涂装工艺与设备(粉末涂装工艺1)

涂装工艺与设备湖北汽车工业学院材料工程教研室李志辉[e-mail]13986915727涂装工艺与设备2粉末涂装的特点粉末涂料涂装的特点省资源节能低公害生产效率高粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂装与溶剂型涂料涂装的比较3涂装前处理涂装前的表面处理粉末涂装的前处理要求与涂漆件相同包括除油、除锈、磷化（氧化、表调、钝化封闭）粉末涂装对金属工件的表面除锈要求较高锈蚀产物可以在漆膜下继续扩展，加速漆膜的失效对表面前处理的要求需和涂膜的品质要求相一致粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第4粉末涂装方法粉末涂装方法流化床涂装熔射法涂装静电涂装其它摩擦静电喷涂法静电流化床涂装法静电热喷涂法真空吸涂法粉末电泳涂装UV（光固化）涂装技术粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第Seeyou！6粉末涂料与溶剂型涂料的涂装特点比较项目粉末涂料涂装溶剂型涂料涂装项目粉末涂料涂装溶剂型涂料涂装一次涂装涂膜厚度/μm50-50010-30粉尘污染有，但少没有薄涂性能难易粉尘爆炸问题有，但不大没有厚涂性能易难涂装劳动生产效率高一般涂装线自动化易难专用涂装设备需要不需要喷溢涂料的回收利用可以不可以专业生产操作技术不需要需要涂膜性能好一般涂料调色和换色麻烦简单溶剂带来的大气污染没有有溶剂（能源）浪费没有有溶剂带来的火灾危险没有有涂料运输方便程度方便不方便溶剂带来的毒性没有有涂料的储存比较方便不方便7流化床涂装原理是以均匀分布的细散空气流通过粉末层，使粉末微粒翻动呈流态化，气流和粉末建立平衡后，保持一定的界面高度，将需涂覆的工件预热后放入粉末中，获得均匀涂层，然后加热固化成膜粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装固体流态化过程：固定床阶段流化床阶段气流输送阶段特点：1.流体速度小2.流体从粉末颗粒间隙穿过3.有松动倾向，但颗粒仍相互接触4.粉层高度不发生变化特点：1.流体速度介于临界速度与极限速度之间2.粉末颗粒呈现浮动状态3.粉层高度随流体速度增加而增加4.床内压强不变特点：1.流体速度大于极限速度2.粉末随流体迁移出流化床8流化床涂装原理是以均匀分布的细散空气流通过粉末层，使粉末微粒翻动呈流态化，气流和粉末建立平衡后，保持一定的界面高度，将需涂覆的工件预热后放入粉末中，获得均匀涂层，然后加热固化成膜粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装9流化床涂装流化床特点流化床中的两相流动导致床层内各处的温度和浓度均匀一致传热、传质推动力下降，使反应进展不易完成具有类似液体的特性服从阿基米德定律床层面维持水平状态具有溢流特性具有连通效应床面间的压差符合流体静力学原理粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装10流化床的不正常现象腾涌现象沟流粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装11流化床的优缺点优点床层温度分布均匀流化床内的传热及传质速率高床层和金属器壁之间的传热系数大床与床之间颗粒可连续循环，这样使得大型反应器中生产的或需要的大量热量有传递的可能性为小颗粒或粉末状物料的加工开辟了途径粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装12流化床的优缺点缺点颗粒的返混现象使得在床内颗粒停留时间分布不均，因而影响产品质量。另一方面，由于颗粒的返混造成反应速度降低和副反应增加由于气泡的存在，床内气流不少以气泡状态流经床层和固体接触不均匀，若气相是加工对象，也影响产品的均匀性和转化率的降低。颗粒流化时，相互碰撞，脆性固体材料易成粉末而为气体夹带，除尘要求高且损失严重。由于固体颗粒的磨损作用，管件和容器的磨损严重，设备更新要求高。不利于高温操作，由于流态化要求颗粒必须是固态，由于高温下颗粒易于聚集和粘结，因而不能在高温下操作，从而影响了产物的生成速度粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装13流化床涂装流化床涂装的主要设备粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装振动流化床结构示意图14流化床涂装流化床涂装的工艺工艺流程工件预热工件预热温度一般高于粉末涂料熔化温度30-60℃过高过低都易出现质量问题流化床浸涂工件浸沉入粉层后应保持运动放入方式对涂层质量影响较大粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装工件前处理预热浸涂固（塑化）冷却成品15流化床涂装涂膜常见问题涂层不均匀工件形状对流化床的粉末流化状态的影响浸涂时间长短，主要造成上下的流挂由于流化床的粉末流化状态不佳造成涂膜的不均匀涂层厚度不够工件预热不够浸涂时间短附着力不够前处理不达标工件预热温度不够工件预热太过粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第流化床涂装16流化床涂装原理又称火焰喷涂法压缩空气将粉末涂料从火焰喷嘴中心吹出粉末涂料以高速通过喷嘴外围喷出的火焰区域以熔融状态喷射黏附到工件表面粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第熔射法涂装7-冷却空气；8-燃料气体；9-树脂粉末；10-火焰喷枪头；11-熔融树脂；12-涂膜；13-被涂物17熔射法涂装特点设备简单，价格低廉，可以在工作现场施工操作可以得到厚膜可在湿度大和低温条件下操作涂膜厚度不易控制施工现场涂料飞扬较多，需增加积尘装置对大件以及表面较为复杂的工件进行涂装过程中，质量较难于保证粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第熔射法涂装18静电粉末涂装原理电晕放电粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂19静电粉末涂装原理电晕放电粉末充电粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂20静电粉末涂装原理电晕放电粉末充电粉末的吸附粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂21静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压在一定范围内，粉末附着量与喷涂电压成正比电压超过90kV时，粉末附着量反而随喷涂电压增大而下降。随喷涂时间的增加，电压对粉层厚度增长率影响变小喷涂距离增大时，电压对粉层厚度的影响变小喷涂电压控制在60-80kV为佳粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂22静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂距离喷涂电压不变时，喷涂距离增大，电场强度E将减小E值对膜厚的影响非常的大粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂喷涂距离/mm沉积效率/%喷涂条件250100喷粉量60g/min30090喷涂时间20s40056喷涂电压90kV喷涂距离与沉积效率的关系23静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂距离供粉气压在其它条件都一定的情况下，供粉器的供粉气压增大，沉积效率下降粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂供粉气压与沉积效率的关系供粉气压（MPa）沉积效率（％）喷涂条件0.05100喷涂距离250mm0.0797喷粉量60g/min0.194喷涂时间20s0.1588喷涂电压90kV0.284环氧粉末涂料24静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂距离供粉气压喷粉量粉层厚度的初始增长率与喷粉量成正比随时间的增加，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一般喷涂施工中喷粉量控制在100-200g/min粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂25静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂距离供粉气压喷粉量粉末特性影响粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂涂敷工艺性能粒度备注大小粉末流动性变差涂敷性中间粒度好被吹散的倾向易飞散喷枪的堵塞易堵塞膜厚变薄26静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂距离供粉气压喷粉量粉末特性影响粉末体积电阻体积电阻小易于放出电荷，粉末颗粒易于脱落处在高体积电阻时，粒子电荷不易放出，难于获得较厚的涂层介于二者体积电阻值之间的涂料，施工性能好，在此范围内的低电阻值可获得厚度膜粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂27静电粉末涂装粉末静电喷涂设备系统结构粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第静电粉末喷涂压缩空气空气净化系统供粉器静电喷枪高压静电发生器工件预处理粉末喷漆室粉末回收系统28摩擦静电喷涂原理通过粉体与喷枪以及粉体之间的摩擦使粉末颗粒带电特点能较好的克服屏蔽可获得较厚涂层，不产生反电离现象设备简单对粉体有选择性喷枪粉体通道小，气压控制要求高防潮、压缩空气要干燥喷粉量不能过大粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第摩擦静电喷涂29光固化涂装技术UV光固化涂料的发展国外1968年Bayer研发了第一代UVCC木器涂料全球年增长率保持10～15％欧、美、日三地UVCC产量占全球UVCC市场95％的份额全球涂料市场，UVCC占其它涂料产品份额为15％，预计到2015年达到30％粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第光固化涂装技术30光固化涂装技术UV光固化涂料的发展国外国内我国于70年代开始研发UVCC80年代，发展缓慢90年代，得到快速的发展目前UVCC的产量年增长率为40～60％，是全球发展最快的地区粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第光固化涂装技术31原理以UV引发涂料聚合固化特点适合于透明液体涂料粉末涂装中对粉末涂料的配方具有特殊的要求固化温度低，对底材要求不高固化时间较短能耗少不含VOC物质，环境友好性高资源利用率高粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第光固化涂装技术5E原则Efficiency(高效)EnergySaving(节能)Enabling(适应性广)Economy(经济)EnvironmentalFriendly(环境友好)32UV涂料的组成光引发剂(3~5%)预聚物(40~60%)活性稀释剂(40~60%)助剂(0.2~1%)粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第光固化涂装技术33光固化涂装技术涂装工艺设备粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第粉末涂料涂装工艺粉末涂料及其涂装章55.3第光固化涂装技术表面处理静电涂装熔融流平UV固化检验成品34供粉器将粉末涂料连续、均匀、定量地供给喷粉枪种类横向抽吸式流化床供粉器纵向抽吸式流化床供粉器供粉器35供粉器供粉器36高压静电发生器供给喷枪所需的高压静电种类电子管式晶体管式微处理式高电