静电喷涂介绍
静电喷涂介绍
静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。它不仅能节省涂料，降低对环境的污染程度，而且可以使喷涂工艺机械化、连续化、减少废品率，获得优异的涂膜性能，大大提高劳动生产率，改善劳动条件，从而获得可观的社会经济效益。
一般来说，被涂物在涂装之前须经过前处理，使其除油、除锈、生成磷化膜，这样能够达到更好的防锈目的，与喷涂介质更好地黏着。
静电喷涂是以被涂物为阳极，一般情况下接地；涂料雾化结构为阴极，接电源负高压，这样在两极就形成了高压静电场。
由于在阴极产生电晕放电，可使喷出的涂料介质带电，并进一步雾化。按照“同性相斥，异性相吸”的原理，已带电的涂料介质受电场力(F=扭)的作用，沿电力线定向地流向带正电的被涂物表面，沉积成一层均匀、附着牢固的薄膜。
静电喷涂也可采用正极性电晕放电，但负极性电晕放电的临界电压较正极性电晕放电低，又较为稳定、安全且不易产生火花。因此，在通常情况下将被涂物作为正极接地。
·粉末静电喷涂及其特点
粉末静电喷涂是通过喷枪或喷杯的电极针向被涂工件方向释放高压静电(一般为60～100 kV)，高压静电使喷杯或喷枪喷出的粉末和压缩空气的混合物以及周围空气电离，由于高压负极产生电晕放电，在其附产生了密集的负电荷，使粉末带上负电荷进入了电场强度很高的静电场。粉末在电场力和压缩空气压力的双重推动下到达被涂物表面，形成厚薄均匀的粉层，再加热熔融固化为涂膜。
一般来说，凡在200℃不发生变形、能使荷电的粉末微粒吸附在被涂物表面，其表面涂装都可以采用粉末静电喷涂。因此，粉末静电喷涂技术可广泛应用于仪器仪表、家用电器、机电设备、汽车船舶、轻工器材、家具机械及建材等金属零件的表面防护和装饰性涂装中。从目前采用的喷涂技术来看，粉末静电喷涂在工业涂料中有其独特的优势。
(1)粉末涂料是固体涂料，没有溶剂，不易挥发，大大减少了由溶剂引起的污染问题，有利于环保和操作工人的身体健康。
(2)在喷涂过程中，多余的喷粉可以利用回收系统集中收集，达到回收再利用的目的，因此其粉末的利用率相当高，使企业的生产成本降低，获得较好的经济效益。
(3)整个涂装过程只需经过前处理、喷涂、固化等工序，简化了传统的多工序喷涂手段，使喷涂作业线工作效率高，无论是手工还是自动操作都比较方便。
(4)粉末静电喷涂后，经过烘烤就可以得到性能优异的涂膜表面。该涂膜坚固耐用，能够耐酸、耐碱，同时具有耐磨擦性、抗冲击性、机械强度高等特点。
但是由于粉末静电喷涂正处在发展时期，所以不可避免地存在一些缺点，譬如经过喷涂以后的涂层存在杂质多、缩孔、色差大、附着力差等，这些都是今后应该着重去解决的问题。
·液体静电喷涂及其应用
静电在均匀、细化雾滴及提高雾滴在目标物的沉积量、均匀性、吸附性等方面有明显的效果。液体的粗电喷涂是指在喷嘴和对应的接地电极之间加上高电礓时，喷嘴尖端流出的液体因受表面张力、静电力、电荷_之间的排斥力以及重力等作用力使液滴表面不稳定，进而分裂后破碎，最终将雾化后的液滴均匀地涂覆在被涂物上。在液体静电喷涂的研究中，其基本喷涂原理和粉末喷涂并无太大差别，只是高压静电场中液滴雾化程度的好坏直接决定了液体的喷涂效果。
虽然在静电场作用下液体雾化机理比较复杂，但是这对于液体的静电喷涂研究有十分重要的意义。通常情况下可以认为，液体的表面张力和黏滞阻力是雾化过程中存在的两种主要阻力。研究发现，液体荷电导致其表面张力降低和内外压力差增加有利于液体雾化，雾滴荷电量达到瑞利极限时，表面电荷间的排斥作用使雾滴继续分裂。液体的静电喷涂技术正是利用静电对液体作用来提高雾化效
果、生产效率和降低生产成本的。
用于静电喷涂的液体雾化后的雾滴比较均匀，通过高压静电场可以有效地降低雾滴尺寸，提高雾滴谱的均匀性、沉积效率等。同时，用于液体喷涂的涂层质量好、工作可靠、设备利用率高、维修费用少、对环境污染少，从而可获得良好的经济效益。液体静电喷涂技术正是基于此种目的才广泛地应用于工业中，可以用来静电喷油、静电喷漆等。在此，作者仅以本校生产的静电涂油机为例说明液体喷涂技术的应用情况。
静电涂油机是液体静电喷涂应用的成功范例，它是集机电及高压静电技术于一体的高科技产品。它依靠高压静电的作用，将液体防锈油均匀地喷涂在金属板(带)材表面上，可广泛用于钢及有色金属板(带)材生产线以及其他需要高质量涂油的工艺过程中。
静电涂油机工作时液滴喷涂雾化的基本原理为：当涂油刀梁接通高压直流电源负极后，刀梁与钢板之间就建立了高压静电场。由于涂油刀梁的刃口比较尖锐，曲率半径极小，因此在刀梁尖端处产生电晕放电现象，空气分子在此情况下被电离成为正负离子，这些正、负离子会沿着电力线快速运动，正离子飞向喷油刀梁而被中和，负离子则被电场加速而向钢板(带正电)飞去，途中会与油滴相撞而使油滴荷电。随着油滴表面负电荷的逐渐增加，电荷间的静电斥力将随之增大，当电荷之间的静电斥力超过液滴的表面张力时，液滴将会破碎，宏观上即为雾化现象，最终将雾化后的液滴均匀地喷涂在钢带(钢板)上。
·铝型材表面处理技术之静电喷涂工艺
静电喷涂和电泳涂漆是近年来发展较快，技术较先进的铝型材处理工艺之一。
静电喷涂的优点：节省能源、环保、无污染、生产效率高，便于自动化生产，产品色彩繁多，能满足不同顾客色彩个性需求。
电泳涂漆的优点：表面光洁度高，色彩光泽晶莹，产品表层覆盖一层漆溶剂，比一般氧化铝合金型材更耐腐蚀。
依据项目预算，静电喷涂与电泳喷漆生产线投资额差不多，一般中型铝型材企业都有：熔炉--积压--氧化生产线，但很少有企业能同时上静电喷涂与电泳涂漆两条生产线。如果能通过静电喷涂与氧化着色工艺，生产出类似电泳涂漆产
品，将降低投资，提高设备利用率，也是一项新的技术革新。经过一年的工艺试验，该一产品得以实现，并可形成工业化生产。
1设备要求
a．铝合金型材熔炉--挤压--氧化着色生产线
b．静电喷涂生产线
c．铝合金型材产品，表面膜厚及涂层附着力等检验设备
2罩光水晶铝型材生产工艺流程
成形铝合金型材上料-脱脂-水洗-碱洗-除光-氧化-着色-半封孔-静电喷涂-烘干-包装
在生产过程中每道工序都必须用水洗干净，防止污染，提高槽液使用时间，关键工序在于：着色-半封孔-静电喷涂，每道工序严格按工艺控制操作。
3各道工艺要求
a．脱脂：100-150g/L（质量浓度）H2SO2：时间3-5分钟
b．碱洗：45-85g/L（质量浓度）：时间5-15分钟。如果型材表面机械纹轻微，可减少碱洗时间。
c．出光：200-250g/LH2SO2（质量浓度），3-5g/LH2NO3，起到中和、提高型材表面光洁度的作用。
d．氧化着色：150-180g/LH2SO2（质量浓度）为氧化电导液，着色液为亚锡盐和镍盐，色料为金香槟色。
e．半封孔：关键工序。工艺要求常温封孔，氧化膜1um，封孔1分钟，但这里膜后不能全部封闭，必须剩余一半膜孔来吸附静电喷涂的粉剂。
f．静电喷涂：自动喷涂的喷房，喷粉剂为高光透明聚酯粉剂，成乳白色，覆在型材表面烘干后成水晶透明色，光洁晶莹，把氧化着色的金黄槟色型材底色，衬托得色泽绚丽，晶莹剔透，不亚于电泳涂漆铝型材产品。
g．烘干包装：烘房内恒温180度，烘干时间为2分钟，由烘房出来的铝型材产品，用冷风冷却至40-50度，人工目测检测产品质量，合格后再包装，下料包装时必须轻拿轻放、严防碰伤。
产品检验
检验方法：膜层性能的试验，应在涂层固化后放置24小时后进行。
a．涂层厚度监测方法：
用测膜仪监测涂层膜厚。
b．涂层耐冲击试验方法：
采用冲头直径为16mm，将重锤置于适当的高度自由落下，直接冲击涂层表层，使之产生一个深度为2.50.03mm的凹坑为准，观察涂层变化。
c．涂层附着力试验方法：
在涂层表面划格，间距为2mm，再用胶带粘贴撕开，观察涂层是否脱落。
d．杯突试验方法
用冲头的球形顶端以每秒0.2-0.1mm的恒速度推进向试样，直到规定0.750.05mm，观察涂曾是否脱落或与型材分离。