粉末塗料具有較高的生產效率優異的塗膜性能，良好的生態環保性（xìng）和突出的經（jīng）濟性等特點（diǎn），受到（dào）市場的廣泛（fàn）青睞.

在生產中，設備廠家通過對靜電（diàn）設備（bèi）噴槍（qiāng）的改良和設備技改提高死（sǐ）角上粉率。工件死角上粉率（lǜ）看（kàn）似非常簡單的問題，即讓經過靜電噴槍的粉（fěn）末附著在複雜折彎工件的凹麵處，然而做到這一（yī）點非常困難。實（shí）際生產中工件（jiàn）形狀更為複雜，需要采用多把噴槍進行噴塗。因（yīn）此粉末在噴塗過程中，必需克服各種不利因素（sù），減弱法（fǎ）拉第（dì）籠屏蔽效應，使凹槽區（qū）域得到有效（xiào）塗裝（zhuāng）即提高死角上粉率。本文著重（chóng）研究高壓靜電噴槍在電暈放電噴塗過程中如何改善工件折彎凹槽內（nèi）部金屬死角上粉情況。

1.1 粉末（mò）帶電效應

粉末的帶電效應決定粉末自身所帶的電荷q0，影響粉末（mò）粒子（zǐ）在接地表（biǎo）麵的（de）工（gōng）件上的（de）沉積率。噴塗（tú）粉末受電場力作用，粒子到達工件表麵後，帶（dài）電顆粒緩慢消散電荷（hé），表麵逐步形成（chéng）次生電場（chǎng），粉末在電場作用下，沉積在工件表麵，當粉末達到一定厚度，電場逐漸減弱，粉末上粉率變差。所以工件表麵塗層厚度受顆粒平均電荷和塗膜厚度的影響。由此可推斷粉（fěn）末的帶電效應是（shì）影響死角上粉的重要因素。

在一定時間（jiān）內，粉末沉積顆粒所（suǒ）帶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末的（de）電阻（zǔ）率有較（jiào）強的內（nèi）在（zài）聯係，在試驗中降低電（diàn）阻率，有利於粉末帶電，提高（gāo）死角上粉率。

1.2 法拉第籠效應

粉末噴（pēn）塗到工件表麵（miàn），普（pǔ）通電暈噴槍釋放的強電場具有十（shí）分突出的優勢，整個表麵（miàn）上粉率好，但當工件表（biǎo）麵帶有深凹坑或溝槽時，往往會碰到法拉第籠（lóng）效應，見圖1，噴塗的（de）粉末粒子會集中在電力線阻位較（jiào）低處(即這些凹陷部位（wèi）的邊緣處)，因為邊緣處場強增加，直接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（jiǎng），當邊緣處塗上厚厚的粉末層，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（dǐ）部。真實情況並非如此，實（shí）踐例子（zǐ）證（zhèng）明，粉末無法到達工件凹槽底部，因為其一（yī），由於粉粒被電場強力地推向法（fǎ）拉第籠的邊緣，因而隻有很少的粉粒有機會進人凹陷部（bù）位。其二，由電暈放電產生的自由粒子會沿電力線走向（xiàng）工件的邊（biān）緣處，使已有的塗層迅速被多餘的電荷所飽（bǎo）和，以致（zhì）反向（xiàng）離子化十（shí）分強（qiáng）烈（liè），形成凹槽真空，內部不（bú）帶電，無法沉積粉末粒子，所以死角上粉難（nán）。

原有評判粉末（mò）死角上粉（fěn）率好壞與（yǔ）否在工業生產中，粉末企業隻是根據客戶反饋信息，說上粉率好還是不好，然後進行配方調整。粉末廠家自身沒有一個評判標準，這對我們（men）配方的改（gǎi）善是不利的。本項目擬設立一（yī）個專門的實驗程序，對粉末死角上（shàng）粉率進行體係評價。

死（sǐ）角上粉率測定：

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

試（shì）驗方法（fǎ）：使（shǐ）用（yòng）一個專（zhuān）門設計的鋁（lǚ）板，進行死角上粉率（lǜ）的測（cè）試試驗，鋁板（bǎn）中央凹槽深3cm，寬3cm.

噴塗前用夾子將3條鋁片（寬3cm，長和鋁板相同）分別固定（dìng）在相應部位，兩條位於槽外（wài），一條位（wèi）於槽底壁上（shàng），然後在固定風量，電壓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（liàng）、以測定粉末沉（chén）積量。通過槽內底壁粉末沉積量minternal與槽外（wài）兩條鋁片上粉末量（liàng）平均值（zhí）mouter進行比較，就能測出死角上粉（fěn）率：

材料的帶電性（xìng），主要包括（kuò）樹脂，填料和助劑的調配，這三方麵是影響粉（fěn）末在噴塗上粉率的（de）重（chóng）要因素。

3.1 材料

粉末塗料（liào）主要由環氧，聚酯（zhǐ）樹脂等（děng）高（gāo）分子化合物組成（chéng），這些化合（hé）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（rú）果在配方中隻用純（chún）樹脂，上粉率好。但由於價格成本高一般不采（cǎi）用此種（zhǒng）方式，粉末廠家為自身市場競爭的需要，降低材料（liào）成（chéng）本添加填料控製合適的顏基比，其中添加粒徑細的填料，在試驗中，如超細硫酸鋇，可提高死角上粉（fěn）率。

3.2 帶電助劑

現在粉（fěn）末廠家基本是通過在粉末配方（fāng）中外加帶電助（zhù）劑來實現粉末死角上粉率的提高。主要分（fèn）為兩（liǎng）種，增電劑和抗靜（jìng）電劑。增電劑主要成份為帶電基團的有（yǒu）機胺鹽，提高噴塗時粉末（mò）粒子的帶電量，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（bì）效應。

抗靜電劑不同於一般的胺類帶電劑，使粉末具有很好的摩（mó）擦帶電性能。它自身的帶電官能團在粉（fěn）末噴塗中能捕捉電離場中負離（lí）子帶上負電電荷，減弱（ruò）凹槽死角等（děng）部（bù）位法拉第籠效應電力線作用，這（zhè）時帶有較多電（diàn）荷的粉末粒子就能靠自身的力（lì）量到達工（gōng）件表麵，改善死角上粉。

根據試驗配方對（duì）帶電助劑進行（háng）優選（xuǎn），顯示，添加（jiā）0.1%-0.6%的有機（jī）銨鹽助劑，能有（yǒu）效（xiào）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 粉末後混助劑的研究

粉末經ACM主（zhǔ）、副（fù）磨的轉速，和冷風係統，得到的粉末粒徑正態（tài）分布集（jí）中（zhōng）、峰值合適。但粒徑本身很細，自身的流動性很弱，不利（lì）於粉末帶（dài）電性，影響粉末（mò）的死角上粉率。提高粉末顆粒帶電性，需要在擠（jǐ）出和粉碎（suì）過程中（zhōng）加人（rén）氣相二氧化矽或氧化鋁。例（lì）如加入（rù）一定量的氣相二氧化矽和（hé）氧化鋁c，能夠有效提高粉末（mò）帶電性，並增加粉（fěn）末流動（dòng）性。

添加氣（qì）相金屬氧化物，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（yǒu）利於穿透法拉（lā）第籠效應（yīng）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。根據實踐生產選用疏水性的氣相二（èr）氧化矽，可改善粉末（mò）的帶正電荷性，提高（gāo）死角上粉率，效果（guǒ）顯著（zhe）。疏水性氣相二（èr）氧化矽應（yīng）用效果（guǒ）最好的是（shì）贏創的AEROSIL972，在試驗過程中幹混添加0.1%一1.0%，即可達（dá）到較好的死角上（shàng）粉率效果。

此（cǐ）外，幹混助劑氣相二氧化矽有（yǒu）助於提高粉末的（de）貯（zhù）存穩定性、降低吸潮性、增加邊角覆蓋效（xiào）果。在粉末塗料中添加合適粒徑的氧化鋁C同樣也（yě）能提高粉（fěn）末死（sǐ）角上粉率，效（xiào）果也比較明顯。

4.1 粉末電阻率與死（sǐ）角上粉率關係

噴塗粉末顆粒的電阻率，決定（dìng）了沉積在工件表（biǎo）而顆粒的電荷消散速率（lǜ）。表（biǎo）麵電阻係數（shù）高的顆粒在死角處能夠較長時間保留他們的原始（shǐ）電荷，而表麵電（diàn）阻係數較低的顆粒很快（kuài）就消散了他們的表麵電荷。當表麵電荷高時，電效應強烈，法拉第籠效應表現強烈，粉末（mò）在（zài）噴塗（tú）中不易到達死（sǐ）角（jiǎo）。實驗結果表明（míng）:當（dāng）將表麵電阻率為1.5×10⁶Ω·m的粉末（mò）噴塗在實（shí）驗基材上（shàng）時，死角出現裸露金屬。當經過改進實驗配方，試驗發現，當粉末電阻（zǔ）率<2x10^{4Ω.m時，粉末易噴塗到工件上，並且（qiě）死角上粉率好，但如果電阻率太低（如（rú）＜6x102Ω.m）。死角上粉率雖好（hǎo），但容易出現邊角積粉，塗（tú）層固化（huà）會出現較厚的波紋橘皮，影響（xiǎng）塗層美觀。為了得到適宜的塗層，附著力和死角上粉率，粒子表麵的電阻率應該保持在（zài）103~104Ω.m範圍內。}

4.2 電壓（yā）與工件噴塗距離關係

粉體在噴塗時電壓要適當，將粉體（tǐ）噴塗出槍口並且呈鬆散狀態，有利於（yú）粉末帶電。粉末（mò）塗料噴塗電（diàn）壓一般保持在50-90 kV，不同電壓下，上粉率都隨噴塗距離（lí）的增（zēng）加而下降.在實驗室噴塗折彎工件過程中，試驗（yàn）初期，死角上粉率一直不好，認為推近噴槍與工（gōng）件的距離，可以（yǐ）減少法拉第籠效應提高死角上（shàng）粉率，然而這是一種錯誤的認識。

噴槍與工件距離越近（jìn），到達工件表麵的電流就越強（qiáng）.當噴槍靠近工件（jiàn）表麵試圖將（jiāng）粉末（mò）推入法（fǎ）拉第籠效應區域時，隨著距離增進，空間電流增大，工件表麵單位麵積內的自由（yóu）離子密度大大（dà）增加，反電離作用提前發生，反而無助於工（gōng）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（jù）工件折彎度的不同，適當調（diào）節噴槍（qiāng）與工件的距離，並且保持（chí）在10-15cm之間（jiān），可促（cù）進粉末（mò）向法拉第（dì）籠效應區域滲透，使粉末沉積在死角處，提高死角上粉率。

4.3 粒徑與死角上粉率（lǜ）關係

粉末塗料的材料（liào）大部分都是高絕緣性能材料，一定粒徑粉末（mò）粒子（zǐ）一旦（dàn）帶上電就很難（nán）消（xiāo）失，且粉末（mò）的電陽率也較（jiào）大。現在普通粉末廠家一般都控製粒徑在35一45 微米（mǐ），這一（yī）粒徑範圍的粉末在電場中（zhōng）的上粉率較好（hǎo）。理論研（yán）究表明，粉末粒子的帶電量與粉末粒徑的平方成反比.粒（lì）徑較粗的粒子（zǐ）帶電強度大，更容易透過法拉第屏蔽效應區域，沉積在工件表麵死角上粉率好。粉（fěn）末粒徑偏細，帶電量小，在電場中要克服粉末重（chóng）力，空氣動力等不利因素影響，死角（jiǎo）上粉困難。

本項目（mù）試驗結果（guǒ）顯示（shì），能較好克服法拉第效應促進死角上粉的（de）粉末粒徑宜控（kòng）製在25-35 微米範圍之內。細粒徑(≤10微米)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響。粗粒徑(≥70微米)控製（zhì）在3%以下，能夠有效地避免凹槽邊沿（yán）的厚塗問題，克服粉末在未達到（dào）工件表麵掉落或者粒徑較細的粉末（mò）被吸走等不（bú）利因素，實驗室試驗結果表明死角上粉率檢驗值能達到R≥0.7以上。

探討粉末死角上粉率時，有多種因素共（gòng）同作用，要將內在和外在因素加以區分。外在因素包（bāo）括被塗工件彎角大小與形狀，客戶噴粉係（xì）統，噴粉施工人員等，這些因素也影響死角上粉率，是不（bú）可忽略（luè）的（de）因素。

本文討論的是粉末配方凋整和（hé）噴塗工藝中的可操作因素（sù），屬於內在因（yīn）素（sù）。隨著粉末研發和生產技術（shù）的不斷改進，可以有效地避免死角（jiǎo）上粉率差問題，但不能完全解決（jué）上述問題，隻有對（duì）以上（shàng）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期（qī）目標。

來源：網絡（luò）