滁州噴漆介紹自動靜電噴涂工藝詳解

1 引言

高速旋杯自動靜電噴涂技術(shù)，因其特點顯著：膜厚、顏色均勻，質(zhì)量穩(wěn)定；涂著效率可達(dá)90％以上；節(jié)能降耗保護環(huán)境；迅速有效的實現(xiàn)顏色切換和涂料管路清洗，生產(chǎn)效率高；能霧化噴涂高粘度、高固體份油漆等，逐步被廣泛應(yīng)用于油漆車身的內(nèi)、外表面噴涂施工。

依托技術(shù)的更新?lián)Q代，高轉(zhuǎn)速旋杯自動靜電噴涂技術(shù)逐步由往復(fù)機發(fā)展成為6軸或7軸系機器人，靈活性更大，噴涂油漆外觀更優(yōu)，已經(jīng)在國內(nèi)大多數(shù)涂裝線裝備。本文介紹的是自動靜電噴涂的工藝部分，通過本文使從業(yè)人員得到初步的認(rèn)知。

2 油漆外觀在施工中的重點

為能夠獲取良好的油漆外觀，生產(chǎn)過程中需重點關(guān)注噴涂參數(shù)設(shè)定、霧化效果判斷、涂料性能的掌握以及根據(jù)漆膜狀態(tài)的及時調(diào)整等四個方面：

噴涂參數(shù)：主要考慮因素有噴涂工藝（溶劑型、水性、粉末型）、噴（旋）杯結(jié)構(gòu)、涂料吐出量、成形空氣吐出量、旋杯轉(zhuǎn)速、噴涂距離、靜電高壓等。

霧化效果：主要影響因素有漆粒大小、速度、運行軌跡、漆粒噴出時的停留時間、霧化扇面的控制。

涂料的物料性能：包括漆料的粘度、固體份、溶劑類型數(shù)量、密度、表面張力、基料體系等。

噴涂效果：濕膜狀態(tài)中的干濕性、流平性、膜厚、色彩色調(diào)、目視外觀等。

通過上述四點可以實現(xiàn)獲得良好的油漆外觀。

3 靜電噴涂工藝的四步

3.1漆液機械霧化

1）霧化工藝，包括霧化、旋轉(zhuǎn)式霧化裝置、霧化塬理3個部分

a.霧化：旨在擴大液體所能覆蓋的表面積，屬于物理作用方面的操作，效果的評定主要取決于霧化后油漆覆蓋面積的大小與涂著質(zhì)量。霧化實際并非使涂料霧化成涂料離子，而是霧化成較小的涂料體；就像實際中的天氣“霧”一樣，是由小水滴組成的，不是水分子更不是水離子。霧化粒徑大小是漆膜流平的重要因素，霧化粒徑小，漆膜平滑性好。轉(zhuǎn)速大，漆霧密度趨小，溶劑揮發(fā)加快，要酌情添加高沸點溶劑。溶劑性漆，中涂漆轉(zhuǎn)速，一般控制30000-45000r/min；與底色漆轉(zhuǎn)速一般控制在35000-55000r/min；清漆轉(zhuǎn)速，一般控制在35000-55000r/min。

b.旋轉(zhuǎn)式霧化裝置：涂料首先被運送至噴杯內(nèi)壁，然后借助旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將涂料傳輸至噴口位置，霧化過程僅僅是通過機械作用力（離心力、空氣動力）來實現(xiàn)的。

c.霧化塬理：噴杯在高速旋轉(zhuǎn)下，進行漆滴霧化、線狀分解、多片式霧化（片層狀、渦流狀）的離解機制，實現(xiàn)涂料的霧化；當(dāng)噴杯旋轉(zhuǎn)大于20000r/min時，漆粒不會有衰變現(xiàn)象出現(xiàn)；對涂料進行線狀霧化的過程中，會在噴杯噴口處形成許多液態(tài)的線狀物質(zhì)，液態(tài)物質(zhì)通過線狀分解或是噴射漆流的分解作用重新形成漆粒，形成的小漆粒通過會聚形成大的漆滴；在噴杯轉(zhuǎn)速不斷增加的情況下，一般的線狀霧化轉(zhuǎn)化為片層狀或渦輪狀多片式霧化，多片式霧化處理之后的漆粒不會衰變，分布范圍比線狀霧化后的漆粒分布范圍寬。

3.2靜電加壓使漆粒帶電與靜電霧化

3.2.1加壓機制

旋杯或極針接負(fù)極，被涂件接正極，加電壓后在旋杯（或極針）與被涂件之間形成靜電場，當(dāng)電壓足夠高時（一般旋轉(zhuǎn)式噴杯高壓上限為100KV），旋杯（或極針）附近區(qū)域的空氣產(chǎn)生強烈電暈放電，并使靜電場形成氣體電離區(qū)域。被霧化涂料在旋杯邊緣或極針處接觸帶電，帶電的漆滴經(jīng)過氣體電離區(qū)時再次帶電，同時被分裂成更細(xì)小的帶電液滴，并在電場力的作用下向正極的被涂件移動，最終涂覆在被涂件面上。

如果靜電壓過高或噴涂距離過小，旋杯（或極針）與被涂件之間的空氣全部被擊穿，此時會發(fā)生火花放電，將引起噴涂設(shè)備、有機溶劑燃燒、爆炸的不安全狀態(tài)。

3.2.2加壓形式

a.直接加壓：即加壓的電極即為旋杯的折角；

b.間接加壓：即加壓的電極呈環(huán)狀圍繞在噴杯杯體外側(cè)；

c.塬理區(qū)別：間接加壓和直接加壓塬理不同，對漆粒進行外部間接加壓和對漆粒霧化處理，這兩個過程在時間和空間上有明顯劃分；對漆料進行外部加壓的過程中，會在外部加壓電極之間形成電離區(qū)，基于離子的運動性，它會和同性接地基質(zhì)之間產(chǎn)生相互排斥作用，而和異性接地基質(zhì)（車身）相互吸引，這樣就形成了一股離子流，一些細(xì)小物質(zhì)由于其本身體積小、質(zhì)量輕，因而會精確的沿著電力線移動。

d.步驟區(qū)別：“涂料霧化”和“高壓”這兩個步驟實施的先后次序有所不同；設(shè)備采用的是間接加壓，涂料必須先霧化，然后通過在電極上產(chǎn)生的靜電高壓使涂料帶電；設(shè)備采用直接加壓，涂料的霧化和加壓過程都在噴杯的邊緣位置上同步完成。

3.2.3電壓與霧化

靜電電壓上升，漆粒的平均粒徑會下降，造成這種現(xiàn)象的主要塬因是靜電磁場的作用，導(dǎo)致漆粒表面張力有所降低；表面張力是影響旋轉(zhuǎn)式霧化噴涂效果的一個重要因素，因此在大部分性能參數(shù)恒定不變的情況下，表面張力的降低會直接導(dǎo)致漆粒直徑大小的降低。

3.2.4電壓與噴涂效果

在靜電磁場下，對漆粒有一個作用力，電場力的大小取決于電場強度與漆粒上的電荷量。作用力的方向同電力線的方向相同，會在一定程度上加快漆粒的運動速度。電壓升高會使產(chǎn)生的離流子增加，加強靜電場的電場力，被涂物體表面部位的磁力線密度較高，在折角、邊緣部位的銳角處，使涂料的上漆率增加，導(dǎo)致流掛、氣泡等缺陷。

3.3霧化的漆粒噴射到被涂物上

3.3.1漆粒運行的外部作用力

主要有質(zhì)量慣性（離心力）、電場力、重力（萬有引力）、空氣阻力、成形空氣阻力以及噴漆室內(nèi)的送排風(fēng)阻力等，對漆膜的形成以及最終的噴涂效果都會產(chǎn)生一定程度的影響。

3.3.2影響參數(shù)（漆流均勻程度、速度、密度）

a.空氣流動傳遞漆粒

成形空氣是影響漆流噴射形狀以及漆粒運動速度的一個主要參數(shù)，渦流的形狀取決于空氣壓力的大小，成形空氣的供給情況（空氣配給環(huán)）以及噴杯的結(jié)構(gòu)形狀，對于漆粒的運行軌跡起著決定性的作用。

噴射漆流分為二個主要的漆粒流：徑向漆粒流，以輻射狀從噴杯中噴出；圓錐形噴射流，以中軸向的回流漆粒流。

b.靜電磁場作用力傳遞漆粒

靜電磁場作用力傳送漆粒的過程中，漆粒不會沿著磁力線運動，因為噴杯高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦流及其本身的重力，以及噴杯內(nèi)輻射狀離心漆粒所產(chǎn)生的離心力會對漆粒的運行軌跡造成一定影響。磁力線本身對于漆粒達(dá)到被涂物的途徑有一定影響。

噴杯和被涂物之間會形成一個較大的渦流，在這個區(qū)域內(nèi)漆粒會單次或多次運動，同時有一些漆粒從渦流中甩出，在渦流中還存在漆流的回流，漆粒回流的程度會在電壓被切斷的瞬間急劇增大。

3.3.3漆粒運行

a.質(zhì)量慣性與運動軌跡，漆粒會沿著電力線達(dá)到被涂物（接地基材），在過程中，由于漆粒存在質(zhì)量慣性，因此漆粒的實際運動軌跡和傳遞路徑存在偏差。可能會在基材表面形成一些不規(guī)則的漆斑，或者在霧化裝置或自動運行設(shè)備上留下一些析出物質(zhì)（如污物）。

b.采用靜電式旋杯噴涂設(shè)備噴涂，涂層厚度呈輻射狀分布。輻射狀是指在靜止?fàn)顟B(tài)下取得涂料的噴射形狀，其涂層厚度由四周向中心遞減，涂層厚度分布不均勻，主要是由于霧化噴涂裝置結(jié)構(gòu)所造成的，但通過加大成形空氣的量，可在一定程度上緩和。

3.3.4粒徑的分布

采用空氣霧化裝置噴涂時，小顆粒漆粒隨著物體表面氣流方向的轉(zhuǎn)換而變化運行方向，可能無法準(zhǔn)確達(dá)到被涂表面；而大顆粒漆粒由于其本身的質(zhì)量較大，故不易偏離其運行軌道（專業(yè)測定10μm漆粒到達(dá)被涂面約10%,40μm約80%）。

采用靜電旋杯噴涂時，小顆粒漆粒由于其本身質(zhì)量輕，容易沿著磁力線到達(dá)被涂物體表面，而大顆粒漆粒容易在離心力作用下被甩出，成形空氣和磁力還不足以使大顆粒的漆粒克服離心力作用，進而到達(dá)被涂物體表面。由此得出旋杯轉(zhuǎn)速是影響霧化粒徑大小分布的重要影響因素。

3.4成膜

3.4.1在評價噴涂質(zhì)量時，應(yīng)關(guān)注幾項性能參量

a.油漆漆粒大小及分布均勻程度；b.噴漆過程中，噴杯圓錐霧粒形狀；c.噴射流中漆粒的速度及分布；d.噴杯圓錐內(nèi)漆粒速度；e.噴漆時油漆漆粒密度；f.漆粒在沖擊被涂物表面時的脈沖；g.油漆漆粒動能；h.漆粒相互碰撞頻率。

3.4.2流量對噴射漆流的影響

涂料流量的加倍會加重噴射漆流中央漆粒的回流現(xiàn)象，并使漆粒回流的區(qū)域范圍擴大；在成形空氣量恒定不變情況下，噴射漆流寬度會擴大；涂料流量的增大對于漆粒直徑?jīng)]有太大的影響，涂料流量的加倍使漆粒直徑擴大約1.5~2μm。

涂料流量對霧化粒徑影響較小，但對漆膜厚度影響較大（一般素色漆膜厚≤22μm，金屬漆≤18μm）；清漆在不流掛前提下，可適當(dāng)增加膜厚，以提高漆膜流平效果與豐滿度。

施工粘度對霧化粒徑影響較小，粘度降低漆膜趨簿，底色漆效果顏料平行于底材排列傾向性加大。

3.4.3成形空氣對噴涂效果的影響

當(dāng)在旋杯邊緣發(fā)生靜電霧化時，附近接地的工件有一個相反電位，然后漆滴就被工件吸引。因此漆滴所形成的云霧就向工件移動。較小的漆滴更容易直接到達(dá)工件，而較大的漆滴則漂移較長的距離。因此用這種方法在成形的工件上如車身等就不能得到一個厚度分布均勻的漆膜。通過使用成形空氣，漆霧被聚集在一起并直接導(dǎo)向工件。成形空氣提供了一個控制因素，幫助避免涂裝過量或不足。

成形空氣釋放量的降低，圓錐形噴射漆流的寬度有所擴大。當(dāng)成形空氣的量達(dá)到70NL/min時，噴射漆流的中心位置上的涂層厚度會較周圍來得小，即形成一個涂層凹陷，可以通過適當(dāng)擴大漆流回流區(qū)域來抑止；隨著成形空氣量加大，噴射漆流中央部位上的涂層厚度會明顯增加，可通過減小漆粒回流來抑止。