粉末涂料的喷涂施工应用

第四章

粉末涂料施工亦名涂装，也就是如何正确使用粉末涂料的问题。在实际应用中，为了更好地发挥粉末涂料的保护、装饰和某些特殊作用，除要求粉末涂料本身的质量优异外，还必须正确地使用粉末涂料。粉末涂料与涂装应用的关系，犹如汽车车体和车轮的关系，二者缺一不可，相互促进，互相制约。实践经验与科学研究表明，粉末涂料涂装中的主要要素有：

1、粉末涂料的品种选择和确定

2、被涂物的表面处理

3、涂装方式的选择

4、固化条件的确定

5、涂料、涂膜的缺陷及其预防

只有正确地把握了这五方面的因素，才能最好地发挥粉末涂料的使用效果。否则是达不到预期目的的。

总结的四句话是：前处理是基础；粉末涂料是关键；喷涂设备是保证；三分涂料七分喷。

第一节喷涂施工要求

一、被涂物的表面处理

万丈高楼之所以能耸立,是因为它的下面有坚实的基础，工件表面涂装前的预处理与高楼的基础一样，非常重要。因为它直接关系到涂膜的使用寿命，金属工件表面必须进行严格地处理后才能涂装，否则即使工件涂装高级涂料也是一种浪费。涂装前表面前处理技术内容极为丰富，从被涂工件的表面净化到磷化膜的形成，以及其它有关各项处理，都属于涂装前表面处理范畴。目前已形成了一个完整的技术体系，对不同材质，不同规格的涂装对象，均有其适合于涂装作业的表面处理技术。

通过十几年的实际考查，得出，工件凡采用前处理液处理的，其涂装性能百分之百得到发挥，工件的耐久性得到很大提高，而被涂工件前处理费用只占粉末涂料涂装总成本的5%左右。

二、喷涂设备是保证

喷涂系统中的三大组成部分与喷涂质量的相互关系按照粉末生产工艺来分析，众所周知，粉末喷涂的三大工艺组成部分如下所示：

前处理设备--喷涂设备--固化设备

与含有溶剂的涂料相比，粉末涂料需要更为洁净的，经过前处理的基体。被涂工件表面的油脂、氧化物、污物、水分、锈迹等必须先以化学或机械的办法清除掉。如需要防腐性、耐药性和密着性，则须作磷酸盐成膜处理。没有经过符合要求的前处理过程，无论是多么优秀的喷涂设备，涂膜皆会产生针孔、剥离、起泡等现象，无法达到预期的涂膜要求。

优异的充电性能和静电反馈控制能力，均匀柔和的输粉气体流动特性，正确的喷室与回收装置的结构以及其中的空气流动，这些都将直接关系到能否形成均匀柔优质的涂膜；能否形成较高的一次上粉率；能否对复杂表面形状工件实施有效的喷涂。

粉末固化的主要参数是时间和温度，粉末涂料制造商规定了这两个参数。固化装置能否在规定时间里用均匀的温度场在规定的温度下完成涂膜的融化、流平、交联固化，这对最后的成膜起着至关重要的作用。往往成膜的色差、附着力差等问题都是由不符合要求的固化装置所造成的直接后果。

喷涂系统中三大组成部分中的任何一个出了问题，都将无法获得良好的粉末涂膜工件。

三、粉末涂料是关键

   粉末涂料品种很多，其颜色不胜枚举，它们的性能、用途各有不同，施工方法也是多种多样。因此，在涂装前，除应参照粉末涂料说明书介绍的组成性能、技术指标外，还要考虑如下几个方面，以选择确定合适的品种。

1、根据被涂物的材质进行选择

   不同材料的物面，必须选择不同品种的粉末涂料，例如，木材（中密度板）必须选择UV固化的粉末涂料；铸铁、铸铝工件应选择消泡效果好的粉末涂料；铝镁有色合金不能选择铁红、红丹颜料生产的粉末涂料（可能引起电化学反应）。

2、根据涂饰目的进行选择

涂饰工件目的不同，也应选择不同的粉末涂料。例如，要求耐晒的就要选择纯聚酯粉末涂料；要求绝缘、耐热、阻燃、导电等特殊性能的，就要选择与之相适应的粉末涂料品种。

3、根据被涂工件所处的环境进行选择

被涂工件所处的环境和使用条件与所用的粉末涂料产品的适用范围必须吻合。例如，室内工件可用纯环氧粉末涂料、环氧/聚酯粉末涂料；室外用就选择耐候性好的纯聚酯粉末涂料；地下或水下用途就应选择重防腐粉末涂料。

4、根据施工条件来选择

被涂工件的不同其施工条件也不一样，粉末涂料也必须选择不一样的品种。例如，管道涂装不能进烤箱，采作中频加热的方法，加热至230℃利用余热固化涂膜，必须应用能快速固化的重防腐粉末涂料。

5、选择粉末涂料产品时要注意配套性

主要是涂膜各涂层之间的配套性。例如，需要在底层上印字、转印木纹、花纹、丝印图案等。

6、选择粉末涂料产品时要注意经济效果

选择粉末涂料产品时应根据具体情况，从节约的原则出发，选择经济效果量佳的品种。低价的粉末涂料能满足要求的不宜采用高价的，但涂料价格的高低，不能表示耐候性和其它适用性能上的差别。

四、三分涂料七分喷

“三分涂料七分喷”显示了涂装工艺的重要性，固然粉末涂料的喷涂质量要依赖于完善的喷涂设备，先进的设备和良好的管理是完成喷涂的先决条件。

有关影响粉末喷涂质量的各项因素可参考下表：

表9影响粉末喷涂质量的各项因素

影响因素

占百分率%

影响因素

占百分率%

前处理

10

喷枪出粉量

3

粉末品质

16

压缩空气

3

湿度控制

2

输送链设计

2

接地状况

14

工件吊挂

5

喷房空气

5

喷枪至喷房距离

2

喷枪至工件距离

2

喷嘴设计

2

喷枪设计

26

固化炉

8

要求粉末涂料单位质量喷涂面积大、涂膜流平性好时，需在配方设计中增加颜料的质量百分含量，提高遮盖力，同时适当降低基料百分含量，颜填料的总含量控制在30％左右是比较合适的。因为喷涂面积与涂膜厚度有关，涂膜厚度越厚，相应的喷涂面积减少。如果粉末涂料中颜填料含量过低，粉末涂料的贮存稳定性下降。如果颜填料的百分含量提高，涂膜流平性变差，光泽下降，耐冲击强度等性能下降，单位质量喷涂面积也减小。

第二节 施工过程常见问题分析

1、 上粉率

1．1 什么是上粉好的粉末？

上粉率(TE)=工件吸附的粉末量/喷出的粉末量。

当上粉率仅仅针对系统喷枪来评估时，以工件在喷枪的喷幅范围内来进行计算，当考虑系统的喷涂效率，需考虑全部喷出的粉末量和被工件吸附的粉末量。喷涂工件间的空间和喷枪前部无工件的状况将大大降低喷涂效率（AE），一般工件的上粉率约为70%。

1．2 粉末涂料粒径与易喷涂性的关系

粉末涂料的易喷涂性与细粉含量有很大的关系，细粉，尤其是<5µm的超细粉，其带电性能非常地差，有时干脆就无法带上电荷。所以这一部分粉末通常会进入回收系统而成为直接的损耗。

曾经测试过许多家小型粉厂的粉末，绝大多数粉末粒径偏细，平均粒径多在25-32µm，<10µm的细粉大多在15%左右，而>75µm的粉末又偏少。

过细的粉末流动性很差，超细粉含量高则粉末带电性弱，回收粉量高，粉末利用率很低，喷涂速度也不易提高。

相对于高压静电粉末，摩擦枪用粉末更应注重粒径控制，这是因为在摩擦枪中，粉末要带上足够的正电荷，粉末粒子必须以一定的速度与枪管内壁的聚四氟乙烯材料剧烈摩擦。如果粉末粒子太细，与管内壁相摩擦的面积就过小，不足以产生和保持足够的正电荷，摩擦带电喷涂系统中，喷枪和工件之间没有静电场，粉末要沉积到工件上，主要依靠粉末摩擦所带的电荷量，粉末带电量小，静电吸引力低，粉末不易吸附到工件。经实践观察，<5µm的粉末粒子，通常在摩擦枪喷涂系统中无法使用。

1．3 粉末电阻率与易喷涂性的关系

粉末电阻率越小，粉末粒子越易放出电荷，粉末吸附力越减小，且易脱落。粉末的电阻率越大，粉末粒子不易放出电荷，工件表面积累过多的电荷形成静电屏蔽，甚至产生反弹的现象，所以粉末的电阻率越大，涂层的饱和度越容易达到，涂层越薄，此时吸附力随着电阻率的升高而增大，一般静电涂装的粉末涂料的体积电阻率在10⒐～10¹³Ω•㎝范围内较好。还有涂装热的被涂物时粉末粒子的电阻率随着温度的上升而下降（温度20℃电阻率为3×10Ω·cm；50℃，3×10⒕Ω·cm；100℃,4×10¹ºΩ·cm）。

1．4 粉末湿度与易喷涂性的关系

粉末湿度增大电阻率下降，使粉末容易放电而减小了吸附力，潮湿也能使粉末结团，堵枪，在涂层上产生气泡、针孔等缺陷。用于摩擦枪的粉末必须尽量干燥，湿度影响粉末的摩擦带电性。粉末应密封保存，防止受潮，受潮的粉末可在40～50℃温度下干燥（不能用过高的温度，否则会使粉末发生局部固化反映而结块）。

2、固化与固化条件

粉末涂料的固化过程，既要有一定的温度，又要有一定的时间。粉末涂料受热达到一定温度后就会软化，随着温度的上升，粉末开始熔融流动。由于不同的粉末涂料有不同的粘度，所以，熔融后的粉末涂料涂膜质量也有很大不同。当粉末涂料继续升温受热时，粉末涂料中的树脂与固化剂及各种添加剂发生交联反应。当这一反应终止时就生成了坚硬的涂膜，这种涂膜具有优异的物理力学性能，抗划伤、耐冲击，具有优良的耐化学品性能，并且，美观、坚固、耐久。

2．1涂层质量与烘烤固化的关系

粉末涂料被涂着在工件表面上，必须经过一定温度和时间的烘烤，才能使粉末熔融、流平、交联固化成均匀的涂层，固化时间要求严格，必须在涂膜温度达到规定温度后开始计时。不同类型的粉末有各自不同的固化温度及时间，因此要求用粉厂家严格按照粉末生产厂家规定的条件固化。施工中烘烤温度过低，粉末涂料固化温度不足，固化时间太短则涂膜固化不完全，涂膜性能降低，特别是机械性能变差；固化时间过长，会引起热老化使涂膜产生色差，造成涂层表面粗糙、光亮度差。如果烘烤温度过高或烘烤时间过长，也会造成涂膜变色。这就是为什么粉末涂料固化一定要有特定的温度和时间的....