粉末静电表面喷涂工艺及其效益分析
2008/12/11 10:03:02 作者:admin
现代涂装技术的发展必须符合经济效益高、高效率、生态平衡、节约能源等四个原则。而粉末静电表面涂装正是具有优质、高效低耗、无污染等优点。因此，这项新技术在“七五”期间就被国家经委定为七十项重点研究和推广的新科技项目之一。 在推广这项新工艺时，我们首先对粉末静电表面涂装工艺的基本原理及其应用后的效益（经济效益、社会效益）作一简单的介绍。
1 粉末静电表面涂装原理
粉末静电喷涂首先要有产生直流高压的高压静电发生器，和把粉末喷射出来的喷枪。能常情况下，工件接地，喷枪尖就接负高压，负高压是高压静电发生器供给的。当喷枪尖端靠近工件，就产生电晕放电现象，粉末从喷枪口喷射出来，经过电晕放电就带上了负电荷。这带负电荷的粉末微粒在静电力和压缩气流的作用下到达工件表面，在粉末微粒的其它部分的负电荷与工件之间具有静电吸引力，使粉末微粒吸附在工件表面上，以至敲打工件，粉末和同粒也不易脱落。因为粉末微粒具有较高的电阻，故微粒上带的负电荷不易漏掉，从而使粉末能相当长时间吸附在工件表面，但微粒的电阻是越不大越好，电阻过大，粉末微粒上就不易带上负电荷，造成吸附力小，一般粉末微粒的比电阻在102－103Ω为宜。通过静电喷涂，可使粉末均匀地容聚于工件表面，又因为带负电荷的微粒之间具有相斥的力。这种斥力有助于分散微粒的作用，工件表面吸附的粉末粒层达到一定厚时，不会再加厚。从而保证了当工件固化后，表面的涂膜均匀。另外，粉末的带电量也不是越大越好。因为带电量越大，虽吸附力大，但排斥力也大，故粉末带电也要适当，一般在Q＝107库/克的程度上，喷涂操作时使用的电压一般为50－80KV，放电量为100μA以下，喷枪尖端与工件的距离10－20㎝为宜。工件不加热，即冷喷时，涂层厚度一般为50－100微米。如果工件在喷涂之前进行加热，喷涂时在工件表面的微粒的电阻减少，微粒层的带电量减少，从而能使涂膜厚度增加，所以工件热喷时，涂膜厚度可达500微米。在工件凹陷处，由于静电屏蔽的作用，使用电压越高，静电屏蔽作用就越大，这时就必须降低电压进行喷涂。
2 粉末静电表面涂装工艺流程：
前处理：
与常规的溶剂喷涂工艺基本相同，对于板金冲压件可采用化学前处理法。即：去油→去锈→清洗→磷化（或纯化）等。大部份锈蚀或者表面较厚的工件，采用喷砂，抛丸等机械方法去锈，但机械除锈后应确保工件表面清洁，无法垢。前处理工艺质量好坏直接影响粉末涂膜质量，前处理不好，造成涂膜易脱落，鼓泡等现象。因此，前处理工作必须予以重视。
粉末静电表面涂装：
由高压静电发生器产生的负高压通过高压电缆线引入喷枪尖端。另外，净化处理后的压缩空气，经过供粉桶，使粉末通过粉管从喷枪口喷射出来，当前处理的工件通过喷粉室进行静电喷涂，喷涂后的工件送入烘道（或烘箱）进行固化，喷室中剩余的粉末一部分跌入喷室，另一部分经第一级旋风除尘器和第二级布袋回收器回收。
烘烤固化：
主要是使粉末静电喷涂后的工件经加热到一定温度的烘箱或烘道，根据粉末特性在规定的温度时间内固化，使交联反应完全，产生光滑致密的涂膜，并紧紧地结合在工件表面。
不同的粉末在烘烤温度和时间上是各不相同的，这是在固化工序上应注意的。
3 粉末静电表面涂装工艺的经济分析：
采用粉末静电表面涂装比喷漆工艺经济效益高，产品质量好，除了在涂料上粉末的合格高于油漆。但粉末喷涂利用率高达95%；喷漆利用率低，仅在60%左右。粉末喷涂工艺简单。工时费用也大大减少。如果前处理在24小时内就喷涂，又可省去磷化处理。场地，设备可减少。粉末喷涂的成品率高于喷漆，一般来说：喷漆件废品，次品率为10%左右。而喷塑件为1%左右，有利降低成本，返修率低，使用期长。垃圾箱处理使用半年就要返修。改成喷塑处理可达一年多。喷漆的煤气钢瓶，使用一年后，掉漆生锈严重，采用喷塑处理，二年后基本维持原样，所以喷塑件比喷漆件总的成本要降低，而且质量好，无污染。
原来有静电喷漆流水线亦要转粉末静电喷涂。但有顾虑，怕投资大。其实原来已有喷漆流水线，前处理和烘道基本差不多，只需稍作改装就可以了。唯有改变的就是把喷漆室改为喷塑室，增添喷塑装置一套，约3万元投资也不大。还有的认识到粉末静电喷涂工艺好，但怕新工艺搞得不好，上不去，因此还是保持原来的旧工艺。其实这顾虑完全应消除。
