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THE PURSUIT OF EXCELLENCE


粉末涂装设备类型及使用方法


粉末涂装(powerpainting)是以固体树脂粉末为成膜物质的一种涂覆工艺,它的涂装对象是粉末涂料。粉末涂装技术的发展堪称为涂饰工业近代伟大的成就之一。近15年来,全世界的粉末涂装工业以每年两位数的增长率稳定地飞速发展。对粉末涂装技术的需求日益增长的原因在于粉末涂层具有优异的性能、易于施涂、节约能源、广泛应用于汽车和家用
  
  电器行业,在经济效益和环境保护方面的社会效益显著。
  
  粉末涂装的特点:
  
  (1)粉末涂装一次便可得到厚度为100~300μm的涂层,而采用普通涂料需4~8次的施工,提高施工效率,缩短生产周期。
  
  (2)涂料中不含溶剂,无需稀释和调整粘度,改善了劳动条件和减少了火灾的危险,有利于保护环境。
  
  (3)提高了涂层的附着力和致密性,金属粉末、陶瓷粉末等一起混合涂装,更能提高涂层的各项机械物理性能,涂膜的防腐蚀性能极大的提高。
  
  (4)机械化程度高,并可回收利用过量的涂料,降低了涂料的消耗。(5)涂装设备复杂,投资成本高,涂层的外观和流平性不及喷涂方法好,某些粉末涂装方法对工件的形状尺寸有要求。只能对粉末涂料适用,成本较高。
  
  一、粉末涂装的施工方法已获得工业应用的粉末涂料的施工方法有:火焰喷涂法(融射法)、流化床法、静电粉末喷涂法、静电流化床法、静电粉末振荡法、粉末电泳涂装法等。现将各种涂装方法列表说明。见表3-16~表3-18。
  
  表3-16粉末涂料的主要施工方法

二、流化床粉末涂装工艺流化床工艺,由于工件是预热到粉末熔点以上而涂覆的,熔化的聚合物粘度降低,涂层的附着力大大改进,涂层的绝缘性和防腐性能大为提高。难溶解的树脂如尼龙、聚乙烯、聚丙烯等也可用此法施工。它的工艺如下。
  
  表3-17不同粉末涂装方法比较

(1)工件清理工件须除油和除锈。将工件浸入汽油或三氯乙烯蒸气中清除油污;用喷砂或抛丸除锈,清理干净。
  
  (2)预热工件预热的温度应高于粉末涂料的熔化温度20℃左右,根据工件的大小和涂层的品种及厚薄的不同,预热范围在170~220℃。
  (3)覆蔽工件中不需要涂覆的部分可用夹具(如硅橡胶)保护起来,这种夹具起到夹取工件和保护的双重作用。
  
  (4)涂覆将工件进入流化床,为获得均匀而连续的涂层,工件浸涂一次取出后,立即反转180°,待涂层熔化后再浸涂依次,又立即反转180°。浸涂一次的时间为1~2秒。
  
  (5)后热固化为使工件上的涂层更好的固化成膜,应进入烘干室再次加热。固化温度与固化时间这两个工艺参数从获得最佳涂膜性能和尽量缩短施工周期来确定。例如环氧粉末涂料的固化温度为180~190℃,固化时间为40~50分钟。
  
  三、静电粉末涂装工艺金属工件表面涂层的静电粉末涂装工艺可用下面流程表示:表面处理→覆蔽→工件预热→喷涂→固化→淬水→缺陷补救→清理→检验→入库。
  
  表3-18各种粉末施工方法的工艺及特点

(1)对基材表面的前处理这是影响到涂膜性能和质量的主要步骤。一般包括表面清洁、除油、除锈等前处理;对涂层要求高的还要有磷化等步骤。如果基体是铝及镁铸件,就必须采用铬酸盐处理工艺。处理后基材表面达到Sa2.5级,粗糙度在20~50μm;磷化时加温30~40℃,以加快磷化速率,磷化后不要水洗,采取自然干燥或升温60~80℃烘干,表面获得的亚铁离子与残酸会继续反应全部生成磷化膜。
  
  (2)覆蔽对于无需涂装的部位,需要在工件预热之前,把不需要涂覆的部位涂上不导电的硅橡胶溶液或用胶布覆盖。
  
  (3)工件预热为了使工件获得所需厚度的涂层,在喷涂之间可将工件加热以一定温度。工件预热的温度应略高于塑料熔融温度,预热时间视工件大小和厚薄而定,一般以工件和烘箱温度达到热平衡为限。
  
  (4)喷涂喷涂时,须将工件接地,喷枪头部接负高压电源。粉末涂料的选择极大地影响涂膜质量。粉末粒子呈球状得到的涂布效率最为理想。粒度小,密度小的粉末涂料受重力影响小而得到较高的涂布效率。
  
  粉末的电阻率越小,粉末粒子越易放出电荷,吸附力减小,易脱落。所以,粉末的电阻率越大,涂层的饱和度越易达到,一般涂料的体积电阻率在109~1013Ω·cm范围。喷枪头部距工件的距离通常保持在150~200mm左右,距离、角度和喷枪的移动速率应保持一致,涂膜厚度初始增长率与供粉量成正比,喷涂一定时间后,膜厚增长减慢,再增大供粉量时,沉积减少,使回收粉增多,一般粉末输出量为70~120g/min,目测供粉状况以喷出的粉末呈均匀的雾状为合适。
  
  送粉压力不宜过大,一般为0.05~0.15MPa,但喷涂一些形状复杂的工件及涂装边角时,送粉压力可适当大些(0.2~0.3MPa)。喷涂电压增大,粉末的吸附力增加,但太大时,沉积下降,涂膜过薄。一般电压控制在60C~80kv,恒电流控制在20~30μA。喷涂工件时最好转动,使涂层均匀。
  
  (5)固化喷涂后的工件送进烘炉加热至一定温度,使树脂交联成大分子网状结构。固化时烘炉各部分的温度要均匀,工件要保持一定距离。一般环氧粉末涂料的固化条件为180~220℃,20~30分钟。烘烤温度低,熔融、流平性差,固化不完全;温度高了涂膜老化泛黄。
  
  (6)淬水经固化好的涂层,从烘炉中取出来后,即投入冷水中冷却,涂层由于温度急剧下降,从而提高涂层的坚韧性,增加附着力,提高涂层的光泽。
  
  (7)粉末涂层的质量检测指对涂装后的工件表面进行目测、厚度测量、针孔检测等,涂层应平整、光滑、无裂纹、无流挂、无漏涂等。
  
  (8)涂层缺陷的补救工件喷涂后,若有缺陷,将涂层抹掉重喷或趁工件尚有余热即用专门工具(如小刀),将粉末涂料均匀撒在涂层缺陷处,使其熔化。若工件已冷却,则可借助。
  电热吹风机和其他加热设备将缺陷局部加热,然后补上粉末让其熔化。若涂层已经固化,可将工件加热,重新喷涂,或用丙酮浸泡工件,除去涂层后重新涂装。
  
  (9)清理涂层固化后,取下覆蔽物,除去毛刺,即成成品。对装饰性要求高的产品,可在涂膜上进行打磨,然后再喷清漆。在涂装工业中,应用最广的是刷涂、辊涂、压缩空气喷涂和高压无气喷涂。
  
  近年来,随着工业化和自动化的发展趋势,电泳和粉末涂装逐步应用到汽车和家用电器行业。