粉末静电喷涂

粉末静电喷涂 粉末静电喷涂简述 (沈阳理工大学 环境与化学工程学院) 摘 要: 静电喷涂利用高压静电电晕电场原理，喷枪头上的金属导流杯接上高压负极，被涂工件接地形成正极，在喷枪和工件之间形成较强的静电场。当运载气体(压缩空气)将粉末涂料从供粉桶经输粉管送到喷枪的导流杯时，由于导流杯接上高压负极产生电晕放电，其周围产生密集的电荷，粉末带上负电荷，在静电力和压缩空气的作用下，粉末均匀的吸附在工件上，经加热，粉末熔融固化成均匀、平整、光滑的涂膜。 关键词:粉末涂料，粉末静电喷涂，工艺流程，前处理 世界上第一套粉末静电喷涂设备于1962年由法国公司研制成功， 此后粉末静电喷涂技术在世界各国迅速发展，正逐渐取代溶剂型涂料涂装技术。我国的粉末静电喷涂技术发展较晚，但发展潜力很大。粉末涂料不含溶剂，粉末涂料依靠静电喷涂到工件表面上，互相不粘连的粉末粒子层经过加热熔融后形成牢固的涂层与工件表面紧密结合。这种涂层具有优良的防腐蚀性能和装饰功能。同传统的溶剂型涂料相比，它具有更加安全、 污染小、适应性好、 效率高和不依赖石油为原料的优点。但它目前也存在一些缺点: 一次性投资大、 更换颜色不方便等。 粉末涂料优点主要有: 1、粉末涂料不含有机溶剂，避免了有机溶剂带来的火灾、中毒和运输中的不安全问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。虽然存在粉尘爆炸的危险性，但是只要把体系中的粉尘浓度控制适当，爆炸是完全可以避免的; 2、不存在有机溶剂带来的大气污染，符合防止大气污染的要求; 3、粉末涂料是100%的固体体系，可以采用闭路循环体系，过喷的粉末涂料可以回收再利用，涂料的利用率可达95%以上; 4、粉末涂料用树脂的分子量比溶剂型涂料的分子量大，因此涂膜的性能和耐久性比溶剂型涂料有很大的改进; 5、粉末涂料在涂装时，涂膜厚度可以控制，一次涂装可达到30,500μm厚度，相当于溶剂型涂料几道至十几道涂装的厚度，减少了 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 的道数，既利于节能，又提高了生产效率; 6、在施工应用时，不需要随季节变化调节粘度;施工操作方便，不需要很熟练的操作技术，厚涂时也不易产生流挂等涂膜弊病;容易实行自动化流水线生产; 7、容易保持施工环境的卫生，附着于皮肤上的粉末可用压缩空气吹掉或用温水、肥皂水洗掉，不需要用有刺激性的清洗剂; 8、粉末涂料不使用溶剂，是一种有效的节能措施，因为大部分溶剂的起始原料是石油。减少溶剂的用量，直接节省了原料的消耗。 粉末涂料和涂装还存在如下的缺点: ?粉末涂料的制造工艺比一般涂料复杂，涂料的制造成本高; ?粉末涂料的涂装设备跟一般涂料不同，不能直接使用一般涂料的涂装设备，用户需要安装新的涂装设备和粉末涂料回收设备 ?粉末涂料用树脂的软化点一般要求在80?以上，用熔融法制造粉末涂料时，熔融混合温度要高于树脂软化点，而施工时的烘烤温度又要比制造时的温度高。 这样，粉末涂料的烘烤温度比一般涂料高得多。而且不能涂装大型设备和热敏底材; ?粉末涂料的厚涂比较容易，但很难薄涂到(15,30)μm的厚度，造成功能过剩，浪费了物料; ?更换涂料颜色、品种比一般涂料麻烦。当需要频繁调换颜色时，粉末涂料生产和施工的经济性严重受损，换色之间的清洗很费时。粉末涂料最适合于同一类型和颜色的粉末合理地长时间运转。 粉末静电喷涂的基本原理: 静电喷涂利用高压静电电晕电场原理，喷枪头上的金属导流杯接上高压负极，被涂工件接地形成正极，在喷枪和工件之间形成较强的静电场。当运载气体(压缩空气)将粉末涂料从供粉桶经输粉管送到喷枪的导流杯时，由于导流杯接上高压负极产生电晕放电，其周围产生密集的电荷，粉末带上负电荷，在静电力和压缩空气的作用下，粉末均匀的吸附在工件上，经加热，粉末熔融固化成均匀、平整、光滑的涂膜。 粉末静电喷涂技术的典型工艺流程为: 除油——水洗——除锈——水洗——中和——水洗——表调——磷化——水洗——干燥——喷粉——固化——检查——成品 涂装前的准备 为保证喷涂质量, 必须做好工件涂装前的准备工作,涂装前的表面处理工艺见表。 1、温和型常温脱脂剂是有机溶剂和各类助剂复合配成的中性脱脂剂，对金属无腐蚀，当除油效果不明显时应适当补加。 2、除锈为盐酸溶液，配比:320g/L。 3、中和为碱性溶液，浓度:碱/水为2%。 4、表调剂是一种有机钛化合物，工件经过处理后在表面形成大量的网状钛结晶核，使后面形成的磷化膜均匀、致密，同时可提高磷化膜自身的抗腐蚀性能。浓度为0.2%水溶液。 5、磷化为常温锌系磷化液，总酸(TA)为600~660，游离酸(FA)为64.0~74.0。 前处理目的 被涂工件在粉末喷涂前对基体表面进行前处理是十分重要的环节，其主要目的是: 1、 提高涂膜与金属的结合力; 2、 改善耐腐蚀性能，延长工件的使用寿命; 3、 使被涂工件的各表面能得到均一的涂膜性能。 金属工件在施工中，其表面往往有油脂、水份、脏物、铁屑、锈和氧化膜等残存物，它们的存在，影响涂料的干燥和附着力，并引起涂膜开裂、起泡、针孔等，影响涂膜的性能。 进行前处理必须彻底除去工件表面的油污、锈等，以使涂膜很好地与工件相结 合，涂膜的物理和化学性能及使用寿命得到提高，涂膜外观质量得到可靠的保证。 静电喷涂工艺的流程(见下图) 粉末静电喷涂的施工工艺 静电高压60~90 kV。 电压过高容易造成粉末反弹和边缘麻点;电压过低上 粉率低。 静电电流10~20μA。电流过高容易产生放电击穿粉末涂层;电流过低上粉率 低。 流速压力0.30~0.55MPa。流速压力越高则粉末的沉积速度越快，有利于快速获得预定厚度的涂层，但过高就会增加粉末用量和喷枪的磨损速度。 雾化压力0.30~0.45MPa。适当增大雾化压力能够保持粉末涂层的厚度均匀， 但过高会使送粉部件快速磨损。适当降低雾化压力能够提高粉末的覆盖能力，但过低容易使送粉部件堵塞。 清枪压力0.5MPa。清枪压力过高会加速枪头磨损，过低容易造成枪头堵塞。 供粉桶流化压力0.04~0.10MPa。供粉桶流化压力过高会降低粉末密度使生产效率下降，过低容易出现供粉不足或者粉末结团。 喷枪口至工件的距离150~300mm。喷枪口至工件的距离过近容易产生放电击穿粉末涂层，过远会增加粉末用量和降低生产效率。 输送链速度4.5~5.5m/min。输送链速度过快会引起粉末涂层厚度不够， 过 慢则降低生产效率。 粉末静电喷涂的主要设备 1、喷枪和静电控制器 喷枪除了传统的内藏式电极针，外部还设置了环形电晕而使静电场更加均匀以保持粉末涂层的厚度均匀。静电控制器产生需要的静电高压并维持其稳定，波动范围小于10,。 2、供粉系统 供粉系统由新粉桶、旋转筛和供粉桶组成。粉末涂料先加入到新粉桶，压缩空气通过新粉桶底部的流化板上的微孔使粉末预流化，再经过粉泵输送到旋转筛。旋转筛分离出粒径过大的粉末粒子(100μm以上)，剩余粉末下落到供粉桶。供粉桶将粉末流化到 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 程度后通过粉泵和送粉管供给喷枪喷涂工件。 3、回收系统 喷枪喷出的粉末除一部分吸附到工件表面上(一般为50,,70,，本公司为70,)外，其余部分自然沉降。沉降过程中的粉末一部分被喷粉棚侧壁的旋风回收器收集，利用离心分离原理使粒径较大的粉末粒子(12μm以上)分离出来并送 回旋转筛重新利用。12μm以下的粉末粒子被送到滤芯回收器内，其中粉末被脉冲压缩空气振落到滤芯底部收集斗内，这部分粉末定期清理装箱等待出售。分离出粉末的洁净空气(含有的粉末粒径小于1 μm、浓度小于5g/m3)排放到喷粉室内以维持喷粉室内的微负压。负压过大容易吸入喷粉室外的灰尘和杂质，负压过小或正压容易造成粉末外溢。沉降到喷粉棚底部的粉末收集后通过粉泵进入旋转筛重新利用。回收粉末与新粉末的混合比例为(1:3),(1:1)。使用该回收系统，总体粉末利用率平均达到95,。 4、喷粉室体 顶板和壁板采用透光聚丙烯塑料材质，以最大限度减少粉末黏附量，防止静电荷累积干扰静电场。底板和基座采用不锈钢材质，既便于清洁又具有足够的机械强度。 5、辅助系统 包括空调器、除湿机。空调器的作用一是保持喷粉温度在35?以下以防止粉末结块;二是通过空气循环(风速小于0.3m/s)保持喷粉室的微负压。除湿机的作用是保持喷粉室相对湿度为45,,55,，湿度过大空气容易产生放电击穿粉末涂层，过小导电性差不易电离。 粉末的粒度组成与喷涂要求 目前用于喷涂的热固性粉末涂料通常有环氧粉末、 环氧/聚酯和聚酯粉末涂料， 这些粉末涂料通常由下列原料组成: 树脂:环氧、环氧/聚酯、聚酯环氧、聚酯、聚氨酯、丙烯酸聚酯等; (1) (2) 填料:碳酸钙、硫酸铜、滑石粉、钛白粉、石英粉等; (3) 固化剂:与树脂预先混合; (4) 颜料:各种颜料; (5) 添加剂:流平剂、催化剂等。 这些原料先用搅拌机混合均匀后，输送到挤压机，加温到130?左右，使它呈胶化状态;然后再挤压成像塑料布匹状的很脆胶体，输送到粉碎机里，磨成粉状，再经过筛网，按不同粒径大小筛选，并按预定的比例，把不同粒径的粉末颗粒混在一起包装、销售和使用。 常用的几类粉末涂料 环氧粉末涂料 该涂料是以环氧树脂为主要原料的粉末涂料。具有优良的附着力和耐腐蚀性能。主要用于家用电器、钢制家具、金属管道的表面装饰和防护。 环氧/聚酯粉末涂料 该涂料是以环氧树脂和聚酯两种混合原料制成的粉末涂料。具有优异的耐热性和良好的装饰性。用于仪器仪表、高档家用电器的表面装饰涂装。 聚酯粉末涂料 该涂料是以聚酯为主料的粉末涂料。具有优良的物理性能和优异的耐紫外线性能。适用于户外环境下车辆、机械及建筑材料的表面涂装。 聚氨酯粉末涂料 该涂料是以聚氨酯为主要原料制成的粉末涂料, 目前国内只有河北静电塑粉厂独家以国产原料生产。具有优异的装饰性能和突出的耐候性能,被人们称为第三代粉末涂料。广泛用于各种车辆、户外游乐设施、围栏、交通标志及设施、金属门窗、家用电器和金属家具表面涂饰。 国外粉末涂料和涂装的发展趋势 近年来，汽车罩光、木材和塑料用粉末涂料都是粉末涂料最具活力的潜在市场。新兴应用领域的出现为粉末涂料制造商提供了机遇，推动了粉末涂料市场的拓展，粉末涂料生产商正在开发涂膜平整、耐久性好、满足客户现有要求的木材用粉末涂料和汽车面漆。 汽车对涂层的要求高，不但要求有好的物理和化和化学性能，但涂层的外观与溶剂型涂料相比，还存在差异，所以至今轿车的外壳还没有大量使用粉末涂料涂装。近几年国外为将粉末涂料用于汽车涂装做了大量的研究工作，在树脂的合成、粉末的制造和涂装，技术上均有了很大的进步。树脂的合成方面正在研究。户外抗老化和抗褪色的新型环氧树脂，以及改进丙烯酸和聚酯树脂复合涂层的表面光滑度。 粉末涂料制造方面完善树脂和固化剂的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，目前的研究方向集中在降低粉末涂料的成本、实现低温固化和提高室外耐久性等方面。 参考文献 【1】 胡传忻主编，使用表面处理手册[M].北京:化学工业出版社， 2006第2版. 高永正，宋广胜。静电粉末喷涂的故障、原因和排除 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 (J) 【2】 电镀与精饰。1999,21;31 【3】 吴信桂，浅谈粉末静电喷涂工艺，湖北化工，1998年第3期 侯猛，粉末静电喷涂工艺，工业涂装 【4】 【5】 唐宗琼，粉末静电喷涂工件的前处理，江苏煤炭，1994年第1 期 【6】 祝石岗，粉末静电喷涂工艺的应用，风机技术，2002年第1 期。 【7】 魏恒远，王晓梅，粉末静电喷涂工艺探讨，上海涂料，2009 年9月。