粉末塗料（liào）具有（yǒu）較高的生產效率優異的塗（tú）膜（mó）性能，良好（hǎo）的生態環保性和突出的經濟性等特點，受到市（shì）場的廣（guǎng）泛青睞.

在（zài）生產中，設備廠家通過對靜電設備噴槍（qiāng）的改良和設備技改提高死角上粉率。工件死角上（shàng）粉率看似非常簡單的問題，即讓（ràng）經過靜電噴（pēn）槍的粉末附著在複雜折彎工件的凹麵處，然而做到（dào）這一點非常困難。實際生產中工件形狀更為複（fù）雜，需要（yào）采用多把噴槍進（jìn）行噴塗（tú）。因此粉末在噴塗（tú）過程中（zhōng），必需克服各種不利因素，減弱法拉第籠屏蔽效應，使凹槽區域得到有（yǒu）效（xiào）塗裝即提高死角上粉率。本（běn）文著重研究高壓靜電噴槍在（zài）電暈放電（diàn）噴塗過程中如何改善工件（jiàn）折彎（wān）凹槽內部金屬死角上粉情況。

1.1 粉末帶電效應

粉（fěn）末的帶電效應決定粉末自（zì）身所帶的電荷q0，影響粉（fěn）末粒子在接地（dì）表麵的工件上的沉積率。噴塗粉末受電場力作用，粒子到達工件（jiàn）表麵後，帶電顆粒緩慢消散電荷，表麵（miàn）逐（zhú）步形成次生電場，粉末在電場作用（yòng）下，沉積在工件表麵，當粉末達到一定厚度，電場逐漸減弱，粉末上（shàng）粉率變差。所以工件（jiàn）表麵塗層厚度（dù）受顆（kē）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（xiǎng）死角上粉（fěn）的重要因素。

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

1.2 法拉第籠效應

粉末噴塗到工件表麵，普通電暈噴槍釋放的強電場具有（yǒu）十分（fèn）突出的優勢，整個表麵上（shàng）粉率好，但當工件表麵帶（dài）有深（shēn）凹坑或溝槽時（shí），往往會碰到法拉第籠效應，見圖1，噴塗的粉末（mò）粒子會集中在電力線阻位較低處(即（jí）這些凹陷（xiàn）部位的邊緣處)，因為邊緣處場強增（zēng）加，直（zhí）接導致粉末粒子朝邊緣處運動，這些地方的（de）粉未沉積明顯，粉末（mò）很難到達凹槽內，這就是我們平常所說的法拉第籠效應。

理論上講，當邊緣處（chù）塗上厚厚的粉末層，其他粉粒便不能再在該處沉（chén）積（jī）時，唯一的去處就隻（zhī）能是進入深（shēn）凹的底部。真實情況並非如此，實（shí）踐例子證明，粉末（mò）無法到達工件凹槽底部（bù），因為其一，由於粉粒被（bèi）電（diàn）場強力地推向法拉第籠的邊緣，因而隻有很少的粉（fěn）粒有機會進人凹陷部位。其二，由電暈（yūn）放電（diàn）產生的自（zì）由粒子會沿電力線走向工（gōng）件的邊緣處，使已（yǐ）有的（de）塗層迅速被多餘的電荷（hé）所飽和，以致反向離子化十分強烈，形成凹槽真空（kōng），內部不帶電，無法沉積粉末粒子，所以死（sǐ）角上粉難。

原（yuán）有評判粉末死角（jiǎo）上粉（fěn）率好壞與否在工（gōng）業生產（chǎn）中，粉末企業隻（zhī）是根據客（kè）戶反饋信息，說上粉率好還是不好，然後進行（háng）配方調整。粉末廠家自身沒有（yǒu）一個評判標準，這對我們配方的改善是不利的。本項（xiàng）目擬（nǐ）設立一個專門的實驗程序，對粉末死角上粉率進行體係評價（jià）。

死角上粉率（lǜ）測定（dìng）：

實驗器材：實驗室（shì）高壓靜電噴槍；鋁板；夾子（zǐ）：電子天平；實驗粉末（mò）塗料。

試驗方法：使用一個（gè）專門設計（jì）的（de）鋁板，進行死角上粉率（lǜ）的測試試驗（yàn），鋁板中央凹槽深3cm，寬3cm.

噴塗前用夾子將3條鋁（lǚ）片（寬3cm，長和鋁板相同）分別固定在相應部位（wèi），兩條位於槽外，一條位於槽底壁上（shàng），然（rán）後在固定風量，電（diàn）壓下根據試驗噴塗（tú）定量（liàng）粉（fěn）末。3條鋁片在噴塗前、後分（fèn）別稱質量、以測定粉末沉積量。通（tōng）過槽內底壁（bì）粉末沉積量minternal與槽外兩條鋁片上粉末量平均值mouter進行比較，就能測出（chū）死角上粉率：

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

3.1 材料

粉末塗料主要由環氧，聚酯樹（shù）脂等高分子化合物組成，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。但由於價格成本高一般不采用此種方式，粉末廠家為自（zì）身市場競爭的需要，降低（dī）材料成本（běn）添加填（tián）料控（kòng）製合適的顏基比，其中添加粒徑細的填料，在試驗中（zhōng），如超細硫酸鋇，可提（tí）高死角上粉率。

3.2 帶電助（zhù）劑

現在（zài）粉末廠家（jiā）基（jī）本是通過在粉末配方中外加帶電助劑來實現粉末死角上粉率的提高。主（zhǔ）要分為兩種，增電劑和抗靜電劑。增電劑（jì）主要成份（fèn）為帶電基團的有（yǒu）機胺鹽，提高噴塗時粉末粒子的帶電（diàn）量，並將工件表麵的電荷及時泄漏掉，提高死角上粉率，從而克服了靜電屏蔽效應。

抗靜電劑不同於（yú）一（yī）般的胺（àn）類帶電劑，使粉末具有很好的（de）摩擦帶電性能。它（tā）自身（shēn）的帶電官能團（tuán）在粉末噴塗中能（néng）捕（bǔ）捉電離場中負離（lí）子帶上負電（diàn）電（diàn）荷，減弱凹槽死角等部位法拉第籠效應電力（lì）線作用，這時帶有較多電荷的粉（fěn）末粒子（zǐ）就能（néng）靠自身的（de）力量到達工件表麵，改善死角上粉。

根（gēn）據試驗配方對帶電助劑進行優選，顯示，添（tiān）加0.1%-0.6%的有機銨鹽助（zhù）劑，能有效（xiào）地降低粉末電阻率（lǜ），增加粉末帶（dài）電效應，提高粉末死角上粉（fěn）率。

3.3 粉末後混助劑的研究

粉末（mò）經ACM主、副磨的轉速，和冷風係統，得到的粉末粒徑正態分（fèn）布集中、峰值合適。但粒徑本身很細，自身的（de）流動性很弱，不利於粉末帶電性，影響粉末的死角上粉率。提高粉末顆粒帶電性，需要（yào）在擠出和粉碎過程中加人氣相二氧化矽或氧化鋁。例如加入一定量的氣相二氧化矽和氧化（huà）鋁c，能夠有效提高粉末帶電性，並（bìng）增加粉末流動性（xìng）。

添（tiān）加氣相金屬（shǔ）氧化物，如配方7，在噴塗中最能有效地克服法拉第籠效應，密度更小的膠體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（xìng），有利於穿透法拉第籠效應區域，死角上粉率更好。

氣相二（èr）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。根據實踐生產選用疏水性的氣相二氧（yǎng）化矽，可改善粉末的帶正電荷性，提高死角上粉率（lǜ），效果顯著。疏（shū）水性（xìng）氣相二氧化矽應用效果最（zuì）好的是贏創的AEROSIL972，在（zài）試驗過程中幹混添加0.1%一1.0%，即可達到較好的死角上粉率（lǜ）效果。

此外，幹混助劑氣（qì）相二氧化矽有助於提高粉末的貯存穩定性、降低（dī）吸潮性、增加邊角覆蓋效果。在粉末塗料中添加合適粒徑的氧化鋁C同樣也能提（tí）高粉末死角上粉率，效果也比（bǐ）較明顯。

4.1 粉末電阻率與死角上粉率關係

噴塗粉末顆粒的電阻率，決定了沉積在工件表（biǎo）而顆粒的電荷消散速率。表麵（miàn）電阻係數高的顆粒在死角處能夠較長時（shí）間保留他們的原始電荷，而表麵電阻係數較低的顆粒很快就消散了他們的表麵電（diàn）荷（hé）。當表麵電荷高時，電效應強烈，法拉第籠效應表現強烈，粉（fěn）末在（zài）噴塗中不易到達死角。實驗結果表明:當將表（biǎo）麵電阻率為1.5×10⁶Ω·m的粉末噴塗在實驗基材上時，死角出現裸露金屬。當經過改進（jìn）實驗（yàn）配方，試驗發現，當（dāng）粉末電阻（zǔ）率<2x10^{4Ω.m時，粉末易噴塗到工件（jiàn）上，並且死（sǐ）角上粉率好，但如果電阻率太低（dī）（如＜6x102Ω.m）。死角上粉率雖好，但容易（yì）出現邊角積粉（fěn），塗（tú）層固化會出現較厚的波紋橘皮，影響塗層美觀。為了得到適（shì）宜的塗層，附著力（lì）和死角上粉率，粒子表麵的電阻率應該保持在103~104Ω.m範（fàn）圍內。}

4.2 電（diàn）壓與工件噴塗距（jù）離關係

粉體在噴塗時電壓要（yào）適當，將（jiāng）粉體噴塗出槍口並（bìng）且呈鬆散狀態，有利於粉末帶電。粉末塗料噴塗（tú）電壓一般保持在50-90 kV，不同電壓下，上粉率都隨噴塗距離（lí）的（de）增加而下（xià）降.在實驗室噴塗（tú）折彎（wān）工件（jiàn）過程中（zhōng），試驗（yàn）初期，死角上粉率一直不好（hǎo），認為推近（jìn）噴槍與工件（jiàn）的距離，可以減少法拉第籠效應提高死（sǐ）角上（shàng）粉率（lǜ），然而這是（shì）一種錯誤的認識。

噴槍與工件距離越近，到達工件表麵的電流就越強（qiáng）.當（dāng）噴槍靠近（jìn）工件表麵試圖將粉末推入法拉第籠效應（yīng）區域時，隨著距離增進，空間電流（liú）增大，工件表麵單位麵積內的自由離子密（mì）度大大增加，反電離作用提前發生，反而（ér）無助於工件（jiàn）死角上粉率。根據實驗（yàn）室經驗，調節合適的電壓60-70 kV，根據工件折彎度的不同（tóng），適當調節噴槍與工（gōng）件的距離，並且保持在10-15cm之間，可促進粉末向法拉第籠效應區域滲透（tòu），使粉末沉積（jī）在死角處，提高死角上粉率。

4.3 粒徑與死角上粉（fěn）率關係（xì）

粉末塗料的材（cái）料大部分都是高絕緣性能材料，一定粒徑粉末粒（lì）子一旦帶上電就（jiù）很難消（xiāo）失（shī），且粉末的電陽率也較（jiào）大（dà）。現在普通粉末廠家一般都控製粒徑在35一45 微米，這一粒徑（jìng）範圍的粉末（mò）在電場（chǎng）中（zhōng）的上粉率較好。理論研究表明，粉（fěn）末粒子的帶電量（liàng）與粉末粒（lì）徑的平方成反比.粒徑較粗的粒子帶電強度大，更容易透過法拉第屏蔽效應區域，沉積在工件表麵（miàn）死（sǐ）角上粉率好。粉末粒徑偏細，帶電量小，在電場中要克服粉末重力，空氣動力等不利因素影響，死（sǐ）角上粉困難。

本項目試驗結果顯（xiǎn）示，能較好克（kè）服法拉第效應促（cù）進死角上粉的粉末粒徑宜控製在25-35 微米範圍（wéi）之內。細粒徑(≤10微米（mǐ）)控製在8%以下，超細粉一般不帶電，噴塗過程中（zhōng）主要受空氣氣流的影（yǐng）響。粗粒徑(≥70微米)控製在3%以下，能夠有效地避（bì）免凹槽邊沿（yán）的厚（hòu）塗問題，克服粉末在未達（dá）到工件表麵掉落或（huò）者粒（lì）徑較細的（de）粉末被吸走等不利因素（sù），實驗室試驗結（jié）果表明（míng）死角上粉率檢驗值能達到R≥0.7以（yǐ）上。

探討粉末死角上粉率時（shí），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件彎角大小與形狀，客戶噴（pēn）粉係（xì）統，噴粉施工人員等，這些因素也（yě）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可操作（zuò）因素，屬於（yú）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（fěn）率差問題，但不能完全解決上述問題，隻有（yǒu）對以上可變（biàn）因素進行適宜調整，綜合實現粉末噴塗死角上粉率預（yù）期目標。

來源：網絡