粉末（mò）塗料（liào）具有較高的生產效（xiào）率優異的塗膜性能（néng），良好的生態環保性和突出的經濟性等特點，受到市（shì）場（chǎng）的廣泛青睞.

在生產中，設備廠家通過對靜電設備（bèi）噴槍的改良和設備技改提高死角（jiǎo）上粉率。工件死角上粉率看似非常簡單的問題，即讓經過靜電噴槍（qiāng）的（de）粉末（mò）附著在複雜折彎工件的凹麵處，然而做到（dào）這一點非常困難。實際生產中工件形狀更為複（fù）雜，需要采用多把噴槍進行噴塗。因（yīn）此粉末在噴（pēn）塗過程中，必需克服各種不利因素，減弱法拉第籠屏蔽效應，使凹槽區域得到有效塗裝即提（tí）高死角上粉率。本文著重研究高壓靜電噴槍在電暈放電噴（pēn）塗過程中（zhōng）如何改善工件折彎凹槽（cáo）內部金（jīn）屬死角上粉情況。

1.1 粉末帶（dài）電效應

粉（fěn）末的帶電效應決定粉末（mò）自身所（suǒ）帶的電荷q0，影響（xiǎng）粉末粒子在接地表麵的工件上的沉積率。噴塗粉末受電場（chǎng）力作用，粒子到達工件表麵後，帶電顆（kē）粒緩慢消散電荷，表（biǎo）麵逐步形成（chéng）次生電場，粉（fěn）末在電場作用下，沉積在工件表麵，當粉末（mò）達到一定厚（hòu）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（duàn）粉末的帶電效應（yīng）是影響死角上粉的重要（yào）因（yīn）素。

在（zài）一定時間內，粉末（mò）沉積顆粒所帶（dài）平均電荷是表麵電阻係數的函數。可見粉末的上粉沉積率與粉末的電阻率有較強的內在聯係，在試驗中降低電阻率，有（yǒu）利於粉末帶電，提高（gāo）死角上粉率。

1.2 法拉第籠（lóng）效應

粉末噴塗到工件表麵，普通電暈噴槍釋放的強電場（chǎng）具有十分突出的優勢，整個表麵上（shàng）粉率好，但當工件表麵帶有（yǒu）深凹坑或溝槽時，往往會碰到法拉第籠效應，見圖1，噴塗的粉末粒（lì）子會集中在電力線（xiàn）阻位較低處（chù）(即這（zhè）些（xiē）凹陷部位的（de）邊緣處)，因為邊緣處場強增加，直接導（dǎo）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（dá）凹槽內，這就是我們平常所說的法（fǎ）拉第（dì）籠效（xiào）應。

理論上講，當邊（biān）緣處塗上厚厚的粉末層，其他粉粒便不能再在（zài）該處沉積時，唯一的去處就隻能是進入深凹的底部。真實情況（kuàng）並非如此，實踐例子證明，粉末（mò）無法到達工件凹（āo）槽底部，因為其一，由於粉粒被電場強力（lì）地推向法拉第（dì）籠的邊緣，因而隻（zhī）有很少的粉粒有機會進人凹陷部位。其（qí）二，由電暈放電產生的自（zì）由粒子會沿電力線（xiàn）走向（xiàng）工件（jiàn）的邊緣處，使已有的（de）塗層迅速被多餘的電荷所飽和，以致反向離子（zǐ）化十分強烈，形成凹槽真空，內部不帶電（diàn），無法沉積粉末粒子，所以（yǐ）死角上粉難。

原有評判粉末死角上粉率（lǜ）好壞與否（fǒu）在工業生產中，粉末企業隻是（shì）根據客戶（hù）反饋信息，說上粉率好還是不好，然後進（jìn）行配方調整（zhěng）。粉（fěn）末廠家自身沒有一個評判標準，這對我們配方的改善是不利的。本項目擬設（shè）立一（yī）個專門的實驗程序（xù），對粉末死（sǐ）角上粉（fěn）率進行體係評價。

死角（jiǎo）上粉率測（cè）定：

實驗器材（cái）：實驗室（shì）高壓靜電噴槍；鋁板；夾子：電子天平；實驗（yàn）粉末塗料。

試（shì）驗方法：使用（yòng）一個專門設計的鋁板，進行（háng）死角上（shàng）粉率的（de）測試試（shì）驗，鋁板中央凹槽（cáo）深3cm，寬3cm.

噴塗前用夾子將3條鋁片（寬3cm，長和鋁板相同）分別固定在相應部（bù）位，兩條位於槽外，一條位於槽底壁上，然後在固定風量，電壓下根據試驗噴塗定（dìng）量粉末。3條鋁片在噴塗（tú）前、後分別稱質量、以測定粉末沉積量。通過槽（cáo）內底壁粉末沉積量minternal與槽外兩條鋁片上粉末量平均值mouter進行比較，就能測出死角上（shàng）粉率：

材料的帶（dài）電性，主要包括樹脂，填料和助（zhù）劑的調配，這（zhè）三方麵是影響粉末在噴塗上粉率的重要因素。

3.1 材料

粉末塗料主要（yào）由（yóu）環氧，聚酯樹脂等高分子化合物組成，這些化合物有較高的介電常數，因而在（zài）電場中受到（dào）的電場力作用強，如（rú）果在配方中隻用純樹脂，上粉率好。但由（yóu）於（yú）價格成本高一般不采用此種（zhǒng）方式，粉末廠家（jiā）為自身（shēn）市場競爭（zhēng）的需要，降低材料（liào）成本添加填料控製合適（shì）的（de）顏基比，其（qí）中添加（jiā）粒徑（jìng）細的填料，在試驗中，如（rú）超細硫酸鋇，可提高死角上粉率。

3.2 帶電助（zhù）劑

現在粉末廠家基本是通過在粉末配方中外加帶（dài）電助（zhù）劑來實現粉末死角上（shàng）粉率的提高。主要分為兩種，增電劑和抗靜電劑。增（zēng）電劑主要成份為帶電基團的有機胺鹽，提高噴塗時（shí）粉末粒子的（de）帶（dài）電量，並將工件表麵的電荷及時（shí）泄漏（lòu）掉，提高死角上粉率，從（cóng）而克服了靜電屏蔽效（xiào）應。

抗（kàng）靜電劑不同於一般的胺類帶（dài）電（diàn）劑，使粉末具有很（hěn）好的摩（mó）擦帶電性能。它自身的（de）帶電官能團（tuán）在粉末噴塗（tú）中能捕捉電離場（chǎng）中負離子帶上負電（diàn）電荷，減弱凹槽（cáo）死角等部位法拉第籠效應電力線作用，這時帶有較多電荷的粉末粒子就能靠自身的（de）力量到達工件表麵，改善死角上粉（fěn）。

根據試驗配方對帶電助劑（jì）進行優選，顯示，添加0.1%-0.6%的有機銨鹽助劑，能有（yǒu）效地降低粉末電阻率，增加粉末帶電效應（yīng），提高粉末死角（jiǎo）上粉率（lǜ）。

3.3 粉末後混助劑的研究

粉末（mò）經ACM主、副磨的轉速，和冷風係統，得到的粉末粒徑（jìng）正態分布集（jí）中、峰值合適。但（dàn）粒徑本身很細，自身（shēn）的流動性很弱，不（bú）利於粉末帶電性（xìng），影響粉末的（de）死角上粉率。提高粉末顆粒帶電性，需要在擠出和粉碎過程中加人氣相二氧化矽（guī）或氧化鋁。例如加入一定量的氣相二（èr）氧化（huà）矽和氧（yǎng）化（huà）鋁c，能夠有效提高粉末帶電性，並增加粉末流動性。

添加氣（qì）相金屬氧化物，如配（pèi）方7，在噴塗中最能有效地克服法拉第籠效應（yīng），密度（dù）更小的膠體二氧化（huà）矽附著在粉末顆粒（lì）表麵，增強原有粉末粒子的帶電性，有利於穿透法（fǎ）拉第籠效應區域，死角上粉率更好。

氣相二氧（yǎng）化矽是蓬（péng）鬆高純度無定形白色粉末（mò），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氧化矽，可改善粉末的帶正電荷性，提高死角上粉率，效果（guǒ）顯著。疏水（shuǐ）性氣相二氧化矽應用效果最好的是贏創的AEROSIL972，在試驗（yàn）過程中幹（gàn）混添加0.1%一1.0%，即可達到較好的死角上粉率效果（guǒ）。

此外（wài），幹（gàn）混助劑氣相二（èr）氧化矽有（yǒu）助於提高粉末的貯存穩（wěn）定性、降低（dī）吸潮（cháo）性、增加邊角覆蓋（gài）效果（guǒ）。在粉（fěn）末塗料中添加合適粒徑的氧化鋁C同樣也能提高粉（fěn）末死角（jiǎo）上粉率（lǜ），效果也比（bǐ）較明顯。

4.1 粉末（mò）電阻率與死角上粉率關係

噴塗粉末（mò）顆粒的電阻率，決定了（le）沉積在（zài）工件表而顆粒（lì）的電荷消散速率。表麵電阻係數高的顆粒在死角處能夠（gòu）較長時間保留他（tā）們的原始電荷，而（ér）表麵電阻（zǔ）係數較低的顆粒很快就消散了他們的表麵電荷（hé）。當表麵電荷高時，電效應強烈，法拉第（dì）籠效應表現強烈（liè），粉末在噴塗中不易到達死角。實驗結果表明:當將表麵電阻率為（wéi）1.5×10⁶Ω·m的粉末噴塗在實驗基材上（shàng）時，死角出現裸露金屬。當經過改進實驗配方，試驗發（fā）現，當粉末電阻率（lǜ）<2x10^{4Ω.m時，粉末（mò）易（yì）噴塗到工件上，並且（qiě）死（sǐ）角上粉率好，但如果電阻率太低（如＜6x102Ω.m）。死角上（shàng）粉率雖好，但容易出現邊角（jiǎo）積粉，塗（tú）層固化會出現較厚的波紋橘皮（pí），影響塗層（céng）美觀。為了得到適宜的塗層，附著力和死（sǐ）角上粉率，粒子表麵的電阻率應該保持在103~104Ω.m範圍內。}

4.2 電壓與工（gōng）件噴塗距離關係

粉體在噴塗時電壓（yā）要適當（dāng），將粉體噴塗出槍口並且呈鬆散狀態，有利於粉（fěn）末帶電。粉（fěn）末塗料（liào）噴塗電壓一般保持在50-90 kV，不同電壓下，上粉率都隨噴（pēn）塗距離的增加而下（xià）降.在實驗室（shì）噴塗折彎工件過程（chéng）中，試驗初（chū）期，死角上粉率一直不好，認為推近（jìn）噴槍與工件的距離，可以減少法拉第籠效應（yīng）提高死角上粉率，然而這是一種錯誤的認識（shí）。

噴（pēn）槍與工件距離越近，到達工（gōng）件表麵的電流就（jiù）越強.當噴槍靠近工件表麵試圖將粉末推入法拉第籠效應區域時，隨著距離增（zēng）進，空（kōng）間電流增大（dà），工件表麵單位麵（miàn）積內的自由離（lí）子密度大大增（zēng）加（jiā），反電（diàn）離（lí）作用提（tí）前發生，反而無助於工件死角上粉率。根據實驗室經驗，調節合適的電壓60-70 kV，根據工件折彎（wān）度的（de）不同，適當調節噴槍與工件的距離，並且保持在10-15cm之間，可促進粉末向（xiàng）法拉第籠效應區域滲透，使粉末沉積在（zài）死角處，提高死角上粉率。

4.3 粒徑與死角上（shàng）粉率關係

粉末塗（tú）料的材料大部分都是高絕（jué）緣性能材料，一定粒徑粉（fěn）末（mò）粒子一旦帶上電就很難消（xiāo）失，且粉末的電陽率也較大。現在普通粉末廠家（jiā）一（yī）般都控製粒徑在35一（yī）45 微（wēi）米，這一粒徑範圍的粉末在電場中的上粉率較好。理（lǐ）論研究表明，粉末粒子的帶（dài）電量與粉末粒徑的平（píng）方成反比.粒徑較粗的粒子帶電強度大，更容易透過法拉第屏蔽效應區域，沉積在（zài）工件表麵死角上粉率好（hǎo）。粉末粒徑偏細，帶電量小，在電場中要克服粉（fěn）末重（chóng）力，空氣動力等不利因素影響，死角上粉困難。

本項目試驗結果顯示，能較好克服（fú）法拉第效應促進死（sǐ）角上粉的（de）粉末粒徑宜控製在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，噴塗過程中主要受空氣氣流的影響。粗粒（lì）徑(≥70微米)控製在3%以下，能夠（gòu）有效地避免凹槽邊沿的厚塗問題，克服粉末在未達到工（gōng）件表麵掉落或者粒徑較細的粉末被吸走等不利因素，實（shí）驗室試驗結果表明死角上粉率檢驗值能（néng）達到R≥0.7以上。

探討粉末死角上粉率時，有多種因素共同作用，要將內在和外在因素加以區分。外在因素包括被塗工（gōng）件彎角大（dà）小與形狀，客戶噴粉（fěn）係統，噴粉施工人員等，這些因素也影響死角上粉率，是不可忽略的因素。

本文討論（lùn）的是（shì）粉末配方凋（diāo）整和噴塗工藝中（zhōng）的（de）可操作因素，屬於內在因素。隨著粉末研發和生產技術的不斷改進，可以有效地避免死角上粉率差問題，但不能完全解（jiě）決上述問題（tí），隻有對以上（shàng）可變因素進行適宜調整，綜合實現粉末噴（pēn）塗死角上（shàng）粉率預期目標。

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