粉末涂裝是一種干燥的施工工藝。帶靜電的顏料與樹(shù)脂的微粒噴涂到接地部件上,帶電粉末就附著在部件表面直至固化箱中熔融并形成平滑的涂層。在粉末涂飾前,帯涂飾部件要經(jīng)過(guò)預(yù)處理工藝、涂飾工藝及固化工藝。
從根本上來(lái)看,粉末涂料的施用有常規(guī)兩種工藝:靜電噴涂和流化床噴涂工藝。其他的涂飾工藝有火焰噴涂、等離子槍噴涂、無(wú)空氣熱噴及電泳沉積等。但它們的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及靜電噴涂和流化床涂飾工藝廣泛。
靜電噴涂工藝
一、靜電噴涂工藝原理
工藝粉末涂料靜電噴涂技術(shù)采用的是粉末―空氣混合物。在粉末進(jìn)料斗中設(shè)置有一個(gè)小型的流化床以形成粉末―空氣混合物。在某些情況下,進(jìn)料斗的振動(dòng)有助于防止粉末在進(jìn)入輸送線前發(fā)生堵塞或聚集。粉末通過(guò)一根軟管被輸送至噴槍中,噴槍的噴嘴由于高壓直流電的輸入而形成帶電電極。
靜電噴涂槍決定著粉末的噴涂方向,控制著沉積速度,控制著生成圖案的尺寸、形狀和噴涂密度,同時(shí),噴槍也給正在噴出的粉末充電。噴槍可由手工操縱,也可固定在連續(xù)噴涂室的一側(cè)或兩側(cè)而自動(dòng)噴涂,或手工、自動(dòng)來(lái)回交替進(jìn)行噴涂。粉末涂料靜電噴涂施工中使用收集器來(lái)回收過(guò)量噴涂的粉末。這些回收粉末的重新使用可大大提高粉末涂料的傳輸效率。在某些情況下,粉末是由于摩擦而帶上靜電的。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于粉末可以自由地在零件全部表面上形成平滑的涂層。而且,對(duì)產(chǎn)品表面的凹處沉積也有改進(jìn)。
二、靜電噴涂工藝操作
在噴槍頭部金屬導(dǎo)流標(biāo)上接上高壓負(fù)極,被噴涂工件接地形成正極,使噴槍和工件之間形成一個(gè)較強(qiáng)的靜電電場(chǎng)。當(dāng)作為運(yùn)載氣體的壓縮空氣,將粉末涂料從供粉桶經(jīng)粉管送到噴槍的導(dǎo)流桿時(shí),由于導(dǎo)流桿接上高壓負(fù)極產(chǎn)生的電暈放電,在其附近產(chǎn)生了密集的負(fù)電荷,使粉末帶上負(fù)電荷,并進(jìn)入了電場(chǎng)強(qiáng)度很高的靜電場(chǎng),在靜電力和運(yùn)載氣體的雙重作用下,粉末均勻地飛向接地工件表面形成厚薄均勻的粉層,再加熱固化轉(zhuǎn)化為耐久的涂膜。
涂層厚度依賴于粉末的化學(xué)性質(zhì)、預(yù)加熱溫度和停留時(shí)間。對(duì)冷產(chǎn)品,厚度一般為1.5 - 5.0密耳(37.5 - 125 µm)。如果產(chǎn)品能稍稍加熱,一次性噴涂厚度可達(dá)到20-25密耳(500 - 625 µm)。
流化床工藝
流化床的工作原理是用均勻分布的細(xì)散空氣流通過(guò)粉末層,使粉末微粒翻動(dòng)呈流態(tài)化。氣流和粉末建立平衡后,保持一定的界面高度。將需涂敷的工件預(yù)熱后,放入粉末中,即可得到均勻的涂層,最后加熱固化(流平)成膜。
流化床涂裝工藝是一個(gè)簡(jiǎn)單的浸涂工藝,有常規(guī)法和靜電法。
在常規(guī)流化床涂裝工藝中,流化床就是一個(gè)帶有多孔底板的槽罐,在多孔板下面不斷充氣使得低壓氣流均一地通過(guò)多孔板,不斷上升的空氣將粉末微粒圍住并使其懸浮在氣流中而形成粉末―空氣混合物,這種粉末空氣混合物就象正在沸騰的液體一樣,如下圖所示。將預(yù)先加熱到粉末熔融溫度以上的制品浸漬到流化床中,粉末熔化并形成連續(xù)涂層。采用高的傳送效率,涂裝過(guò)程中就不存在滴落現(xiàn)象,拖帶現(xiàn)象也幾乎沒(méi)有。
流化床粉末涂裝技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜成型制品的涂裝,一次浸涂就可獲得均一、較厚的涂層,涂層的厚度為3-10密耳(75 - 250 µm)。采用更高的制品預(yù)熱溫度,通過(guò)多次浸涂,可以獲得100密耳(2500 µm)厚的涂層。浸涂次數(shù)(Dipping time)及浸涂溫度對(duì)涂層厚度(Film thickness)的影響如下圖所示。
對(duì)流烘箱可采用氣或電加熱。在烘箱中,熱空氣環(huán)繞在涂裝部件的周?chē)⑹蛊溥_(dá)到設(shè)定溫度。紫外輻射固化一般作用于熱敏性基材。特定配方的紫外光固化粉末涂料可在很低的溫度(121°C)熔融并流動(dòng),經(jīng)紫外線輻射,幾秒鐘即可固化。
紅外箱亦可以氣或電作能源而產(chǎn)生紅外線輻射。輻射的能量被粉末所吸收,而在粉末下面的基材又直接與粉末相接觸,這樣整個(gè)部件就不需要加熱到其所需的標(biāo)準(zhǔn)固化溫度。當(dāng)紅外輻射一定時(shí)間后,粉末就會(huì)以相對(duì)較快的速度流動(dòng)并固化。對(duì)流與紅外聯(lián)用一般分為兩個(gè)區(qū)(或兩個(gè)階段),第一區(qū)是紅外輻射,用以迅速使粉末熔融(這種工藝被稱之為近紅外固化;另外,該類(lèi)特殊配方的粉末涂料具有迅速吸收紅外線的優(yōu)勢(shì));第二區(qū)是對(duì)流烘箱區(qū),在這里來(lái)自第一區(qū)的部件涂層固化完全。
加熱/ 固化 |
溫度, °C |
總固化時(shí)間,min |
基材 |
常規(guī)熱固性粉末涂料 |
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對(duì)流 |
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140-220 |
30-15 |
金屬 |
紅外輻射 +對(duì)流 |
140-220 |
25-10 |
金屬 |
紅外輻射 |
160-250 |
15-1 |
金屬 |
紫外光固化粉末涂料 |
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紅外 / 對(duì)流 (1-2 min) 和紫外光輻射固化(s) |
90-120 |
3-1 |
金屬、木材、塑料及其它 |
施工工藝流程
前處理一干燥除去水份一噴涂一檢查一烘烤一檢查一成品
粉末涂料施工要求
(1)為使粉末涂裝的特性能充分發(fā)揮和延長(zhǎng)涂膜使用壽命, 破涂物表面首先嚴(yán)格進(jìn)行表面前處理
(2)噴涂時(shí),被涂物須完全接地,以增加粉末涂裝的噴著效率
(3)對(duì)有較大表面缺陷的被涂物, 應(yīng)涂刮導(dǎo)電膩?zhàn)樱?/span> 以保證涂膜的平整和光滑感
(4)噴涂后物件物件需進(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(shí)間,避免固化不足造成質(zhì)量事故。
(5)噴粉后立即檢查, 若發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)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, 再重新嗩粉。
(6)回收粉須經(jīng)過(guò)篩選除去雜物后,按一定比例與新粉混合作用。
(7)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(shí)一定要吹掃干凈。
粉末涂料噴涂施工要求:
(1)噴粉時(shí)輸入氣壓不宜太大,一般控制在0.5~1.5kg/cm2為好。靜電電壓也不宜過(guò)高,一般控制在60~70Kv左右。電壓太高,會(huì)使附在工件表面的粉末發(fā)生反彈現(xiàn)象出現(xiàn)麻坑。流平欠佳等缺陷。
(2)噴粉要注意保證涂膜的厚度,一般控制在70~100μm之間
(3)固化時(shí)必須按規(guī)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行烘烤。
粉末涂料的保管和取用:
1、遠(yuǎn)離火源、避免日光直接照射,應(yīng)置于通風(fēng)良好,溫度在35℃以下場(chǎng)所。
2、避免存放在易受水,有機(jī)溶劑,油和其它材料污染的場(chǎng)所。
3、粉末涂料用后勿隨意露于空氣中,應(yīng)隨時(shí)加蓋或匝緊袋口避免雜物混入。
4、避免皮膚的長(zhǎng)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。
粉末涂裝施工場(chǎng)所的安全:
l、涂裝作業(yè)使用設(shè)備均要完好的接地消除靜電!
2、避免涂裝機(jī)無(wú)端放電現(xiàn)象
3、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(xiǎn)。