粉末涂料涂装资料-粉末涂料的涂装工艺

粉末涂料涂装资料-粉末涂料的涂装工艺内容摘要：

例。 一 冰箱网格流化床生产线 涂料：聚乙烯粉末或聚氯乙烯粉末（食用级） 工件涂膜厚度： ~ 工艺流程：工件前处理 — 〉流化床涂装 — 〉加热塑化 — 〉检修 工件装挂在输送链上，在步进输送、间歇运动中完成各道工序作业。 图 13~10 是冰箱网格流化床涂装生产线的平面布置示意图。 目前采用国产聚乙烯粉末涂料涂装时，需在塑化工序后增加淬水工序才 能确保涂膜光泽和质量。 采用进口聚乙烯粉末涂料，在塑化后进行空气冷却就可以了。 图 1311 是流化床涂装流水生产线的立体示意图。 工件处理（预热）：一般不采用化学处理法，通常采用高温除油除去工件表面的油污。 该道工序在工件预热炉中预热时同时完成。 温度一般控制在 350~400176。 C ，时间一般控制在5~10min。 流化床涂装：工件完成预热后输送到流化床工位间歇停顿，液压升降机构使流化床上升到工件涂敷位置，进行涂敷，时间一般控制在 10~15s，然后流化床自动下降完成涂敷工艺，工件继续步进送入烘炉中进行流平塑化。 加热塑化：温度一般控制在 180~200176。 C ，时间一般控制在 30~40min。 为减少对流热损失，烘炉的进出口都应加活动保温门，当工件前进时，预热炉、塑化炉炉门同时开启，工件停止前进时，炉门同时关闭。 检修：对于漏涂部位用食用级环氧漆进行修补。 二 钢椅流化床生产线 涂料：环氧聚酯粉末涂料 涂膜厚度： ~ 工艺流程：工件前处理 — 〉工件预热 — 〉流化床涂装 — 〉加热固化 — 〉检修 工件前处理：除锈、除油、除焊渣，可采用化学清洗法或机械喷砂、抛丸法。 工件预热：温度一般控制在 250~300176。 C ，时间一般 控制在 10~20min。 流化床涂装：一般采用一次涂敷，涂敷时间一般控制在 5~10s。 加热固化：温度一般控制在 180~200176。 C ，时间一般控制在 20~30min。 此类工艺一般采用步进式输送、间歇运动完成各道工序。 （ 3）流化床涂装工艺在化学工艺中的应用 对于有些化工设备的管道、阀门、容器，采用流化床工艺涂敷，在目前国内外都有应用实例，其防护能力比油漆的防护能力提高了 5~10 倍，并且有些长达 6~10m 的管道，也能采用流化床工艺进行涂敷，充分体现了流化床涂敷工艺的优越性，从而提高了经济效益。 粉末涂料的涂 装工艺技术近年来虽然得到了迅速发展，但是流化床热熔涂敷工艺以其独有的特性，在各种涂装工艺中仍然占有重要的地位。 流化床热熔涂敷工艺经历了近 40 年的历史，世界各国在流化床涂敷工艺应用方面都有所创新和发展。 美国 1961 年就设计制造了世界上最大的流化床涂敷设备，流化床尺寸达到179。 ，能装环氧粉末 3700kg，用以涂敷大型变压器线圈的绝缘涂层。 我国已经能够设计制造 2179。 2m 左右的大型流化床，用以涂敷各种钢制家具，并且在液压、机械手及输送机械方面都有较大的创新和发展。 由于流化床工艺具有其他涂装所不能取代的特种 和经济性。 随着科技领域的不断发展以及对流化床工艺的进一步研究和创新，流化床工艺将会得到更广泛的应用。 4 静电涂装法 高压静电喷涂法 利用空气动力源将粉末雾化后喷射到工件表面，经固化（塑化）后形成涂膜。 这类涂装方法的种类很多，静电喷涂法是其中最常用的一种。 粉末静电喷涂技术的特点是工件可以在室温下涂装；粉末的利用率高，可达 95%以上；涂膜薄而均匀，平滑、无流挂现象，即使在工件尖锐的边角和粗糙的表面亦能形成连续、平整、光滑的涂膜，便于实现“工业化”流水线生产。 应用原理 高压静电喷涂中 ，高压静电是由高压静电发生器供给的。 工件在喷涂时应先接地，在净化的压缩空气作用下，粉末涂料由供粉器通过输粉管进入静电喷粉枪。 喷枪头部装有金属环或极针作为电极，金属环的端部具有尖锐的边缘，当电极接通高压静电后，尖端产生电晕放电，在电极附近产生了密集的负电荷。 粉末从静电喷粉枪头部喷出时，捕获电荷成为带电粉末，在气流和电场作用下飞向接地工件，并吸附于其表面上。 粉末静电喷涂过程中，粉末所受到的作用力可分为粉末自身重力、压缩空气推动力和静电场引力。 粉末借助空气推力和静电场引力，克服自身重力，吸附于工件表面，经固化（ 塑化）后形成固态涂膜。 从粉末静电吸附情况来看，大体上可分为以下三个阶段，如图 141 所示。 图 141 粉末带电粒子吸附情况 （ A）第一阶段，带负电荷的粉末在静电场中沿着电力线飞向工件，粉末均匀地吸附于正极的工件表面；（ B）为第二阶段，工件对粉末的吸引力大于粉末之间相互排斥的力，于是粉末密集地堆积，形成一定厚度的涂层；（ C）为第三阶段，随着粉末沉积层的不断加厚，粉层对飞来的粉粒排斥力增大，当工件对粉末的吸引力与粉层对粉末的排斥力相等时，继续飞来的粉末就不再被工件吸附了。 吸附在工件表面的粉末经加热后 ，就能使原来“松散”堆积在表面的固体颗粒熔融固化（塑化）成均匀、连续、平整、光滑的涂膜。 施工工艺 高压静电喷涂的施工工艺对粉末成膜的影响至关重要。 根据不同的工件，选择相应的工艺参数进行操作，直接关系到产品的外观与质量。 高压静电喷涂工艺参数可列为以下几项： 一 喷涂电压 （ 1）在一定范围内喷涂电压增大，粉末附着量增加。 但当电压超过 90kV 时，粉末附着量反而随电压的增加而减少； （ 2）电压增大时，粉末涂层的初始增长率增加，但随着喷涂时间的增加，电压对粉末涂层厚度增加率的影响变小； （ 3） 当喷涂距离（指喷枪头至工件表面的距离）增大时，电压对粉末涂层厚度的影响变小。 一般距离应掌握在 150~300mm 之间； （ 4）喷涂电压过高会使粉末涂层击穿，影响涂层质量。 喷涂电压应控制在 60~80kV 之间。 二 供粉气压 供粉气压指供粉器中输粉管的空气压力，在其它喷涂条件不变的情况乱下，供粉气压适当时，粉末吸附于工件表面的沉积效率最佳。 如图 142。 从图中可以看出，在一定的喷涂条件下，以 的供粉气压为 100%的沉积效率作标准，随着供粉气压的增加，沉积效率反而下降。 三 喷粉量 粉末涂层厚度 初始增长率与喷粉量成正比，但随着喷涂时间的增加，喷粉量对粉末涂层厚度增长率的影响不仅变小，还会使沉积效率下降。 喷粉量是指单位时间内喷枪口的出粉量。 一般喷涂施工中喷粉量掌握在 100~200g/min较为合适。 喷粉量可用如下公式计算： Q— Qs q ＝ —————— t 式中 ： q —— 喷粉量 （ g/min） Q —— 供粉器中加入的粉末质量 （ g） Qs —— 供粉器中余下的粉末质量（ g） t — — 喷涂时间（ min） 四 喷涂距离 喷涂距离是指喷枪口到工件表面的距离，当喷枪施加的静电电压不变，喷涂距离变化时，电场强度也将随之发生变化。 因此，喷涂距离的大小直接影响工件吸附的粉末涂层厚度和沉积效率。 喷涂距离和沉积效率的关系见图 143。 从图中可以看出，在其它喷涂条件不变的情况下，喷涂距离增大时，粉末的沉积效率下降。 因此，喷涂距离是影响沉积效率的一个重要工艺参数。 此外，粉末粒度和粉末的导电率对施工工艺影响也较大。 粉末高压静电喷涂典型工艺 一 工件预处理 工件预处理是指被涂工件表面 脱脂、去油、除锈等工艺操作过程。 除锈工艺又分为喷砂、喷丸、抛丸等机械除锈和酸洗、磷化、钝化等化学处理。 适合于高压静电喷涂的工件多半是薄壁工件，故采用化学前处理方法较好。 前处理的目的是将工件表面清除干净后，让基体金属充分裸露出来，再涂一层过渡膜以增强粉末涂膜与基体金属之间的结合力。 二 工件的蔽覆 蔽覆是根据产品的要求，对工件不需涂敷的部位采取保护措施。 下面介绍几种涂装中经常遇到的需要蔽覆处理的情况。 （ 1）阀件 阀件内腔要求涂敷粉末涂料作为保护层，阀舌两侧面与阀体活动接触部分需要蔽覆。 其方法是在需蔽覆处涂 上一层硅酯，硅酯表面喷上的粉末固化后很容易清除掉。 （ 2）内螺纹 内螺纹孔需要保护。 其措施是采用相应规格的螺丝旋入螺纹孔，将螺纹孔封住，不让粉末进入。 内孔也可直接用紧配合的圆柱体堵住。 但螺丝和圆柱体封口时，只要将内螺纹和内孔头部堵住就行了，不宜塞得很深。 （ 3）外螺纹 外螺纹之类的圆柱体及局部地区的蔽覆可采用黑色胶布或医用胶布等贴后包封，也可以采用套管加以蔽覆。 （ 4）大面积不需要喷涂的部位 对于大面积不需要喷涂的部位可在喷涂前用纸张遮盖好，喷涂完后再将纸张掀开。 三 喷涂 手拿高压静电喷枪，开启静电发 生器，同时开启供粉开关，控制好恒定的静电电压和固定的喷粉量，保证粉末源源不断喷洒在工件表面。 喷涂大工件时，根据工件的形状，尽量命令枪头与工件表面（尤指曲面体）保持等距离，并且进行往复连续的喷涂动作。 对于以装饰性为主的工件，只要喷涂至不露底为止。 有些形状比较复杂的工件，为了使各个部位都能均匀喷涂，一般要上下、左右交换位置再喷涂一遍。 当阀件、仪器、仪表等机电产品的壳体要进行内壁喷涂时，应将专用喷枪头部伸进壳内腔进行操作，同时要防止边角和台阶堆积过多的粉末。 就工件表面以装饰性为主而言，一般采用较薄涂层来达到装 饰目的，而防腐性能要求高的工件则需要较厚的涂膜，喷涂时可适当加厚涂层，但一次喷涂不宜太厚，否则涂膜容易发生麻点河流挂现象。 为此，可以采用多次喷涂的方法获得适当厚度的涂膜。 不同品种的粉末涂料采用多次喷涂的工艺操作方法也不一样。 有的工件是在室温下采取多次喷涂，有的工件在第一次喷涂固化（塑化）后再进行喷涂。 热塑性粉末涂料可以在半塑化状态下再次喷涂。 多次喷涂的优点是： （ 1）加厚了涂层； （ 2）填平了头道喷涂后的涂层表面孔隙； （ 3）涂膜表面更光滑、平整。 值得注意的是，并非所有的粉末涂料都可以喷二道或二道 以上。 即使可以进行多次喷涂的粉末，在施工过程中，对已经形成的涂层多次加温，也会引起热老化，影响涂膜地使用寿命。 因此，增加涂膜厚度的有效办法是采用热喷涂工艺。 采用多次喷涂工艺时喷涂次数一般不超过两次。 四 固化（塑化） 固化（塑化）是喷涂操作过程中一个关键的工序，它对涂膜的物理、化学性能影响极大，必须严格执行固化（塑化）制度。 （ 1）固化（塑化）制度 每种粉末涂料都有相应的技术指标和固化（塑化）制度。 该制度是指粉末涂膜在烘炉中烘烤的温度和时间。 表 141 详细列出了几种粉末涂料的固化（塑化）条件。 表 141 几种粉末涂料固化（塑化）温度和时间 粉末品种 固化温度，℃ 固化时间， min 备注 环氧粉末 160~180 15~30 低压聚乙烯 180~200 20~30 半塑化 180℃ /3~5min 酚醛环氧 200 30 氯化聚醚 200~250 10~15 工件预热 10~20min 聚四氟乙烯 300~350 20~30 聚酯环氧 180~200 10~20 聚三氟氯乙烯 260~280 15~25 聚酯 180~220 10~20 聚氨酯 180~220 10~20 固化（ 塑化）时间要求十分严格，它必须是工件涂膜的温度达到固化（塑化）温度后开始计算的时间，这段时间必须按规定保温。 控制固化时间的长短十分严重。 时间太短，固化不完全，成膜性能欠佳，尤其是机械性能差；时间过长，可能产生热老化，涂膜产生色差，物理性能也引起变化。 某些快速固化粉末涂料（又称节能型粉末涂料）在热喷涂后，可以利用工件的余热进行固化，不必进入烘炉专门固化，只要工件贮存的热量能够满足此种粉末要求的固化条件即可。 （ 2）对烘炉或烘道的要求 烘炉或烘道装有保温和热风循环装置，可以使整个烘炉或烘道内温度均匀。 工件置 于烘箱内必须让工件与工件之间留有足够的孔隙以保证热空气的流通，从而防止工件涂膜产生上半部已经固化（塑化）完全而下半部处于“夹生”状态，或下半部完全固化（塑化），而上半部已经“热过头”。 因为烘炉或烘道中上半部温度总是高于下半部的温度，只有配备了热风循环装置后，才能克服上述弊端。 另外，如果在喷室和烘道之间采用联动装置较为理想。 工件在喷涂完毕后，通过传动部件自动进入烘道，避免发生工件间相互碰撞，采用流水线作业，不仅提高生产效率，产品质量也可以得到保证。 （ 3）冷却 工件在固化（塑化）后需要进行冷却处理。 冷却的方 法有气冷、水冷和油冷等。 生产中应该根据粉末品种和不同规格的工件来选择相应的冷却方法。 有的工件从烘箱取出后自然冷却或随炉冷却。 这种冷却方式称为气冷；工件从烘箱取出后随即放到水中或油中冷却的方式称为水冷或油冷。 还有些粉末品种成膜后冷却速度不宜过快，如采用急剧冷却，涂膜边缘会收缩变形，影响涂膜整体外观和质量。 特别要引起注意的是，工件从烘箱中取出后，在工件未完全冷透之前严禁用手触摸涂膜，或工件间产生相互碰撞。 否则不仅容易烫伤手指，还会给涂膜造成印痕和损伤。 涂膜在高温状态下比较软粘，有的正处于熔融状态。 （ 4）后 处理 后处理是对固化（塑化）后涂膜进行的整理、修补及后热处理。 整理是指除去蔽覆材料，修整工件，拆除螺丝、夹具，剥去遮盖保护层。 此时严防擦伤和损坏涂膜。 修补一般是指涂膜在涂装施工中受到损伤作业后在允许的范围内可以对受损涂膜采用的修补。