粉末静电喷涂简述

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。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：

①粉末涂料的制造工艺比一般涂料复杂，涂料的制造成本高；

②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

③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；

④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；

⑤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。

各池的配比及注意事项有如下几点：

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