粉末塗料具有較（jiào）高的生產效率優異的塗膜（mó）性能，良好的生（shēng）態環保性和突出的經濟性（xìng）等特點，受到市場的廣泛青睞.

在生產（chǎn）中，設（shè）備廠家通過對靜電設（shè）備噴槍的（de）改良和（hé）設備技改提高死角上粉率。工（gōng）件死角上粉率看似非常簡單的問題，即讓經過靜電噴槍的粉末（mò）附著在複（fù）雜折彎工（gōng）件的凹麵處，然而做到這一點非常困難。實際生產（chǎn）中（zhōng）工件形狀更為複雜（zá），需要采用多（duō）把噴（pēn）槍進行（háng）噴塗。因此粉末在噴塗過程中，必需克服各種不利因素，減弱法（fǎ）拉（lā）第籠屏蔽效應，使凹槽區域得到有效塗裝即提高死角上粉率。本文著重（chóng）研究高（gāo）壓靜電噴槍在（zài）電暈放電噴塗過程中如何改善工件折彎凹（āo）槽內部（bù）金屬死（sǐ）角上（shàng）粉情況。

1.1 粉末帶電效應

粉末（mò）的帶電效應決（jué）定粉末自身所（suǒ）帶的電荷q0，影響粉末粒子在（zài）接（jiē）地表麵的工件上（shàng）的沉積率。噴塗（tú）粉末（mò）受電場力作用（yòng），粒子到達工（gōng）件表麵後，帶電顆粒緩慢消散電荷（hé），表麵逐步形成次（cì）生電場，粉末在電場作用下，沉積在工件表麵，當粉末達到一（yī）定厚度（dù），電場逐漸減弱，粉末上粉率變差。所以工件表麵塗層厚度受顆粒平均電荷和塗膜厚度的影響。由此可推斷粉末的帶電效應是影響死角上粉的重要因素。

在一定時間內，粉末沉積顆粒所帶平（píng）均電（diàn）荷是表（biǎo）麵電阻係數的函數。可（kě）見粉（fěn）末的上粉沉積率（lǜ）與粉末的電阻率有較強的（de）內在聯係，在試驗中降低電（diàn）阻率，有（yǒu）利於粉末帶（dài）電（diàn），提（tí）高死角上粉率。

1.2 法拉第籠效應

粉末噴塗（tú）到工件表麵，普通電暈（yūn）噴槍釋放的強電（diàn）場具有十分突出的優勢，整個表麵上（shàng）粉率好，但當工件（jiàn）表麵帶有深凹坑或溝槽（cáo）時，往往會碰到法拉第籠效應，見圖1，噴塗（tú）的粉末粒子會集（jí）中在電力線阻位較低處(即這些（xiē）凹陷部位（wèi）的邊緣處)，因為邊緣處場強增加（jiā），直接導致粉（fěn）末粒子朝邊緣處運動，這些地（dì）方的粉未沉積明顯，粉末很難（nán）到達凹槽內，這就是我（wǒ）們平（píng）常所說（shuō）的法拉（lā）第籠效應。

理論上講，當邊緣處塗上厚厚的粉末層，其他粉粒便不能再（zài）在（zài）該處沉積時，唯一（yī）的去處就隻能（néng）是進入深凹的底部。真實（shí）情況並非如此（cǐ），實踐例子證明，粉（fěn）末無法到（dào）達工件凹槽底部，因為其一，由於粉粒被電場強力地推向法（fǎ）拉第籠的邊緣，因而隻有很少的粉粒有機會進（jìn）人凹（āo）陷部位。其二，由電暈放電產生的自由粒子會（huì）沿電力線走向工件的邊緣處，使已有的塗層迅速被多餘的電荷所飽和，以致反向離子化十分強烈，形（xíng）成凹槽真空，內部不帶電，無（wú）法沉積粉末粒子（zǐ），所以死角上粉難（nán）。

原有評判粉末（mò）死角（jiǎo）上粉率好壞（huài）與否在工業生（shēng）產中，粉末企業隻是根據客戶（hù）反饋信（xìn）息，說上粉率好（hǎo）還是不好，然後進行配方調整。粉（fěn）末廠家自（zì）身（shēn）沒有一個評判標（biāo）準，這對我們配方的改善是不利的。本項目擬設立一個專門（mén）的實驗（yàn）程序，對粉末死角上粉率進行（háng）體係評（píng）價。

死角上粉率測定：

實驗器材：實驗室高壓（yā）靜電噴槍；鋁板；夾子：電子天平；實驗粉末塗料（liào）。

試驗方（fāng）法：使用一個專（zhuān）門設計的鋁板，進行死角（jiǎo）上粉率的測試試驗，鋁板中央凹槽（cáo）深3cm，寬3cm.

噴塗（tú）前用夾子將3條鋁片（寬（kuān）3cm，長和鋁板相（xiàng）同）分別固定在相應部位，兩條位於槽外（wài），一（yī）條位於槽底壁上，然後在固定風量，電壓下根據試驗噴塗定量粉末（mò）。3條鋁片在噴塗前、後分別稱（chēng）質量、以測定粉（fěn）末（mò）沉積量。通過（guò）槽內底壁粉末沉積量minternal與槽外兩條（tiáo）鋁片（piàn）上粉末量（liàng）平均值mouter進行比較，就（jiù）能測出死角上粉率：

材料的帶電性，主要包括樹脂，填料和（hé）助劑的調（diào）配，這三方麵是影響粉末在噴（pēn）塗上粉率的重要因素（sù）。

3.1 材料

粉末塗料主要由環氧，聚（jù）酯樹脂等高分子化合物（wù）組成，這些化合物有較高的介電常數，因而在電場中受到的電場力作用強，如果在配方中隻用純樹脂，上粉率好。但由於價格（gé）成本高一般（bān）不（bú）采用此種方式，粉末廠家為自身市場競爭的需要，降低材料成本添加填料控製合適的顏基比，其中添加粒徑細（xì）的填料，在試驗中（zhōng），如超細硫酸鋇（bèi），可提高死角上粉率。

3.2 帶電助（zhù）劑

現在粉末廠家基本是（shì）通過在粉（fěn）末（mò）配方中外加帶電助劑來實現粉末死角上粉率的提高。主要分為兩種，增電劑和抗靜電劑。增電劑主要成份（fèn）為帶電基團的有機胺鹽，提高噴塗時粉末粒子的帶電量，並將工件表（biǎo）麵的電荷及時泄漏掉，提（tí）高死角上粉率，從而克服了靜（jìng）電屏蔽效應。

抗靜電劑（jì）不同於一（yī）般的胺類帶電劑，使粉（fěn）末具有（yǒu）很（hěn）好（hǎo）的摩擦帶電性能。它自身的帶電官能團在粉末噴塗中能（néng）捕捉電離場（chǎng）中負離子帶上負電電荷，減弱凹槽（cáo）死角等部位法拉第籠（lóng）效（xiào）應電力線作（zuò）用，這（zhè）時帶有較（jiào）多電荷的粉末粒子就能靠自身的力量到達工件表（biǎo）麵，改善死角上粉。

根據試驗配方對（duì）帶電助劑進行優選，顯（xiǎn）示，添加（jiā）0.1%-0.6%的有機銨鹽助劑，能有效地降低粉末電阻率，增加粉末帶電效應，提（tí）高粉末死角上粉率。

3.3 粉末後混助劑的研究

粉末經ACM主、副磨的轉速，和冷風係統，得到的粉末粒（lì）徑正態分布集中、峰值合適。但粒徑本身（shēn）很細，自身的流動性很弱，不利於粉末帶電性，影響粉末（mò）的（de）死角上粉率。提高（gāo）粉末顆粒帶電性，需要在擠出和粉（fěn）碎過程中（zhōng）加人氣相二氧化矽或氧化鋁。例如加入一定量的氣相二氧化矽和氧化鋁c，能夠有（yǒu）效提高（gāo）粉末帶電性（xìng），並增加粉末流動性（xìng）。

添加氣相金屬氧化物，如配方7，在噴塗中最（zuì）能有效地克服法拉第籠效應，密度更小的膠體（tǐ）二氧化矽附著在粉末顆粒表麵，增強原有粉末粒子的帶電性，有利於穿透法拉第籠效應（yīng）區域，死角上粉率更好。

氣相二氧化矽是蓬鬆高純度（dù）無定形白色粉末，按（àn）極性分為親水性和疏（shū）水性（xìng）兩類。根據實踐生產選用疏水性的氣相二氧化矽，可改善粉末（mò）的帶正電荷性，提高死角上粉率，效果顯著。疏水（shuǐ）性氣相二氧化矽應（yīng）用效果最好的是贏（yíng）創的AEROSIL972，在試驗過程中幹混添加0.1%一1.0%，即可達到較好（hǎo）的死角上粉率效（xiào）果。

此外，幹混助劑氣相二氧化矽有助於（yú）提高粉末的貯存穩定性、降（jiàng）低吸潮性、增加邊角覆蓋效果。在粉末塗料中添（tiān）加合適粒徑的氧化鋁C同樣也能提高粉末死角上粉率，效果也比較（jiào）明顯。

4.1 粉（fěn）末電阻（zǔ）率與死角上粉（fěn）率關係

噴塗粉末顆粒的電阻率（lǜ），決定（dìng）了沉積在工件表（biǎo）而顆粒的電荷消散速率。表麵電阻（zǔ）係數高的顆粒（lì）在死角處能夠較長時（shí）間保留他們的原始電荷（hé），而表麵電阻係數較低的顆粒很快就消散了他們的表麵電荷。當表麵電荷（hé）高時，電效（xiào）應強烈，法（fǎ）拉第籠效（xiào）應表現強烈，粉末在噴塗中不易到達死角。實驗結果表明:當將（jiāng）表麵（miàn）電阻率為1.5×10⁶Ω·m的粉（fěn）末噴塗在實驗（yàn）基材上時（shí），死角出現裸露金屬（shǔ）。當經過改（gǎi）進實驗配方，試驗發現（xiàn），當粉末電阻率<2x10^{4Ω.m時（shí），粉末易噴塗到工件上，並且死（sǐ）角上粉率好，但如果電阻率太低（如＜6x102Ω.m）。死角上粉率雖好，但容易出現邊角積（jī）粉，塗（tú）層固（gù）化會（huì）出現較厚的（de）波紋橘皮，影響塗層美觀。為（wéi）了得到適宜的塗層，附著力和（hé）死角上粉率，粒子表麵的電阻率應該保持在（zài）103~104Ω.m範圍內。}

4.2 電壓與工件噴塗距離關係

粉體在噴塗時電壓（yā）要適當，將粉體噴塗出槍口並且呈鬆散狀態，有（yǒu）利（lì）於粉末（mò）帶電。粉末塗料噴塗電壓一般保持（chí）在50-90 kV，不同電壓下，上粉（fěn）率都隨（suí）噴塗（tú）距離的增加而下降.在實驗室噴塗折彎工（gōng）件過（guò）程中，試驗初期，死角上粉率一直不好，認為推近噴槍與工件的距離，可以減（jiǎn）少法拉第籠效應提高死角上粉率，然而這是一種錯誤的認（rèn）識。

噴槍與工件距（jù）離越近，到達工件（jiàn）表麵的電流就越強.當噴槍靠（kào）近（jìn）工件表（biǎo）麵試圖將粉末推入法拉第籠效應區域時，隨著距離增進，空（kōng）間電流增大（dà），工件表麵單位麵（miàn）積內的自由離子密度大大增加，反電離作用提前發生，反而無助於工件死角（jiǎo）上粉率。根據實驗室經驗，調節合適的電壓60-70 kV，根據工件折彎度（dù）的不同，適當調節噴槍與工件的距離，並且保持在10-15cm之間，可促進粉末向（xiàng）法拉第籠效應（yīng）區（qū）域滲（shèn）透，使粉末沉積在死角處，提高死角上粉率。

4.3 粒（lì）徑與死角上粉率關係

粉末塗（tú）料的材（cái）料大部分都（dōu）是高（gāo）絕緣性能材料，一定粒徑粉末粒（lì）子一旦帶上電就很難（nán）消失，且粉末的電陽率也較（jiào）大。現在普（pǔ）通（tōng）粉末廠家一般都控製粒徑在35一45 微米，這一（yī）粒徑範圍的粉末在電場中的上粉（fěn）率較好。理論研究表明，粉末粒子（zǐ）的帶電量與粉末粒徑的平方成反比.粒徑較粗的粒（lì）子帶電強度大，更（gèng）容易透過法拉第屏蔽效應區域，沉積在工件表麵死角上粉率好。粉末粒（lì）徑偏細，帶電量小，在電場中要（yào）克服粉末重力，空（kōng）氣動力等不利（lì）因素影響，死角上粉（fěn）困難。

本項目試驗結果顯示，能較好克服法拉第（dì）效應促進死角上粉的粉末粒徑宜（yí）控製在25-35 微米範圍（wéi）之內（nèi）。細粒徑(≤10微米)控製在8%以下，超細粉一般不帶電（diàn），噴塗過（guò）程中主要受空氣氣流（liú）的影響（xiǎng）。粗粒徑(≥70微米)控製（zhì）在3%以下，能夠有效地避（bì）免凹槽邊沿的厚（hòu）塗問題，克服粉末在未達（dá）到工件表麵掉落或（huò）者（zhě）粒（lì）徑較細的粉末被吸走等不利因素，實驗室試驗結果表明（míng）死（sǐ）角（jiǎo）上粉率（lǜ）檢驗（yàn）值能達（dá）到R≥0.7以（yǐ）上。

探討粉（fěn）末死角上粉率時，有多種因素共（gòng）同作用，要將內在和外在因素加以區分。外（wài）在因素包括被（bèi）塗工件彎角大小（xiǎo）與（yǔ）形狀，客戶噴粉係統，噴粉施工人（rén）員等，這些因（yīn）素也影響死角上粉率，是不可忽略（luè）的（de）因素。

本文討論的是粉末配方（fāng）凋整和噴塗工藝中的可操作因素，屬（shǔ）於內在因素。隨（suí）著（zhe）粉末研（yán）發和生產技術的不斷改（gǎi）進，可以有效地避免死角上（shàng）粉率差問題，但不能完全解決上述問題，隻有對以上可變因素進行適宜調整，綜合實現粉末噴塗（tú）死角（jiǎo）上粉率預期目標。

來源：網絡