静电喷漆说明书.docx

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静电喷漆说明书

摘要

在保护地球环境呼声日益高涨的今天,要求在涂装的过程中减少挥发性有机化合物的飞散以及降低能耗、废弃物的处理等。

同时为了有效地利用资源、降低涂料耗量、保持国际竞争能力,必须开发高品质的涂装。

在金属的油漆护理作业中，由于长时间使用后，表面油漆会掉色或者脱落，现今,在这种背景和动向之下,不仅要局部改进涂装技术，提高涂装的效率，采用新型的喷漆技术。

喷涂由于工序少，产生的问题的环节也少。

主要工序只有前处理、静电喷涂和烘烤三个工序。

其中最重要的是喷漆要有高附着力，然而许多生产厂家对此没引起足够的重视，以致带来许多后患。

有些隐患还不是短期内能反映出来。

以致最后发生了许多不可弥补的问题，从这个意义上分析，对涂粉设备及涂料生产厂家来讲，非优质设备和涂料是没有发展前途的。

特别是在国内上百个喷粉设备和粉末涂料生产厂家竞争条件下，更是如此。

因此，提高涂装的附着力质量及持久性，摆在了我们的面前。

本文就关于如何提高涂装的质量进行了简单的一些探索。

关键词：

涂装；质量；附着力

Abstract

Growinginprotectingtheearth'senvironmentcallstoday,requiredtoreducethedispersionofvolatileorganiccompoundsinthecoatingprocessandreduceenergyconsumption,wastedisposalandso.Atthesametimeinordertoefficientuseofresources,reducethepaintconsumption,maintaininternationalcompetitionability,mustdevelophighqualitycoating.Withthecolordiversity,innursingpaintworkmetal,duetolongtimeafteruse,thesurfacepaintcolorandpaintingoftheoriginalcolorwillbedifferent,nowadays,inthebackgroundandtrend,notonlytothelocalimprovementofcoatingtechnology,improvetheefficiencyofcoating,weadoptnewpaintingtechnology.Sprayingbecauseoflessprocess,alsoproducelessproblemlink.Themainprocessonlypretreatment,electrostaticsprayingandbakingprocessesofthree.Oneofthemostimportantisthepaintingtohavehighadhesion,however,manymanufacturershavenotbeenpaidenoughattention,sobringalotoftroubles.Someproblemsarenotreflectedintheshortterm.Thatfinallyhappenedmanyirreparableproblem,analysisfromthismeaning,thecoatingequipmentandcoating，intoday'scompetitivemarketconditions,nothighqualityequipmentandpaintisnotpromising.EspeciallyinChinahundredsofdustingequipmentandpowdercoatingsmanufacturerscompetitiveconditions,isevenmoreso.Therefore,toimprovethecoatingqualityanddurability,suspendsinfrontofus.Thisarticleonhowtoimprovecoatingqualityweretoexploresomesimple.

Keyword：

application；application；adhesiveforce

目录

前言3

1、涂装的目的及方法4

1.1目的4

1.2涂装方法4

2、粉末涂料的优越性5

3、静电粉末喷涂的含义及特点7

3.1静电粉末喷涂的含义7

3.2静电粉末喷涂的特点8

4、静电喷涂工艺对环氧粉末涂料的技术要求11

4.1概要11

4.2静电喷涂工艺对粉末涂料的技术要求11

4.2.1粉末涂料的颗粒细度12

4.2.2粉末涂料的电阻率和介电常数12

4.2.3粉末的含水量的湿度13

4.2.4粉末涂料的稳定性13

4.3结论14

5、静电粉末喷涂工艺15

5.1基本原理15

5.2喷涂施工过程中的主要设备16

5.2.1喷粉室16

5.2.2静电喷枪16

5.2.3供粉系统16

5.2.4输送系统17

5.2.5固化装置17

5.2.6空气压缩机18

5.3粉末静电喷涂工艺流程18

5.3.1表面预处理18

5.3.2喷涂19

5.3.3烘烤固化19

5.3.4.检查,包装19

6、涂装设备设计方案21

6.1设计依据22

6.2设计原则与思路22

6.2.1设备设计原则22

6.2.2设备配置原则23

6.2.3设备主要组成23

6.2.4工艺说明23

6.3喷涂线各设备主要技术性能说明25

6.3.1水帘喷漆室25

6.3.2流平室26

6.3.3烘干室26

6.3.4悬挂链输送系统28

6.4职业安全卫生29

6.5技术接口的划分30

6.6设备制作相关标准31

7、涂料附着力基本原理分析32

7.1附着力理论32

7.2附着形成机理33

8、油漆附着力的测定方法36

8.1方法36

8.1.1划圈法测定附着力36

8.1.2划格法测定附着力36

8.1.3拉开法测定附着力37

8.2百格测试方法37

8.2.1实验条件及标准38

8.2.2操作步骤38

8.2.3相关测试工具产品参数39

8.2.4操作与使用方法39

8.2.5注意事项39

9、静电粉末喷涂出现的问题及改进措施41

9.1杂质41

9.2缩孔41

9.3出现色差42

9.4涂层附着力差42

9.5粉末涂层桔皮42

9.5.1粉末涂料桔皮外观的判断方法43

9.5.2桔皮的发生44

9.6涂层中有气泡45

10、影响静电粉末喷涂质量的因素46

10.1粉末的电阻率46

10.2喷粉量46

10.3粉末和空气混合物的速度和梯度46

10.4喷涂距离46

10.5喷涂时间46

10.6粉末的粒度46

10.7粉末的带电能力47

10.8压缩空气的温度、湿度和洁净度47

11、总结48

致谢49

参考文献50

前言

本次的毕业实习是在焦作制动器有限公司完成的，我所在的车间是涂装车间，车间内有三条生产线，我选取了静电涂装生产线作为本次实习的主要目标。

由于在当今社会，各位商家竞争激烈，各类产品层出不穷，所谓优胜劣汰，竞争不行的就要落后，在喷涂方面就主要体现在喷涂质量的竞争上。

由于涂装喷涂工序少，产生的问题的环节也少，一般出现的问题不多，而涂装表面喷漆质量即附着力的问题比较突出，很多零件及机器在使用一段时间后出现掉漆、变色等问题，严重影响使用，所以我选择如何提高喷涂质量及提高附着力作为本次论文的课题。

在论文里本人阐述了什么是静电喷漆，以及静电喷涂生产线的工作原理，找出了产线中出现的问题，并从中找出来影响附着力的因素，并加以改进，以保证喷漆后金属表面有良好的附着力。

1、涂装的目的及方法

1.1目的

涂装的目的首先是防护性，以延长工件寿命，其次是装式性，达到美观宜人。

再次是特殊用途，以达到特殊性能。

如：

隔音、决热、防火等。

1.2涂装方法

涂装的方法很多，主要有刷漆法、浸漆法、空气喷涂法、高压无气喷涂法、静电喷漆法和电泳涂装法等。

2、粉末涂料的优越性

粉末涂料是一种粉状不含液态溶剂及稀释剂的新型涂装材料。

由于其高装饰、重防腐性、粉末可回收利用，无有机溶剂对环境的污染等特点决定了其广泛的应用空间。

粉末涂料施工与传统的油漆施工相比较，有如下优点：

1）粉末涂料是一种不含溶剂的涂料，这就决定了不需要把主要成膜物质及辅助成膜的物质、添充料及颜料都溶于有机溶剂中，解决了某些有机溶剂无法溶解的高分子成膜物质均可作为涂料使用的难题。

而许多难被溶剂溶解的高分子物质却是防腐及装饰性涂料必可少的中坚力量。

2）粉末涂料因不含易挥发的有机溶剂，不易燃烧爆炸，只要防止粉尘积聚过多就可解决着火爆炸的隐患，这一点油漆等易燃的溶剂性涂料却无法克服。

3）由于粉末涂料本身不含有机溶剂，施工操作及制粉过程中无刺激性气味，不但可防止环境被污染和破坏，而且对操作者本人的身心健康大为有益。

4）油漆类液态涂料施工过程中的利用率仅达到50%—60%。

而粉末涂料一次上粉率约为70%—80%（受工件形状等因素影响），其余粉末可二次回收利用，利用率在90%—98%。

5）油漆类液态涂料施工过程中必须加入30%—50%的稀释剂，而这些稀释剂的作用只是调整粘稠度，并不是固化成膜的必须成份，回化过程中又挥发掉了。

不但污染环境，而且做了大量无用功，浪费了原料，提高了生产成本；粉末涂料施工过程中则根本不需要这类稀释剂。

6）油漆类液态涂料的厚度一般为15—30μm，而粉末涂料一次涂装便可达到60—150μm之间，可一次涂装达到要求厚度，减少劳动强度，适合自动化流水线生产操作。

7）粉末涂料固化后的外观丰满度高，色泽柔和，令油漆类液态涂料经固化后的外观效果望尘莫及。

8）粉末涂料由于不含溶剂，固化过程中不易形成针孔和气泡，而液态涂料由于存在挥发性溶剂和稀释剂，固化过程中易生成针孔和气泡。

9）粉末涂料便于运输，不会渗漏和挥发，而液态涂料运输则很不方便，易渗漏和挥发，甚至可能燃烧爆炸。

10）粉末涂料的防腐装饰性好，生产综合成本低，油漆类液态涂料则无法与之相媲美。

正是由于上述诸多液态涂料所不具备的优点，粉末涂料在近二十年来在中国大地呈现欣欣向荣、蒸蒸日上的局面。

但从科学的角度去分析，任何事物都有优点也有不足之处。

粉末涂料在使用过程中仍存在换色困难、生产设备复杂、必须高温固化等缺点。

这正是从事涂装行业的广大同仁需通过不断努力攻克的难题。

粉末涂料真正应用到工业和生产中在我国只有二十几年的历史，目前在生产工艺和施工应用方面均已趋于成熟。

进入八十年代后期，在国内和国外掀起了一股“粉末热”，尤其在我国，近几年的粉末涂料年增长率曾超过25%，这在涂料史上是罕见的。

国外先进工业国家由于起步早，基础好，目前以年增长率10—15%的速度增长。

两相比较，我国有着广阔的市场需求。

就目前市场产品，大到冰箱、洗衣机、防盗门，小到五金制品，无一不与静电粉末喷涂有着不解之源。

这足以预示我国粉末涂料行业发展的灿烂前景。

3、静电粉末喷涂的含义及特点

3.1静电粉末喷涂的含义

静电粉末喷涂俗称“静电喷塑”，静电粉末喷涂是以具有雾化咀（使涂料雾化）和放电级（发生电量电流）的涂装机使涂料

3-1静电喷漆生产线

微粒化，对之施加电荷，在电极与被涂物体之间形成电场，利用其静电吸附作用而涂装.静电粉末喷涂工艺出现于20世纪60年代，主要是应用于金属表面涂装。

进入20世纪90年代末，随着粉末涂料和喷涂设备的发展，由法国Sames公司于1962年最先研制成功，1965年随着英、法、德、美、日等国相继推出成套静电粉末喷涂设备，使静电粉末喷涂工艺应用于非金属表面成为可能，在工业生产中达到了广泛的应用。

粉末静电喷涂属涂装后处理，必须在工件进行了严格前处理（除油、除锈、磷化）后进行，工件表面无油、无锈、无飞扬的尘土，无挂灰现象，且绝对不允许有高温（180—200℃）易分解的产物存在。

尽可能采用喷砂或锌系磷化（铁系磷化效果很差），不允许除油除锈后，直接用亚硝酸盐等钝化防锈即进行静电粉末喷涂，易导致涂层附着力不好及大面积脱落现象，这一点在许多厂家曾有过沉痛的教训。

3.2静电粉末喷涂的特点

主要特点：

喷涂方式可采用手动、自动或手动+自动。

喷料100%是固体粉末，游离的粉末可以回收利用，涂料回收利用率可达98%。

悬吊运输系统，自动化程度高。

涂层微孔少，防腐性能好，并可一次进行厚膜喷涂。

自从粉末涂料喷涂技术进入涂装业后，粉末涂料在一般工业用涂料中所占有的市场比例逐年持续增长，其原因是粉末喷涂技术具有独特的优势。

除此之外，它还有以下优势：

1）降低对环境的污染程度

随着环保法对在大气中有机挥发物（voc）含量越来越严格的规定，涂装业一直试图开发对环境较温和的涂装技术，经过长期的研究与实验后，发现“静电粉末喷涂”是目前能够达到的最干净的涂装技术。

粉末涂料不使用有机溶剂、水等挥发性溶剂，为无机溶剂型涂料，这就大大减少了起因于溶剂的污染公害，包括因含有机溶剂而起操作人员的中毒事件；也不会因有机溶剂而引发火灾。

自粉末涂料面世至今，还没有发生过因粉末涂料而引起的重大安全事故。

粉末涂料是纯固体成分的涂料，可以完全采用全自动喷涂，大量或超喷的粉末，容易由回收系统收集，达到回收再利用的目的。

因此，粉末涂料的使用率几乎可达100％，使得涂装业降低，废弃物的处理成本，同时可使环境污染的程度降到最低。

2）经济效益显著

涂膜形成的成分中，溶剂型约为60％～65％，而粉末涂料几乎可达到100％的效率，且未附着于被喷涂物件的粉末，可以回收再利用。

一般情况下，使用粉末喷涂技术，可使涂装作业尽可能达到经济性及有效性。

在粉末涂装作业中，如果有喷涂不良的部位，可在未经烘烤前，使用空气喷枪将其吹除，然后进行再涂装。

因此可避免表面流漆、滴漆等现象，大大降低了重涂返工的几率。

由于粉末喷涂运用静电喷涂作业，涂装设备几乎可达到全自动化，节约了人力资源。

即使需要人工辅助，涂装人员也不必经过长期训练，即可掌握操作技能。

粉末涂料为100％的固体成分，不需添加任何溶剂，所以涂料量减少，节省包装，降低储存空间。

3）节约能源

粉末涂料因没有有机挥发物的产生，避免了因挥发至大气中而产生的浪费，所以与液体涂料相比，能源成本大大降低。

静电喷涂设备一次喷涂即可得厚膜，不必进行重复性喷涂，也不必打底漆，比相同膜厚的涂装作业速度快，效率高。

涂装设备中不需要静止时间，可节省设备空间。

另外，粉末喷涂的烘烤时间也较液体涂装时间短，因此可大大降低燃料能源的消耗，缩短涂装作业线，提高产量及生产效率。

4）优异的涂膜性能

只要将粉末涂料直接喷涂于经过预前处理的MDF板材的表面上，经过烘烤，即可得到性能优异的涂膜表面。

一般粉末涂料具有涂膜持久的性能，其中包括耐磨擦性、抗冲击性、密着性、韧性、耐蚀性及耐化学药品性能等。

而户外使用的粉末涂料，除了上述的优点外，还包括高耐候性及耐污染性。

粉末涂料一次喷涂即可得到高厚涂膜，膜厚可在50-300m之间，且没有溶剂涂料厚涂时的滴垂或积滞现象发生。

4、静电喷涂工艺对环氧粉末涂料的技术要求

4.1概要

近年来，粉末涂料在我国的应用范围不断扩大，人们对粉末涂料和涂敷设备的要求也越来越高。

当前除了环氧粉末外，又出现了聚酯改性的环氧粉末和聚酯粉末，这样大提高了粉末涂膜的耐户外性能；在色彩上，目前的粉末涂料已具有四十余种颜色，能满足不同的需要。

因此，粉末涂料已从过去的厚涂膜高性能的防腐用途发展到当前的薄涂膜华丽的装饰用途。

这是我国粉末涂料品种上的一个飞跃。

粉末涂料当前绝大部分采用静电喷涂工艺—粉末的冷涂敷技术热固化后成膜。

粉末涂料的静电喷涂工艺，实质上包括两大部分：

粉末涂料的性能和静电喷涂设备（包括喷涂工艺）。

这两大部分是相互依存又是相互促进的，只有具有理想的（适合静电喷涂的）粉末涂料，又具备设备良好的静电喷涂设备，才能得到高质量的粉末涂膜，反之缺乏其中之一的良好性能，则都得不到高质量的涂膜，这已为多年来的粉末涂料喷涂实践所证实。

为此，对粉末涂料和静电喷涂设备的深入研究，是当前的努力方向。

我们在静电喷涂实验中，除对喷涂设备（静电喷粉枪、供粉器等）进行探索和改进外，还对适合静电喷涂的粉末涂料进行了分析，结论是明显的，用同样喷涂设备和相同的工艺条件，采用不同的粉末涂料，其得到的粉末涂料沉积率（吸附率）和吸附力是不相同的，反映在涂膜的质量上有差别。

4.2静电喷涂工艺对粉末涂料的技术要求

在实验粉末静电喷涂工艺施工时，往往对粉末涂料的特性不予重视，以至于当涂膜出现一些疵病时（如气泡、麻点、凹陷、缩孔、花斑，甚至涂不上粉等），无从着手，难以分析。

实质上，对静电喷涂用的粉末涂料，应注意下述几个参数，才能保证静电喷涂工艺的顺利实施和得到高性能的涂膜。

4.2.1粉末涂料的颗粒细度

粉末涂料和溶剂型涂料的显著区别是分散介质不同。

在溶剂型涂料中，使用有机溶剂作为分散介质；而在粉末涂料中，则使用净化的压缩空气作为分散介质。

粉末涂料在喷涂时呈分散状态，不能调节涂料的颗粒度。

因此，适合静电喷涂的粉末颗粒细度是重要的。

适合静电喷涂的粉末涂料，其颗粒度最好在10微米到90微米之间（即>170目）。

粒度小于10微米的粉末称超细粉末，它很容易损耗在大气中，超细粉的含量不能太多。

这里值得注意的是，粉末的颗粒度和涂膜的厚度有关，对粉末涂料的颗粒度要有一定的分布范围（表1）才能得到厚度均匀的涂膜。

如要求涂膜的厚度是25微米，则粉末涂料的最大颗粒不能超过65微米，（200目—240目），而大部分粉末都应通过35微米（350目—400目）。

为了控制和调整粉末颗粒的大小在粉碎设备上应能加以调整。

对我国的粉末制造厂来讲，当前还做不到这一点。

粉末涂料的颗粒分布可用KCY型自动记录颗粒测定仪进行测试

粉末的颗粒度超过90微米时，在静电喷涂时，颗粒所带的电荷与质量之比很小，大颗粒粉末的重力很快超过空气动力和静电力，因此，大颗粒粉末具有较大的动能，不容易吸附到工件上去。

4.2.2粉末涂料的电阻率和介电常数

对于粉末静电喷涂工艺，重点要考虑的是粉末涂料颗粒接受电荷，保持电荷和电荷分布情况，这直接影响到粉末对工件的吸附力和沉积效率，此外，重要的是，未经固化的粉末涂层必须经得起传送机构的机械震动而不掉粉。

实际上，影响粉末颗粒接受电荷和保持电荷的主要因素是粉末涂料的介电常数，粉末的介电常数越低，颗粒带电越容易，但丧失电荷也越容易，这反映粉末在工件上的吸咐力不牢，略受振动就掉粉，对于静电喷涂的粉末涂料，应尽可能的用高介电常数的，它将使粉末吸附力大大提高。

涂膜更均匀。

但是介电常数高的粉末涂料，带电较困难，这就需要在静电喷粉枪的结构上加以改进，采用多电极的强制带电的结构。

对于粉末涂料来讲，它均是高分子化合物组成的（如：

环氧粉末、聚酯粉末等），它们对工件的吸附力主要有二个：

库仑力（静电力）和VandeWaals力（分子力）。

高分子化合物均有较高的电阻率，因此库仑力（静电力）是大而可靠的。

粉末本身的电阻率，将决定粉末在一定的静电电场强度下的带电状态；如：

当粉末的电阻率在1013欧姆时，静电电压只要30-50KV，就能使粉末良好的带电；而粉末的电阻率在108-109欧姆时，则要施加100-120KV的静电电压才能得到上述的带电效果。

粉末的电阻率与静电电压的关系（图略）。

能否自动限制粉末沉积岐的厚度，这与粉末本身的电阻率关系很大，实验证实，只有高电阻率的粉末才能得到合适的涂膜。

4.2.3、粉末的含水量的湿度

粉末涂料本身的吸湿性（含水量）直接影响粉末的自身电阻雍介电常数。

如果粉末严重吸湿则将结团。

这是无法进行静电喷涂的。

一般的吸湿，除了影响其带电性能外，还将降低粉末的流动性和成膜性，从而使涂膜不平滑甚至难以在工件上吸附并且得到涂膜会产生气泡和针孔。

粉末涂料的吸湿除保存贮存时不注意引起外，还与喷涂时压缩空气净化程度有关。

因为压缩空气中易产生冷凝水，在空气净化系统中一定要有过滤吸湿装置，使通向供粉器的空气中含水量降低到最小的程度。

另外，粉末喷涂现场的空气相对湿度也是要加以重视的。

资料报导，相对湿度每变化30%，就相当于粉末的电阻率变化二个数量级（图略）

4.2.4、粉末涂料的稳定性

粉末涂料的稳定性是指粉末在贮存或使用中是否会发生粉末结块，流平特性变差，带电效果变差，涂膜的桔纹明显，光泽减弱，针孔气泡的发生等等。

在试制粉末涂料时，一定要注意其存放的稳定性，只有具有一定稳定性的粉末涂料，才能让用户使用。

国外在粉末涂料中常常加入一些助剂，来增强粉末涂料的稳定性，因此这类粉末涂料在一般的潮湿空气中或温度高达70-75℃也不会产生结块。

粉末涂料的稳定性是用粉末涂料在一定的温度下，处理一定时间后测定其流平性变化情况来确定的。

因为粉末涂料的稳定性说明了粉末涂料在存放条件下分子发生交联反应的程度；粉末的交联反应发生越激烈，粉末的分子量变大，就反映在粉末在固化温度下的粘度增高，而流平特性变差。

4.3结论

试验证实，作为粉末静电喷涂工艺两大组成部分之一的粉末涂料的性质是不容忽视的；在研制、探讨静电喷涂设备的同时，也应对粉末涂料的技术要求加以重视。

这样两方面的共同研究，才能达到取得高质量粉末涂膜的目的。

在经过多次实验、分析、比较的基础上，得到，粉末涂料要达到静电喷涂工艺的要求，应注意这几个技术参数：

粉末的细度、粉末的电阻率和介电常数、粉末的吸湿性和粉末的稳定性等。

这几个技术参数直接影响到粉末的带电效率和吸附力，以及涂膜质量。

当设计的静电喷粉枪具有良好的带电机构和扩散机构，而不重视粉末涂料的品质，是得不到高质量的粉末涂膜的。

对粉末的特性有所了解时，则对粉末涂膜出现的某些疵病也可找到其形成的原因，并加以解决；同时，对静电喷粉枪和供粉器等的设计提供了现实的参数。

5、静电粉末喷涂工艺

5-1静电喷漆设备

5.1基本原理

用静电喷粉设备把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带正电荷的工件上去。

当粉末附着到一定厚度时，则会发生“同性相斥”的作用，不能再吸附粉末，从而使各部分的粉层厚度均匀，粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异的最终涂层；喷涂效果在机械强度、附着力、耐腐蚀、耐老化等方面优于喷漆工艺。

5.2喷涂施工过程中的主要设备

5.2.1喷粉室

喷粉室是粉末静电涂装的主要设备之一。

保持平稳的空气流动是粉房内的清洁，为操作人员提供一个洁净的工作环境。

控制喷房内的粉尘含量，使其低于爆炸极限（一般定为10g/m3）。

此外，喷粉室要利于清洗，使粉末不易在屋中沉积，以便于改变粉末的颜色，室内要有足够的光线，以利于涂覆工作进行。

5.2.2静电喷枪

喷枪按其用途可分为手提式喷粉枪，固定式自动喷粉枪，圆盘式喷枪等；按带电形式分为内带电枪和外带电枪；按其扩散机构形式