静电涂装
静电涂装具有喷涂效率高、涂层均匀、污染少等特点，并适应大规模自动涂装生产线，逐渐成为在生产中应用最为普遍的涂装工艺之一，被应用于汽车、仪器仪表、电器、农机、家电产品、日用五金、钢制家具、门窗、电动玩具、玩具及燃气机具等工业领域。
静电涂装基本信息
| 中文名 | 静电涂装 | 外文名 | Electrostatic coating |
|---|---|---|---|
| 特 点 | 喷涂效率高、涂层均匀 | 应用领域 | 汽车、仪器仪表、电器 |
| 原 理 | 形成高压静电场 | ||
是在喷枪或喷盘与被涂工件之间形成一高压静电场，一般工件接地为阳极，喷枪口为负高压，当电场强度E0足够高时，枪口附近的空气即产生电晕放电，使空气发生电离，当涂料粒子通过枪口带上电荷，成为带点粒子，在通过电晕放电区时，进一步与离子化的空气结合而再次带电，并在高压静电场的作用下，向极性相反的被涂工件运动，沉积于工件表面，形成均匀的图层见图1。
当电场强度继续增高，超过极限Emax时，枪口与工件之间的空气层完全电离并被击穿而形成火花放电，这时易发生火灾的危险，因此，静电涂装作业时，电场强度E应选择在E0静电涂装特点
1、涂料利用率大幅度提高，一般用空气喷涂时涂料的利用率仅为（30~60）%左右，若工件为多孔网状结构，涂料利用率低至30%以下，采用静电涂装，涂料粒子受电场作用力被吸附于工件表面，显著减少飞散及回弹，涂料利用率空气喷涂提高1~2倍。
2、提高劳动生产率，静电涂装适用于大批量生产，可实现多支喷枪同时喷涂，易于实现自动化流水作业，生产效率比空气喷涂提高1~3倍，圆盘式静电涂装效率更高。
3、提高涂装产品质量，带电涂料粒子受电场作用于工件上放电沉积，并会依据电力线的分布产生环抱效应，通过对喷枪的配置及喷涂参数的调节，可以获得均匀、平整、光滑、丰满的涂层，达到高装饰的目的。
4、显著改善涂装作业环境，静电涂装产生的分散漆雾少，并在喷漆室中进行，有利于环保治理及改善劳动条件。
5、由于静电场的尖端效应，对抗凹部分会产生电场屏蔽，形成涂层较薄，故一般还要设手工补漆工位，以弥补缺陷。对塑料、木材、橡胶、玻璃等非导体工件，要经特殊表面预处理才能进行静电喷涂。
6、静电涂装存在高压火花放电引起火灾的危险，当工件晃动或因操作失误造成极间距离过近时，会引起打火，因此，在静电喷漆室中设置安全灭火装置甚为重要。
7、静电涂装对涂装的电性能有一定要求，并易受环境湿度的影响。
静电涂装因素
1、静电高压
2、旋杯的转速
3、喷枪与工件的距离
4、涂料的粘度
5、涂料的电性能
6、喷枪的布置
7、喷杯的口径
8、喷涂量
9、工件的悬挂
10、极针配置
静电涂装造价信息
静电涂装常见问题
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静电涂装文献
粉末涂料的静电涂装方法
粉末涂料的静电涂装方法 1 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小。 2、电压增大时，粉层的初始增长率增加，但随着喷涂时间的增加，电压对 粉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，会使粉末层击穿，影响涂层质量。喷涂电压应控制在 60-90KV之间。 2 供粉气压 供粉气压指供粉器中输粉管的空气压力，在其它条件不变情况下，以 0.05MPa(1.96 公斤力气压 )为最佳。 3 喷粉量 喷粉量是指单位时间内的喷枪口的出粉量。 粉层厚度的初始增长率与喷粉量 成正比，但随着喷涂时间的增加， 喷粉量对粉层厚度增长率的影响不仅变小， 还 会使沉积效率下降，故喷粉量掌握在 100-200g/min
五金件粉末静电涂装生产线技改经验
五金件铰链粉末涂装线改造为门导轨产品粉末涂装生产线,达到相互兼容优化组合,降低运行成本,认为必须掌握粉末性能,改进工艺,设备改造,管理的完善,满足涂装的四要素,就可以降低投资与运行的成本。
表2 静电涂装UV涂料的施工基本参数
项 目 | 参数指标 |
静电电压/kv | 60 |
风压/MPa | 0.3 |
涂料输出量/(mL/min) | 200 |
涂装线速度/(m/min) | 4 |
静置流平时间/min | 15 |
漏电电压/V | 30 |
涂膜厚度/μm | 35 |
紫外光光能量/(mJ/cm2) | 350 |
原材料的选择
1. 树脂的选择
在光固化涂料的各组分中，UV树脂是光固化涂料的主体，它的性能基本上决定了固化后涂料涂膜的性能，因此树脂的选择是配方设计最重要的环节。静电涂装UV涂料所用树脂需要选择溶剂释放性快，润湿流动性好，易雾化，且具有一定的触变性、能使流平和抗流挂有一个好的结合、电阻率高的树脂。溶剂型丙烯酸树脂效果最好，该冷拼树脂的特点是溶剂释放快、抗溶剂开稀能力强且具有良好的流动润湿性。
2. 活性单体的选择
在光固化涂料的组分中活性单体是一个重要的组成。它不仅溶解和稀释UV树脂，调节黏度，参与光固化过程，影响光固化速度和固化膜的各种性能，而且影响整个体系的电阻率，因此选择合适的活性单体也是十分重要的环节。再设计静电喷涂UV涂料时就要从涂料的粘度、电阻率、固化速度、涂膜硬度等各个方面综合考虑单体在配方中所占的比例。
3. 溶剂的选择
涂料中的溶剂的主要作用是降低黏度以达到施工要求。不同种类的溶剂与树脂的相互作用不同以及本身的挥发速率不同，介电常数也不同，造成使用不同种类的溶剂制得涂料在喷涂过程中和流平干燥过程中的效果不同。其中影响最大的因素是溶剂的介电常数和溶剂的沸点。TOL、EAC、BAC的电阻率偏高对涂料电阻的影响较小，且挥发速率经搭配后适中，在短时间挥发流平后基本上可以完全挥发不会残留在涂膜中，不会影响涂膜的整体性能，且有慢挥发溶剂BAC可以帮助涂膜流平。因此，静电喷涂UV涂料一般选TOL、EAC、BAC作为溶剂。
4. 流平剂的选择
涂料不管用何种涂装方式，经施工后，都有一个流动与干燥成膜的工程，为了防止涂膜在干燥固化的工程中不出现针孔、缩孔、橘皮，使之形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，就要添加流平剂。流平剂的种类非常多，不同的流平剂所表现出来的效果是不一样的。其中，短波流平剂可帮助消除贝纳尔漩涡所形成的漩涡状痕迹，并在哑粉发花现象发生时使涂膜表面均匀;长波流平剂可帮助涂膜达到平坦的效果;流平剂稳泡性很强。所以选用流平剂就显得非常关键。丙烯酸流平剂和氟改性丙烯酸酯流平剂可以提高涂料的平坦性，有机硅流平剂对提高涂膜的均匀性和手感有很大帮助，但它的涂膜平坦性较差且其及时流平性差。因为静电涂装涂膜是处在垂直的状态下，其本身就不利于涂膜的流平。而且与平面流平不同，如果实在平面的状态下可以通过静置时间的延长来提高流平性，而立面流平静置时间对流平的帮助不是很大，所以在静电涂装UV涂料配方中应该少使用或者不使用有机硅流平剂。
配方设计表
1 静电涂装UV涂料的基本组成
原料名称 | 质量分数/% |
UV树脂 | 30-50 |
UV单体 | 5-20 |
溶 剂 | 10-20 |
流平剂 | 0.5 |
消泡剂 | 0.3 |
光引发剂 | 5-8 |
涂膜的平整性在粉末涂料中，涂膜厚度越厚，表面越趋于平整。影响粉末涂料涂膜平整性的主要因素是粒度不小及其分布，熔融粘度，颜料和固化剂的分散状态等。
对于熔融粘度高的树脂，如果要获得40μm涂膜厚度的平整涂膜，那么粉末粒度最大粒径约为60μm。涂膜厚度的分布在静电粉末涂装中，由于喷出粉末的不均匀性使涂膜厚度的不均匀程度大约为溶剂涂装的2倍，要正确掌握涂装设备的有效喷束图形、控制好喷涂的间接时间，防止喷涂的不均匀性。被涂物面积大于涂装设备的喷束图形时，采用往复式喷粉枪结构是比较适宜的。当并联长冲程排列时，被涂物的中央部位涂膜较薄，而乐用串联短冲程排列，被涂物中央部位涂膜则较厚。涂着效率影响粉末涂料涂着效率的主要因素是涂装设备对涂料的带电方式，粉末的粒度分布，涂装环境的温度和湿度等。为此，合适的粉末涂料的范围为10～80μm。涂装效率与粒径之间的关系粒子径与涂着效率的关系大致如下：粒子径的涂着效率：粒子径(μm)150以上为35.0、150～100为35～60涂着效率(%)100～74为60～70，74～20为70～90，故：相对于粒子的重量，静电力随着粒子直径的减少而增加，粒子小为36～100μm，150～400目的粉体可完全附着冷态被涂物，较大的74～177μmc，80～200目)粒子在喷射后，粉体可能从被涂物掉落。环氧树脂的粒度20～100μm，平衡的粒子径分布标准绳宜为10-80μm，最细的下限是10μm以下为10%以内，60μm以下的粒子为60%以下，宜成20～50μm的尖锐粒度分布，因20μm以下的微粉末容易飞扬，涂料损失也多。
涂膜的颗粒产生的原因为粉末涂料中混进胶化，难溶性粒子和杂质等造成。粉末涂料中的微细粒子容易堆积在涂装设备后喷枪头部或管道内改变气流方向的部位，当堆积到某种程度时以凝集状态喷出来附着在被涂物上面，烘烤时不会熔融而变成直径为0.5-3mm程度的颗粒,附着在喷粉室内壁和回收设备内的胶化物：制造粉末涂料过程中由于颜料产生凝聚物：在熔融混合过程中有部分树脂进行固化反应产生胶化粒子，这些粒子都会形成涂膜上的颗粒。静电喷涂施工中，环境粉尘问题也应该引起足够的重视。灰尘来自空气，操作人员的工作胶布袋回收设备上的纤维和烘烤设备上的剥落物等，这些灰尘在静电喷粉过程中也会引起涂膜的污染和带上颗粒。
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