世界上第一套粉末靜電噴涂設(shè)備于1962年由法國的SAMES公司研制成功，此后粉末靜電噴涂技術(shù)在世界各國迅速發(fā)展，正逐漸取代溶劑型涂料涂裝技術(shù)。我國的粉末靜電噴涂技術(shù)發(fā)展較晚，但發(fā)展?jié)摿艽?。粉末涂料不含溶劑，粉末涂料依靠靜電噴涂到工件表面上，互相不粘連的粉末粒子層經(jīng)過加熱熔融后形成牢固的涂層與工件表面緊密結(jié)合。這種涂層具 有優(yōu)良的防腐蝕性能和裝飾功能。同傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，它具有更加安全、污染小、適應(yīng)性好、效率高和不依賴石油為原料的優(yōu)點(diǎn)。但它目前也存在一些缺點(diǎn)：一次性投資大、更換顏色不方便等。
1 粉末靜電噴涂技術(shù)的典型工藝流程
粉末靜電噴涂技術(shù)的典型工藝流程為：
工件前處理→噴粉→固化→檢查→成品
1.1 前處理
工件經(jīng)過前處理除掉冷軋鋼板表面的油污和灰塵后才能噴涂粉末，同時(shí)在工件表面形成一層鋅系磷化膜以增強(qiáng)噴粉后的附著力。前處理后的工件必須完全烘干水分并且充分冷卻到35℃以下才能保證噴粉后工件的理化性能和外觀質(zhì)量。
1.2 噴粉
1.2.1 粉末靜電噴涂的基本原理
工件通過輸送鏈進(jìn)入噴粉房的噴槍位置準(zhǔn)備噴涂作業(yè)。靜電發(fā)生器通過噴槍槍口的電極針向工件方向的空間釋放高壓靜電(負(fù)極)，該高壓靜電使從．噴槍口噴出的粉末和壓縮空氣的混合物以及電極周圍空氣電離(帶負(fù)電荷)。工件經(jīng)過掛具通過輸送鏈接地(接地極)，這樣就在噴槍和工件之間形成一個(gè)電場占粉末在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動(dòng)下到達(dá)工件表面，依靠靜電吸引在工件表面形成一層均勻的涂層。
1.2.2 粉末靜電噴涂的基本原料
用室內(nèi)型環(huán)氧聚酯粉末涂料。它的主要成分是環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、固化劑、顏料、填料、各種助劑(例如流平劑、防潮劑、邊角改性劑等).粉末加熱固化后在工件表面形成所需涂層。輔助材料是壓縮空氣，要求清潔干燥、無油無水[含水量小于1.3g/m3、含油量小于1.0×10-5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]
1.2.3 粉末靜電噴涂的施工工藝
●靜電高壓60-90kV。電壓過高容易造成粉末反彈和邊緣麻點(diǎn)；電壓過低上粉率低。
●靜電電流10～20μA。電流過高容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層；電流過低上粉率低
●流速壓力0.30-0.55MPa.流速壓力越．高則粉末的沉積速度越快，有利于快速獲得預(yù)定厚度的涂層，但過高就會(huì)增加粉末用量和噴槍的磨損速度。
●霧化壓力0.30～0.45MPa。適當(dāng)增大霧化壓力能夠保持粉末涂層的厚度均勻，但過高會(huì)使送粉部件快速磨損。適當(dāng)降低霧化壓力能夠提高粉末的覆蓋能力，但過低容易使送粉部件堵塞。
●清槍壓力0.5MPa。清槍壓力過高會(huì)加速槍頭磨 損，過低容易造成槍頭堵塞。
●供粉桶流化壓力0.04～0.10MPa。供粉桶流化壓力過高會(huì)降低粉末密度使生產(chǎn)效率下降，過低容易出現(xiàn)供粉不足或者粉末結(jié)團(tuán)。
●噴槍口至工件的距離150～300mm。噴槍口至工件的距離過近容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層，過遠(yuǎn)會(huì)增加粉末用量和降低生產(chǎn)效率。
●輸送鏈速度4.5～5.5m／min。輸送鏈速度過快會(huì)引起粉末涂層厚度不夠，過慢則降低生產(chǎn)效率。
1.2.4 粉末靜電噴涂的主要設(shè)備
●噴槍和靜電控制器
噴槍除了傳統(tǒng)的內(nèi)藏式電極針，外部還設(shè)置了環(huán)形電暈而使靜電場更加均勻以保持粉末涂層的厚度均勻。靜電控制器產(chǎn)生需要的靜電高壓并維持其穩(wěn)定，波動(dòng)范圍小于10％。
●供粉系統(tǒng)
供粉系統(tǒng)由新粉桶、旋轉(zhuǎn)篩和供粉桶組成。粉末涂料先加入到新粉桶，壓縮空氣通過新粉桶底部的流化板上的微孔使粉末預(yù)流化，再經(jīng)過粉泵輸送到旋轉(zhuǎn)篩。旋轉(zhuǎn)篩分離出粒徑過大的粉末粒子(100μm以上)，剩余粉末下落到供粉桶。供粉桶將粉末流化到規(guī)定程度后通過粉泵和送粉管供給噴槍噴涂工件。
●回收系統(tǒng)
噴槍噴出的粉末除一部分吸附到工件表面上(一般為50％～70％，本公司為70％)外，其余部分自然沉降。沉降過程中的粉末一部分被噴粉棚側(cè)壁的旋風(fēng)回收器收集，利用離心分離原理使粒徑較大的粉末粒子(12μm以上)分離出來并送回旋轉(zhuǎn)篩重新利用。12pom以下的粉末粒子被送到濾芯回收器內(nèi)，其中粉末被脈沖壓縮空氣振落到濾芯底部收集斗內(nèi)，這部分粉
末定期清理裝箱等待出售。分離出粉末的潔凈空氣(含有的粉末粒徑小于1 μm、濃度小于5g/m3)排放到噴粉室內(nèi)以維持噴粉室內(nèi)的微負(fù)壓。負(fù)壓過大容易吸入噴粉室外的灰塵和雜質(zhì)，負(fù)壓過小或正壓容易造成粉末外溢。沉降到噴粉棚底部的粉末收集后通過粉泵進(jìn)入旋轉(zhuǎn)篩重新利用?；厥辗勰┡c新粉末的混合比例為(1:3)～(1:1)。使用該回收系統(tǒng)，本公司的總體粉末利用率平均達(dá)到95％。
●噴粉室體
頂板和壁板采用透光聚丙烯塑料材質(zhì)，以最大限度減少粉末黏附量，防止靜電荷累積干擾靜電場。底板和基座采用不銹鋼材質(zhì)，既便于清潔又具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
●輔助系統(tǒng)
包括空調(diào)器、除濕機(jī)?？照{(diào)器的作用一是保持噴粉溫度在35℃以下以防止粉末結(jié)塊；二是通過空氣循環(huán)(風(fēng)速小于0.3m/s)保持噴粉室的微負(fù)壓。除濕機(jī)的作用是保持噴粉室相對(duì)濕度為45％～55％，濕度過大空氣容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層，過小導(dǎo)電性差不易電離。
1.3 固化
1.3.1 粉末固化的基本原理
環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基、聚酯樹脂中的羧基與固化劑中的胺基發(fā)生縮聚、加成反應(yīng)交聯(lián)成大分子網(wǎng)狀體，同時(shí)釋放出小分子氣體(副產(chǎn)物)。固化過程分為熔融、流平、膠化和固化4個(gè)階段。溫度升高到熔點(diǎn)后工件上的表層粉末開始融化，并逐漸與內(nèi)部粉末形成漩渦直至全部融化。
粉末全部融化后開始緩慢流動(dòng)，在工件表面形成薄而平整的一層，此階段稱流平。溫度繼續(xù)升高到達(dá)膠點(diǎn)后有幾分短暫的膠化狀態(tài)(溫度保持不變)，之后溫度繼續(xù)升高粉末發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化。
1.3.2 粉末固化的基本工藝
采用的粉末固化工藝為180℃，烘15min，屬正常固化。其中的溫度和時(shí)間是指工件的實(shí)際溫度和維持不低于這一溫度的累積時(shí)間，而不是固化爐的設(shè)定溫度和工件在爐內(nèi)的行走時(shí)間。但兩者之間相互關(guān)聯(lián)，設(shè)備最初調(diào)試時(shí)需要使用爐溫跟蹤儀測量最大工件的上、中、下3點(diǎn)表面溫度及累積時(shí)間，并根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整固化爐設(shè)定溫度和輸送鏈速度(它決定工件在爐內(nèi)的行走時(shí)間)，直至符合上述固化工藝要求。這樣就可以得出兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在一段時(shí)間內(nèi)(一般為2個(gè)月)只需要控制速度即可保證固化工藝。
1.3.3 粉末固化的主要設(shè)備
設(shè)備主要包括供熱燃燒器、循環(huán)風(fēng)機(jī)及風(fēng)管、爐體3部分。本公司使用的供熱燃燒器為德國威索產(chǎn)品，使用0～35#輕柴油。具有發(fā)熱效率高、省油的優(yōu)點(diǎn)。循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱交換，送風(fēng)管第一級(jí)開口在爐體底部，向上每隔600mm有一級(jí)開口，共三級(jí)。這樣可以保證1 200mm工件范圍內(nèi)溫度波動(dòng)小于5℃，防止工件上下色差過大。回風(fēng)管在爐體頂部，這樣可以保證爐體內(nèi)上下溫度盡可能均勻。爐體為橋式結(jié)構(gòu)，既有利于保存熱空氣，又可以防止生產(chǎn)結(jié)束后爐內(nèi)空氣體積減小吸人外界灰塵和雜質(zhì)。
1.4 檢查
固化后的工件，日常主要檢查外觀(是否平整光亮、有無顆粒、縮孔等缺陷)和厚度(控制在55～90μm)。如果首次調(diào)試或需要更換粉末時(shí)則要求使用相應(yīng)的檢測儀器檢測如下項(xiàng)目：外觀、光澤、色差、涂層厚度、附著力(劃格法)、硬度(鉛筆法)、沖擊強(qiáng)度、耐鹽霧性(400h)、耐候性(人工加速老化)、耐濕熱性(1 000h)
1.5 成品
檢查后的成品分類擺放在運(yùn)輸車、周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，相互之間用報(bào)紙等軟質(zhì)材料隔離，以防止劃傷并做好標(biāo)識(shí)待用.
