粉（fěn）末（mò）塗料具（jù）有較高的生產效率優異的塗膜性能，良好的（de）生態環保性（xìng）和突出的經濟性等（děng）特點，受（shòu）到市場的廣泛青睞.

在生產中，設備廠家通過（guò）對靜電設備噴槍的改良和設備技改提高死角上粉率。工件死角上粉率看似（sì）非常簡（jiǎn）單的問題，即讓經（jīng）過靜電噴槍的粉末附（fù）著在複雜折彎工（gōng）件的凹麵處，然而做（zuò）到這一點非常困難。實際生產中工件形狀更為複雜，需要采用多把（bǎ）噴槍進行噴塗。因此粉（fěn）末在噴塗過程（chéng）中，必需克服各種不利因素（sù），減弱法拉第籠屏蔽效應，使凹槽（cáo）區域得到有效塗裝即提高死角上粉率。本文著重研究高壓靜電噴槍（qiāng）在電暈放電噴塗（tú）過程中如何改善工（gōng）件折彎（wān）凹槽（cáo）內部金屬死角上粉情況。

1.1 粉末帶電效應

粉末的帶電效（xiào）應決定粉末自身所帶的電荷（hé）q0，影響粉（fěn）末粒子在接地（dì）表麵的（de）工件上的沉積率。噴塗（tú）粉末受電場力作用，粒子到達工件表麵後，帶電顆粒緩慢消散電（diàn）荷，表麵逐步形成次生電場，粉末在電場作用下，沉積在工件表麵，當粉末達（dá）到一定（dìng）厚度，電（diàn）場逐（zhú）漸減弱（ruò），粉末（mò）上粉率變差（chà）。所以工（gōng）件表麵塗層厚度受（shòu）顆粒平均電荷和塗膜厚度的影響。由此可推斷粉末的帶（dài）電效應是影響死（sǐ）角上粉的重要因（yīn）素。

在一定時間內（nèi），粉末（mò）沉積顆粒所帶（dài）平均電荷是表麵電阻（zǔ）係數的函數。可見粉末的上粉沉積率與粉末的電阻率有較強的內在聯係，在試驗中降低電阻（zǔ）率，有利於粉末帶電，提高死角（jiǎo）上粉率。

1.2 法拉第籠效（xiào）應

粉末噴塗到工（gōng）件表（biǎo）麵，普（pǔ）通電暈噴槍（qiāng）釋放的強電場具有十分（fèn）突出的優勢，整（zhěng）個表麵上粉率（lǜ）好，但當工件（jiàn）表麵帶有深凹坑或溝槽時，往往會碰到法拉（lā）第籠效應，見圖1，噴塗（tú）的粉末粒子會集中在（zài）電力線阻位較低處(即這些凹陷部位的邊緣處)，因為邊緣處場強增加，直接（jiē）導致粉末粒子朝邊緣處運動，這些地方的粉未沉積明顯，粉末很難（nán）到達（dá）凹槽內，這（zhè）就是（shì）我們平常所說的（de）法拉第籠效應。

理論上講，當邊緣處塗上厚（hòu）厚的粉末（mò）層，其他粉粒便不能再在該處沉積時，唯一的去處就隻能是進入深凹的底部。真實情況並非如此，實踐（jiàn）例子證明，粉末無法到達工件凹槽底部，因為其一，由（yóu）於粉粒被電場強力地推向（xiàng）法拉第籠的邊緣，因而隻有很少（shǎo）的粉粒有機會進人凹（āo）陷部位。其（qí）二，由（yóu）電暈（yūn）放電產生（shēng）的自由粒（lì）子會沿電力（lì）線走向工件的邊緣處，使已有的（de）塗層迅速被多餘的電荷所飽和，以致反向離子化十分（fèn）強烈，形成凹槽真空，內部不帶電，無法沉積粉末粒子，所以死角上粉難。

原有評判粉末死角上粉率好壞與否在工（gōng）業生產中，粉末企業隻是根據客戶（hù）反饋信息，說上粉率好還是不好，然後進行配方調（diào）整（zhěng）。粉末廠家自身沒有一（yī）個評判（pàn）標準，這對我們配方的改善是（shì）不利的。本項（xiàng）目擬設立一個專門的實驗程序，對粉末（mò）死角上粉率進行體（tǐ）係評價。

死角上粉率測定：

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

試驗方（fāng）法：使（shǐ）用（yòng）一個（gè）專門（mén）設計的鋁板，進（jìn）行死角上粉率的測試試驗，鋁（lǚ）板中央凹槽深3cm，寬3cm.

噴塗前用夾子將3條鋁（lǚ）片（寬3cm，長和鋁板（bǎn）相同）分別固（gù）定在相（xiàng）應部位，兩條（tiáo）位（wèi）於槽外，一（yī）條位於槽底壁上（shàng），然後在固定風量，電（diàn）壓（yā）下根據試驗噴塗定量（liàng）粉末。3條鋁片在噴塗前、後分別稱質量、以測定粉末沉積量。通過槽內底壁粉末沉積量minternal與槽（cáo）外兩條鋁片上粉末量平均值mouter進行比較，就能測出死角上粉（fěn）率：

材料的（de）帶電性，主要包括樹脂（zhī），填料和助劑的調配，這三方麵是影響粉末在噴塗上粉率的重要因素。

3.1 材料

粉末塗料主要由環氧，聚酯樹（shù）脂等（děng）高分子化合物組成，這些（xiē）化合物有較（jiào）高的（de）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。但由於價格成（chéng）本高一般不（bú）采用此種方式，粉末廠家為自身市場競爭（zhēng）的需（xū）要，降低材料（liào）成本添加填料控製合適的顏基比，其中添加粒（lì）徑細（xì）的填料，在試驗中（zhōng），如超（chāo）細硫酸鋇，可提高死角上粉率。

3.2 帶電（diàn）助劑

現在粉（fěn）末廠（chǎng）家（jiā）基本是（shì）通過在（zài）粉末（mò）配方中外（wài）加帶電助劑來實現粉末死角上粉率的（de）提高。主要分為兩種，增電劑和抗靜電劑。增電劑主要成（chéng）份為（wéi）帶電基團的有機胺鹽，提高噴塗時粉末粒子（zǐ）的帶（dài）電量，並將（jiāng）工件表麵（miàn）的電荷及時（shí）泄漏掉，提高死角上粉率，從而克服了靜（jìng）電屏蔽效應。

抗靜電劑不同於（yú）一般的胺類帶電劑，使粉末具有很好的摩擦帶電性（xìng）能。它自身的帶電（diàn）官能團在（zài）粉末（mò）噴塗中能捕捉電離場中負離子（zǐ）帶上負電電荷，減弱凹槽死角等部位法拉第（dì）籠效應電力線作用，這時帶有較多電荷的粉末（mò）粒子就能靠自身的力量到達工件表（biǎo）麵，改善死角上粉。

根據試驗配方對帶電助劑進行優選，顯示，添加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，提高粉末死角上（shàng）粉率。

3.3 粉末後混助劑（jì）的研究

粉末經ACM主、副磨的轉速，和冷風係統，得（dé）到的粉末粒徑正態分布集中、峰值合適。但粒徑本身很細，自身的流動性很弱，不（bú）利於粉末帶電（diàn）性，影響粉末的死角上粉率（lǜ）。提高粉末顆粒帶（dài）電性，需（xū）要在擠出和粉碎過程中加人氣相二氧化矽或氧化鋁。例如加入一定（dìng）量的氣相二氧化矽和氧化鋁c，能（néng）夠有效提（tí）高粉末帶電性，並增加粉末流動（dòng）性。

添加氣相金屬氧化物，如配方7，在噴塗（tú）中最能有效地（dì）克服法拉第籠效應，密度更小的膠（jiāo）體二氧化矽附著在粉末顆粒表麵，增強原有粉末粒（lì）子（zǐ）的帶電性，有利於穿透法拉第籠效應區域，死角上粉率更好。

氣相二氧化矽是蓬鬆高純度無定形白色粉末，按極性分為親水性和疏水性兩類。根據實踐（jiàn）生產（chǎn）選用疏（shū）水性的氣相二氧化矽，可（kě）改善粉末的帶（dài）正電荷（hé）性，提高死角上粉率，效果顯著。疏水性氣相（xiàng）二氧（yǎng）化矽應用效果最好的是贏創的AEROSIL972，在試（shì）驗過程中幹混（hún）添加0.1%一1.0%，即可達到較好的死角上粉（fěn）率效果。

此外，幹混助劑氣相二氧化矽有助於提高粉末的貯存穩（wěn）定性、降低吸潮（cháo）性、增加邊角（jiǎo）覆蓋效果。在（zài）粉末塗料中添加合適粒徑的（de）氧（yǎng）化鋁C同樣也能提高粉末死角上（shàng）粉率，效（xiào）果也比較明顯。

4.1 粉末（mò）電阻率與（yǔ）死角上粉率關係

噴塗粉末顆粒的電阻率，決（jué）定了沉積在工件表而顆粒的電荷（hé）消（xiāo）散（sàn）速率（lǜ）。表麵電阻係數高的顆粒在死角處能夠較長時間保（bǎo）留他們的（de）原始電荷，而表麵電（diàn）阻係數較低的顆粒（lì）很快就消散了他們的表麵電荷。當表（biǎo）麵電荷高時（shí），電效應強烈，法拉第籠效（xiào）應表現強烈，粉末在噴塗中不易到達死角。實驗（yàn）結果表明:當將（jiāng）表麵電阻率為1.5×10⁶Ω·m的粉末噴塗在實驗（yàn）基材上時，死角出現裸露金（jīn）屬。當經過改進實驗配（pèi）方，試驗發現（xiàn），當（dāng）粉末電阻率<2x10^{4Ω.m時，粉末易噴塗到工件上，並且死角（jiǎo）上粉率好，但如果電阻率太低（如＜6x102Ω.m）。死角上粉率雖好，但容易出現邊角積粉，塗層固化會出現較（jiào）厚的波紋橘皮，影響塗（tú）層美觀。為了（le）得到適宜的塗層，附著力和死角上粉率，粒子表麵的（de）電阻率（lǜ）應該保（bǎo）持在103~104Ω.m範圍內。}

4.2 電壓與工件噴塗（tú）距離關係

粉體在噴塗時電壓要適當，將粉體噴塗出槍口並且呈鬆（sōng）散狀態，有利於（yú）粉末帶電。粉末塗料噴塗電壓一般保持在50-90 kV，不同電壓下，上粉率都隨噴塗距離的增加而下降.在實驗室噴塗折彎工件（jiàn）過程中，試驗初（chū）期，死角上（shàng）粉率一直不好，認（rèn）為推近噴槍與工件的距離，可以減少法（fǎ）拉第籠效應提高死角上粉率，然（rán）而這是一種錯誤的認識。

噴槍與工件距離越近，到（dào）達工件表麵的電流就越強.當噴槍靠近工（gōng）件表麵試圖（tú）將粉末推入（rù）法拉第籠效應區域時，隨著（zhe）距離增進，空間電流增大，工件表麵（miàn）單位麵（miàn）積（jī）內（nèi）的自由離子密度大大增加（jiā），反電離（lí）作用（yòng）提前發生，反而無助於工件死（sǐ）角上粉率。根據實驗室經驗，調（diào）節合適的（de）電壓60-70 kV，根據工件（jiàn）折彎度的不同（tóng），適當調節噴槍與工件的距離，並且保持在10-15cm之間，可促進粉末向法拉第（dì）籠效應區域滲透，使粉末沉（chén）積在死角處，提高（gāo）死角上粉率。

4.3 粒徑（jìng）與死角上粉率關係

粉末（mò）塗（tú）料的材料大部分都是高絕緣性能材料，一定粒徑粉末粒子一旦帶上電就很難消失，且粉末的電（diàn）陽率也（yě）較大。現在（zài）普通粉末廠家一般都控製粒徑在（zài）35一45 微米，這一粒徑範圍的粉末（mò）在（zài）電場中的上粉率較好。理論研究表明，粉末粒子的帶電（diàn）量與粉末粒徑的平方（fāng）成反比.粒徑較（jiào）粗的粒子帶電強（qiáng）度大，更容易透過法（fǎ）拉（lā）第屏蔽（bì）效應區域，沉積在工（gōng）件表麵死角上粉率好。粉末粒徑偏（piān）細，帶電量小，在電場中要克（kè）服（fú）粉末重力，空氣動力等（děng）不利因素影響，死角上粉困難。

本項（xiàng）目試驗結果顯示，能較好克服（fú）法拉第效應促進死角上粉（fěn）的粉末粒徑宜控製在25-35 微米範圍之內。細粒徑(≤10微米)控製在（zài）8%以下，超細粉一般不帶電，噴塗過程中主要（yào）受空氣氣流的影響。粗粒徑(≥70微米)控製在3%以下，能（néng）夠有效地避免凹槽邊沿的厚塗問題，克服粉末（mò）在未達到工件表麵（miàn）掉落或者粒徑較細（xì）的粉末（mò）被（bèi）吸走等不利因素，實（shí）驗室試驗結果表明死角上粉率檢驗值能達到R≥0.7以上。

探討粉末死角上（shàng）粉率時，有多種因素共同作用，要將內在和外在因素加以區分。外在因素包括被塗工（gōng）件彎角（jiǎo）大小與形狀，客戶噴粉係（xì）統，噴粉施工人員等，這（zhè）些因（yīn）素（sù）也影響死角上粉率，是不可忽略的因素。

本文討論的是粉末配方凋整和噴塗工藝中的（de）可操作因素，屬於內在因素（sù）。隨著粉末研發和生產技術的不斷改進，可以有效地避免死角上粉率差問題，但（dàn）不能完全解決上述問題，隻有對以上可變因素進行適宜調（diào）整，綜合實現粉末噴塗死角上粉率（lǜ）預期目（mù）標（biāo）。

來源：網絡（luò）