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Introduction of Electrostatic Spraying Technology

2018.11.20  
喷粉工艺也称粉沫涂装，是近几十年迅速发展起来的一种新型涂装工艺，所使用的原料是塑料粉末。早在四十年代有些国家便开始研究实验，但进展缓慢。1954年德国的詹姆将聚乙烯用流化床法涂覆成功，1962年法国的塞姆斯公司发明粉静电喷涂后，粉末涂装才开始在生产上正式采用，近几年来由于各国对环境保护的重视，对水和大气没有污染的粉末涂料，得到了迅猛发展。
　　突出优点
　　1、一次涂装可以得到较厚的涂层，例如涂覆100～300μm的涂层，用一般普通的溶剂涂料，约需涂覆4～6次，而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。涂层的耐腐性能很好。
　　2、粉末涂料不含溶剂，无三废公害，改善了劳动卫生条件。
　　3、采用粉末静电喷涂等新工艺，效率高，适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。
　　4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。
　　粉末涂料开始用于防护和电气缘方面，随着科技的发展，已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装。 　我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究，并在生产上得到应用。发展已广泛得到使用。
　　工艺介绍
　　流化床涂装法
　　（又称沸腾床）
　　它是由多孔隔板和容器组成，多孔隔板将容器分为上下两个部分。
　　其工作过程是这样的：向隔板以下的容器部分通入压缩空气，压缩空气通过多孔隔板使上面粉末未受空气流的作用悬浮起来，并在上部容器内滚翻，呈现"沸腾"状态。经预热的工件通过"沸腾"的粉末区达到涂覆的效果。工件的预热温度可稍高于粉末的熔融温度。
　　近几年来流化床工艺得到了一些改进，并与静电粉结合起来形成静电流化床粉末喷涂，已得到大范围的使用。
　　要使涂层获得较好的效果，应注意以下几个方面：
　　1）流化床的结构形式要求简单，内部光滑避免死角，******设有震动装置。
　　2）流化床中的多孔隔板，应有一定的孔径和空密度分布。
　　3）粉末粒子的大小以通过50~150目/网筛孔为好，形状接近球形较为理想。
　　4）粉末涂料的含水量要求尽量低，以避免流化不良和涂层气泡。
　　5）压缩空气的流速和流量必须调整至粉末涂料稳定地流化，不致溢出，同时压缩空气应净化、干燥。
　　火焰喷涂法
　　在氧乙炔焰中，粉末以50m/s左右的速度通过喷枪口的高温区，受热成为熔融或半熔融状态，喷至被预热的表面上，直到所需的厚度。粉末火焰喷涂工艺比较简单，可用于导轨面的喷涂，以及机械磨损修复工作。
　　热熔敷法是介于火焰喷涂和流化床之间的工艺，其过程是先将工件预热至粉末熔融温度以上，然后用喷枪把粉末喷上，借工件热量来熔融成涂层。
　　静电粉末喷涂
　　这是粉末涂装中目前发展最快的一种重要施工工艺。
　　1）基本原理
　　在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带正电荷的工件上去。当粉末附着到一定厚度时，则会发生"同性相斥"的作用，不能再吸附粉末，从而使各部分的粉层厚度均匀，然后经加温烘烤固化后粉层流平成为均匀的膜层。
　　2）粉末静电喷涂工艺流程
　　典型的粉末静电喷涂（金属）工艺流程如下：上件→脱脂→清洗→去锈→清洗→磷化→清洗→钝化→粉末静电喷涂→固化→冷却→下件
　　粉末静电喷涂（板材）工艺流程如下：板吊挂→预热导电→静电喷涂（底涂）→热熔固化→冷却→卸板
　　3）影响粉末静电喷涂质量的主要因素
　　粉末静电喷涂中，影响喷涂质量因素除了工件表面前处理质量的好坏以外，还有板材的含水量、喷涂时间、喷枪的形式、喷涂电压、喷粉量、粉末导电率、粉末粒度、粉末和空气混合物的速度梯度等。
　　1、粉末的电阻率
　　粉末的电阻率在1010～1016欧姆/厘米较为理想，电阻率过低易产生粉末再分散，电阻率过高会影响涂层厚度。
　　2、喷粉量
　　在喷涂开始阶段，喷粉量的大小对膜厚有一定的影响，一般喷粉量小，沉积率高。喷粉量一般控制在50克/分到1000克/分范围内。
　　3、粉末和空气混合物的速度和梯度
　　速度梯度是喷枪出口处的粉末空气混合物的速度与喷涂距离之比，在一定喷涂时间内，随着喷涂梯度的增大膜厚将减小。
　　4、喷涂距离
　　喷涂距离是控制膜层厚的一个主要参数.一般控制在距工件10~25厘米,多由喷枪形式来决定.
　　5、喷涂时间
　　喷涂时间与喷涂电压、喷涂距离、喷涂量等几项参数是相互影响当喷涂时间增加及喷涂距离很大时，喷涂电压对膜厚极限值的影响减小。随着喷粉时间的增加，喷粉量对膜厚的增长率的影响显著减小。
　　4）水分散粉末涂装
　　水分散粉末涂料是将粉末涂料稳定的分散与水介质中，它兼具水性涂料与粉末涂料的优点，在工艺上可以使用包括浸、刷、喷、静电涂装在内的一切常规手段。
　　5）粉末电泳涂装
　　它是综和粉末涂装与电流涂装的产物，兼具二者特点。其基本原理是将粉末粒子（一般要求40μm以下），分散与含电泳树脂的水溶液之中，以水性电泳树脂为载体，以粉末粒子为成膜物质，使粉末粒子带上电荷，在直流电场中电泳沉积成膜。它适用于形状复杂的工件施工。

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