試或需要更換粉末時則要求使用相應(yīng)的檢測儀器檢測如下項(xiàng)目:外觀、光澤、色差、涂層厚度、附著力(劃格法)、硬度(鉛筆法)、沖擊強(qiáng)度、耐鹽霧性(400h)、耐候性(人工加速老化)、耐濕熱性(1 000h)。

5 粉末靜電噴涂工藝及施工要求

粉末靜電噴涂技術(shù)的典型工藝流程為:工件前處理→噴粉→固化→檢查→成品。

前處理:工件經(jīng)過前處理除掉冷軋鋼板表面的油污和灰塵后才能噴涂粉末，同時在工件表面形成一層鋅系磷化膜以增強(qiáng)噴粉后的附著力。前處理后的工件必須完全烘干水分并且充分冷卻到35℃以下才能保證噴粉后工件的理化性能和外觀質(zhì)量。

噴粉:工件通過輸送鏈進(jìn)入噴粉房的噴槍位置準(zhǔn)備噴涂作業(yè)。靜電發(fā)生器通過噴槍槍口的電極針向工件方向的空間釋放高壓靜電(負(fù)極)，該高壓靜電使從噴槍口噴出的粉末和壓縮空氣的混合物以及電極周圍空氣電離(帶負(fù)電荷)。工件經(jīng)過掛具通過輸送鏈接地(接地極)，這樣就在噴槍和工件之間形成一個電場，粉末在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動下，到達(dá)工件表面，依靠靜電吸引在工件表面形成一層均勻的涂層。

粉末靜電噴涂電壓應(yīng)在一定范圍內(nèi)，噴涂電壓增大粉末附著量增加，但當(dāng)電壓超過90kV時粉末附著量反而隨電壓的增加而減小。電壓增大時粉層的初始增長率增加，但隨著噴涂時間的增加電壓對粉層厚度增加率的影響變小。當(dāng)噴涂距離(指噴槍頭至工件表面的距離)增大時，電壓對粉層厚度的影響變小。一般距離應(yīng)掌握在150～300mm之間。噴涂電壓過高會使粉末層擊穿影響涂層質(zhì)量。噴涂電壓應(yīng)控制在60～90kV之間。供粉氣壓指供粉器中輸粉管的空氣壓力在其它條件不變情況下，以0.05MPa氣壓為最佳。粉層厚度的初始增長率與噴粉量成正比，但隨著噴涂時間的增加噴粉量對粉層厚度增長率的影響不僅變小，還會使沉積效率下降，故噴粉量掌握在100～200g/min較為合適。當(dāng)噴槍施加的靜電電壓不變，噴涂距離變化時，電場強(qiáng)度也將隨之發(fā)生變化。噴涂距離直接影響工件吸附的粉層厚度和沉積效率，最佳的距離為250mm左右。

粉末靜電噴涂的靜電高壓60～90kV，電壓過高容易造成粉末反彈和邊緣麻點(diǎn);電壓過低上粉率低。靜電電流10～20μA，電流過高容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層;電流過低上粉率低。流速壓力0.30～0.55MPa，流速壓力越高則粉末的沉積速度越快，有利于快速獲得預(yù)定厚度的涂層，但過高就會增加粉末用量和噴槍的磨損速度。霧化壓力0.30～0.45MPa，適當(dāng)增大霧化壓力能夠保持粉末涂層的厚度均勻，但過高會使送粉部件快速磨損。適當(dāng)降低霧化壓力能夠提高粉末的覆蓋能力，但過低容易使送粉部件堵塞。清槍壓力0.5MPa。清槍壓力過高會加速槍頭磨損，過低容易造成槍頭堵塞。供粉桶流化壓力0.04～0.10MPa。供粉桶流化壓力過高會降低粉末密度使生產(chǎn)效率下降，過低容易出現(xiàn)供粉不足或者粉末結(jié)團(tuán)。噴槍口至工件的距離150～300mm，噴槍口至工件的距離過近容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層，過遠(yuǎn)會增加粉末用量和降低生產(chǎn)效率。輸送鏈速度4.5～5.5m/min。輸送鏈速度過快會引起粉末涂層厚度不夠，過慢則降低生產(chǎn)效率。

烘烤固化采用紅外線隧道式烘爐或紅外線烘箱均可。箱式爐的溫度要保持在180±5℃之間，烘烤時間為25±5min。隧道式烘爐的爐溫為170～180℃，烘烤時間應(yīng)保持20～25℃。烘烤的部件應(yīng)距烘爐底部及側(cè)壁80～100mm。烘烤后出爐的部件溫度比較高，應(yīng)馬上淬水冷卻，并進(jìn)行檢驗(yàn)及冷卻驗(yàn)收，以保證涂層質(zhì)量。

為使粉末涂裝的特性能充分發(fā)揮和延長涂膜使用壽命，被涂物表面首先嚴(yán)格進(jìn)行表面前處理。噴涂時被涂物須完全接地，以增加粉末涂裝的噴著效率。對有較大表面缺陷的被涂物，應(yīng)涂刮導(dǎo)電膩?zhàn)?，以保證涂膜的平整和光滑感;噴涂后物件需進(jìn)行加熱固化，固化條件以粉末產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)為準(zhǔn)，但必須充分保證其固化溫度和時間，避免固化不足造成質(zhì)量事故。

噴粉后立即檢查，若發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時處理，若固化后發(fā)現(xiàn)缺陷，其范圍小僅局部而不影響被涂物表面裝飾，可用同色粉末加丙酮稀釋后進(jìn)行修補(bǔ)，如果范圍大又影響表面質(zhì)量，則用砂紙打磨后，再噴涂一次或用脫漆劑去掉涂層，再重新噴粉。

回收粉須經(jīng)過篩選除去雜物后，按一定比例與新粉混合使用。供粉桶、噴粉室及回收系統(tǒng)應(yīng)避免其它不同顏色粉末的污染，故每次換色時一定要吹掃干凈。

粉末涂料儲藏應(yīng)遠(yuǎn)離火源、避免日光直接照射，置于通風(fēng)良好、溫度在35℃以下場所;避免存放在易受水、有機(jī)溶劑、油和其它材料污染的場所;粉末涂料用后勿隨意露于空氣中，隨時加蓋或匝緊袋口避免雜物混入;避免皮膚的長期接觸，附著于皮膚的粉末應(yīng)用肥皂水沖洗干凈，切勿使用溶劑。涂裝施工場所的涂裝作業(yè)使用設(shè)備均要完好地接地消除靜電;避免涂裝機(jī)無端放電現(xiàn)象;噴粉室內(nèi)，浮游粉塵的濃度盡量控制在安全濃度以下，避免粉塵著火爆炸的危險。

6 粉末靜電噴涂作業(yè)的常見問題及處理方法

6.1 涂層雜質(zhì)顆粒

常見主要來源于噴粉環(huán)境中的顆粒，以及其他各種因素引起的雜質(zhì)。

粉末涂料中夾雜半固化板結(jié)小顆粒，起因是粉末涂料生產(chǎn)廠家螺旋擠出桿未清理干凈，導(dǎo)致少量半固化板結(jié)的粉末顆?；烊敕壑?，造成噴粉時出現(xiàn)大面積的顆粒。這些顆粒在涂層上隨處可見，且各面分布均勻，大小基本一致。只要將噴粉設(shè)備以及型材表面清理干凈即可。

固化爐內(nèi)雜質(zhì)處理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，有則及時更換。

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。每天開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。懸掛鏈雜質(zhì)主要是懸掛鏈擋油板和一次吊具接水盤(材質(zhì)為熱鍍鋅板)被前處理酸、堿蒸氣腐蝕后的產(chǎn)物，應(yīng)定期清理這些設(shè)施。

粉末雜質(zhì)主要是粉末添加劑過多、顏料分散不均、粉末受擠壓造成的粉點(diǎn)等，應(yīng)提高粉末質(zhì)量，改進(jìn)粉末儲運(yùn)方式;前處理雜質(zhì)主要是磷化渣引起的大顆粒雜質(zhì)和磷化膜黃銹引起的成片小雜質(zhì)。應(yīng)釆取及時清理磷化槽和噴淋管路內(nèi)積渣，控制好磷化槽液濃度和比例來解決。水質(zhì)雜質(zhì)主要是前處理所使用的水中含砂量、含鹽量過大引起的雜質(zhì)?？舍娙≡黾铀^濾器，使用純水做為最后兩級清洗水的措施來解決。

粉末涂料溫度未完全降下工件就裝箱，粉末涂料自身性能不佳，運(yùn)輸中重壓、受潮都可能產(chǎn)生大塊板結(jié)。使用此類有問題的粉末涂料會導(dǎo)致涂層上產(chǎn)生較大顆粒，同時伴有堆積、肥邊、桔皮等缺陷。預(yù)防措施是選擇信譽(yù)好的粉末涂料生產(chǎn)廠家，粉末涂料開箱后用手抓，并用孔徑為300μm的網(wǎng)篩檢查。手抓一把粉末涂料，然后松開，看粉末是否結(jié)團(tuán)，如果粉末很容易松散開，則無問題;如果有大小不均的結(jié)團(tuán)則不用。如篩出顆粒物，則此粉末涂料絕不能使用。

6.2 涂層縮孔

前處理除油不凈或者除油后水洗不凈造成表面活性劑殘留而引起的縮孔，可釆取控制好預(yù)脫脂槽、脫脂槽液的濃度和比例，減少工件帶油量以及強(qiáng)化水洗效果等措施。

水質(zhì)含油量過大而引起的縮孔，應(yīng)增加進(jìn)水過濾器，防止供水泵漏油;壓縮空氣含水量過大而引起的縮孔，應(yīng)及時排放壓縮空氣冷凝水;粉末受潮而引起的縮孔，應(yīng)改善粉末儲運(yùn)條件，增加除濕機(jī)以保證回收粉末及時使用;懸掛鏈上油污被空調(diào)風(fēng)吹落到工件上而引起的縮孔應(yīng)改變空調(diào)送風(fēng)口位置和方向;混粉而引起的縮孔，應(yīng)換粉時徹底清理噴粉系統(tǒng)。

6.3 涂層色差

粉末顏料分布不均勻引起的色差，應(yīng)提高粉末質(zhì)量，保證粉末的分布相差不大而且正負(fù)統(tǒng)一;固化溫度不同引起的色差，應(yīng)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間的一致性和穩(wěn)定性;涂層厚薄不均勻引起的色差，應(yīng)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;涂層附著力差，前處理水洗不徹底造成工件上殘留脫脂劑、磷化渣或者水洗槽被堿液污染而引起的附著力差，應(yīng)釆取加強(qiáng)水洗、調(diào)整好脫脂工藝參數(shù)以及防止脫脂液進(jìn)入磷化后的水洗槽等措施;磷化膜發(fā)黃、發(fā)花或者局部無磷化膜而引起的附著力差、應(yīng)調(diào)整好磷化槽液濃度和比例，提高磷化溫度;工件邊角水分烘干不凈而引起的附著力差，應(yīng)提高烘干溫度;固化溫度不夠而引起的涂層大面積附著力差應(yīng)提高固化溫度。

7 結(jié)朿語

粉末靜電噴涂是近些年來在涂裝行業(yè)展開的新工藝。它的特點(diǎn)是環(huán)保節(jié)能、出產(chǎn)效率高、顏色豐厚靚麗、涂層的物理及化學(xué)功用優(yōu)異，當(dāng)前幾乎成為普及家電、汽車及鋁型材等行業(yè)涂裝的發(fā)展趨勢。粉末靜電噴涂技術(shù)及其應(yīng)用方法很多，要在實(shí)踐中靈活運(yùn)用。在粉末涂料靜電噴涂作業(yè)的過程中，只要對常見問題的及時處理，尤其要對顆粒的形狀、大小、顏色、質(zhì)地、形成部位等特征認(rèn)真觀察、分析、試驗(yàn)，并對應(yīng)實(shí)施解決措施，一定能控制缺陷，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

［1］劉宏編著.鋁型材粉末涂料靜電噴涂與生產(chǎn)［M］.化學(xué)工業(yè)出版社2009.

［2］孫洪，陳獻(xiàn)忠，劉萬一.大顯身手的粉末涂料及粉末靜電噴涂技術(shù)［J］.中國物資再生，1999，(2).

［3］劉宏，劉長德.粉末靜電噴涂中縮孔、針孔弊病的探討［J］.中國涂料，2004，(9).