影响粉末涂料粉末率的因素探讨

作者:王师傅 分类:涂料 日期:2021-05-19 18:32:44 浏览:128

【摘要】介绍了粉末涂料静电喷涂的原理,分析了影响粉末装填率的因素,提出了提高粉末装填率的工艺条件。

【关键词】粉末涂料;装粉率;工艺参数;静电喷涂;因素

粉末涂料具有生产效率高、涂层性能优异、生态环保性好、经济性突出的特点,受到了世界各国的关注。粉末涂料以每年10%以上的速度增长,特别是在中国90年代末,出现了许多粉末涂料制造商。在保证粉末涂料外观和力学性能的前提下,厂家关心的是单位型材粉末涂料的消耗量,也就是生产成本,所以粉末涂料的装粉率就成了厂家和用户共同关心的问题。

1.粉末涂料的静电喷涂原理

粉末涂料的静电喷涂是基于高压静电电晕电场原理。高压负电极(一般为60 ~ 100千伏)连接在金属喷枪杯和喷枪头部的极针上,被喷涂的工件接地形成正电极,从而在喷枪和工件之间形成强静电场。作为载气的压缩空气体,当粉末涂料从供粉桶通过粉管送到喷枪的喷杯和极针时,由于与高压负极相连而产生电晕放电,使粉末进入高电场强度的静电场。在静电力和载气的双重作用下,粉末均匀地飞向接地工件表面,形成厚度均匀的粉末层,然后加热固化成镀膜。

粉末涂料的装粉率一般指粉末喷涂的覆盖效率。从喷涂机理来看,静电喷涂的主要吸附力是静电力,装粉率主要取决于粉末颗粒带多少电。根据库仑定律,在一定时间内,粉末涂料颗粒的荷电量有以下关系:

因此,提高粉末颗粒的荷电能力可以提高粉末涂料的粉末负载率。

2.影响粉末涂料装粉率的因素

2.1粉末粒度

从公式(1)可以看出,粉末的带电量与粉末粒度的平方成正比,粉末的带电量随着粒度的增大而增大,反之,粉末的带电量随着粒度的减小而减小。因此,在粉末涂料的生产过程中,需要减少小粒径粉末涂料的用量(10mum);但是粉末的粒径不能太大,会降低涂膜的外观质量,造成严重的橘皮。也有可能是大颗粒粉末的重力超过了空的气动力和静电力,在飞行过程中粉末涂层由于重力的作用,在到达工件表面之前会掉下来,反而会降低粉末加载速率。因此,控制粉末粒度是控制粉末涂料质量的关键问题之一。图1为环氧-聚酯混合CH-08粉末涂料的粒径分布,用激光粒径分布仪检测,喷涂效果好,装粉率高。

从图1可以看出,适合静电喷涂的粉末涂料的粒径控制在20 ~ 90mum更合适。

2.2介电常数

从公式(1)可以看出,粉末的带电量与粉末的介电常数成正比。选择介电常数较高的涂层成分可以增加粉末颗粒的荷电量,大大提高粉末吸附力,提高粉末装填率。

2.2.1涂层配方

粉末涂料主要由环氧粉末、聚酯粉末等高分子化合物组成,具有较高的介电常数,因此它们的库仑力(静电力)较大,装粉率较高。但由于其价格较高,一些粉体生产厂家降低了原料成本,添加了过多的填料,降低了颜料与基料的比例,大大降低了粉体装载量。CH-08粉末涂料配方见表1。经过几年的生产检验,应用效果良好,粉末涂装率高。

2.2.2粉末涂料的使用和储存条件

与溶剂型涂料相比,粉末涂料容易出现轻微的桔皮。因此,许多粉末涂料制造商为了追求工件表面的光滑度和光洁度,尽最大努力将粉末涂料的粒径减小到允许的粉末粒径范围内,以增加其流平性,达到更好的涂装效果。但是粉末越细,越容易吸潮。粉末涂料的吸湿性(含水量)直接影响粉末的介电常数。轻微的吸湿会影响其充电性能,降低装粉率,影响粉末的流动性和成膜性能,使涂膜不光滑,甚至难以吸附在工件上,涂膜会产生气泡和针孔,喷枪会堵塞喷枪,如果粉末吸湿严重,会结块,不能静电喷涂。因此,为了提高装粉率,可以采取以下措施:(1)压缩空气体净化系统必须通过二次过滤和吸湿装置尽可能降低压缩空气体的含水量后才能使用;(2)注意喷粉现场空气体的相对湿度。相对湿度每变化30%,就相当于粉末电阻率变化两个数量级。特别是南方相对湿度较高的地区,有资质的厂家建议在喷粉间安装除湿空;(3)保持仓库空空气流通。粉末涂料包装箱应放置在与地面隔离的木板上,堆放高度不应超过4层。

2.3喷涂工艺条件

2.3.1静态电压

从公式(1)可以看出,粉末涂料的荷电量与电场强度e成正比,因此增加静电压和粉末的荷电量有利于粉末装填率的提高。通过生产试验,静态电压与粉体附着力的关系如图2所示。

从图2可以看出,粉末的附着力随着静电压的增加而迅速增加,当达到90kV时附着力变化不明显,因此生产中宜将喷粉电压控制在60~90kV。

2.3.2喷枪与工件之间的距离

当确定静态电压时,电场强度与极间距离成反比。喷枪与工件距离过短时,会发生火花放电;如果距离太远,装粉率会降低。喷枪距离与击穿电压的关系如图3所示。从图中可以看出,当静电电压控制在60~90kV时,静电喷涂距离在250 ~ 350 mm之间。

3.结论

粉末涂装率是由多种因素决定的技术指标,它不仅是粉末喷涂过程中的一个固定参数,每个厂家都有自己的企业标准。除了上述讨论的主要因素外,还有一些其他因素,如喷涂工件的表面形状、喷枪的类型、回收系统的性能等。,会影响装粉率,需要在生产中不断探索和研究。




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