靜電噴涂技術(shù)的應(yīng)用
1、前言
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，防腐蝕越來越顯得重要，防腐蝕應(yīng)用比較普遍的有效方法之一，就是在設(shè)備表面涂上一層非金屬保護(hù)層，如油漆、涂料、樹脂等。一般采用涂刷或噴涂方法進(jìn)行施工，但這幾種施工方法均存在效率低、浪費(fèi)油漆太多和嚴(yán)重影響人體健康等缺點(diǎn)。針對這些缺點(diǎn)，近年來，靜電噴涂應(yīng)用于生產(chǎn)，并獲得良好的效果。這種噴涂是現(xiàn)代噴涂中的一項(xiàng)新技術(shù)，它與普通刷漆、噴漆或機(jī)械噴涂相比有許多優(yōu)點(diǎn)，它大大地改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境，不會(huì)或很少有漆霧飛揚(yáng)在空氣中去，保證了工人的身體健康。
2、靜電噴涂的原理
靜電噴涂是根據(jù)電泳的物理現(xiàn)象，使霧化了的油漆微粒在直流高壓電場中帶上負(fù)電荷，并在靜電場的作用下，定向地被流向帶正電荷的工件表面，被中和沉積成一層均勻附著牢固的薄膜的涂裝方法稱為靜電噴涂法。
靜電噴涂分為空氣霧化式噴涂和旋杯霧化式噴涂兩種。
2.1 空氣霧化式噴涂
此噴槍和普通所用壓縮空氣噴槍噴涂相似，但其結(jié)構(gòu)形式是截然不同的，整個(gè)噴槍除手柄、噴漆嘴和極針為金屬外，其它為尼龍制品，負(fù)高壓就接通在噴漆嘴和極針上，油漆在壓縮空氣的作用下，呈霧化狀態(tài)，由噴漆嘴射出，射至噴漆嘴口及極針處，電場的油漆霧化粒子，又受到不均勻強(qiáng)電場的分裂作用，而進(jìn)一步的霧化并帶電，成為“離子漆粒群”。“離子漆粒群”在電場力壓縮空氣噴射力(同一方向)的同時(shí)作用下，向?qū)O性工件表面吸附中和，這就構(gòu)成了空氣霧化式靜電噴涂。
2.2 旋杯霧化式噴涂
旋杯式靜電噴涂是利用一個(gè)具有銳利邊緣高速旋轉(zhuǎn)的金屬杯，并在旋杯軸上接通負(fù)高壓靜電，則旋杯的內(nèi)壁，由于旋轉(zhuǎn)，油漆受離心力的作用，向四周擴(kuò)散，而抹成均勻的薄膜狀態(tài)，并向旋杯口流甩，流甩至旋杯口的油漆，又受到強(qiáng)電場力的分裂作用，進(jìn)一步霧化為油漆微粒子。與此同時(shí)，油漆微粒亦獲得了電荷，成為負(fù)電荷漆粒，在電場力的作用下漆粒子群迅速向?qū)O性工件吸附中和，于是油漆便均勻地牢固吸附在工件表面上，這樣就形成了靜電噴涂。
3、靜電噴涂的特點(diǎn)
靜電噴涂與空氣噴涂相比有如下特點(diǎn)：
⑴ 涂料利用率大幅提高
一般空氣噴涂時(shí)涂料的利用率僅為30%～50%，對多孔或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)工件，涂料利用率還低于30%。而采用靜電噴涂，涂料粒子受電場作用力被吸附于工件表面，顯著減少了飛濺及回彈，涂料損耗大大減少，利用率提高1倍～2倍。
⑵ 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
靜電噴涂適用于大批量生產(chǎn)，可多支噴槍同時(shí)噴涂，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水作業(yè)，生產(chǎn)效率比空氣噴涂提高1倍～3倍。
⑶ 提高涂裝產(chǎn)品質(zhì)量
由于帶電涂料微粒受電場力作用在工件上放電沉積，并依據(jù)電力線分布產(chǎn)生環(huán)抱效應(yīng)。通過對噴槍的配置和噴涂參數(shù)的調(diào)節(jié)，可以獲得均勻、平整、光滑、豐滿的涂層，提高涂層的防護(hù)和裝飾效果。
⑷ 改善涂裝作業(yè)環(huán)境
空氣噴涂漆霧飛濺嚴(yán)重，作業(yè)環(huán)境很差。而靜電噴涂產(chǎn)生的漆霧飛濺很少，并且在噴漆室中進(jìn)行，勞動(dòng)條件大大改善。
⑸ 不適于非導(dǎo)體工件
對塑料、木材、橡膠、玻璃等非導(dǎo)體工件，必須要經(jīng)過特殊處理使之導(dǎo)電后，才能進(jìn)行靜電噴涂，否則不適用。
6 存在高壓火花放電危險(xiǎn)
靜電噴涂是在高壓下進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)工件晃動(dòng)或因操作不當(dāng)造成極間距離過近時(shí)，會(huì)引起高壓火花打火，有火災(zāi)危險(xiǎn)。因此靜電噴涂應(yīng)特別注意安全，噴漆室設(shè)置滅火裝置極重要。
7 對涂料的電性能要求高
靜電噴涂對涂料的電性能要求較高，并易受環(huán)境溫濕度的影響，無把握時(shí)應(yīng)先試驗(yàn)。
4、靜電噴涂的設(shè)備及用途
4.1 高頻高壓靜電發(fā)生器
高頻高壓靜電發(fā)生器分高壓和低壓兩部分，它供給噴漆用的高電壓低電流，通過噴槍的極針或噴杯產(chǎn)生強(qiáng)大的電場。
4.2 噴槍
噴槍的手柄，噴嘴和極針或噴杯為金屬，其他均為尼龍制品。用尼龍的目的是電絕緣性好，它使噴漆時(shí)油漆霧化并將高頻高壓靜電發(fā)生器輸送來的高壓電通過噴槍的極針或旋杯，在噴槍與被噴工件之間形成電場。
4.3 油漆罐(壓力罐)
油漆罐為鐵制的，它是裝油漆用的，并通過壓縮空氣將油漆輸送到噴槍去。
4.4 空氣壓縮機(jī)
空氣壓縮機(jī)供給0.3～0.4MPa的壓縮空氣，所輸出的壓縮空氣必須通過油水分離器把水分除去。
4.5 空氣調(diào)壓閥
空氣調(diào)壓閥有兩只，一只裝在壓力罐上，輸入壓力為0.5MPa，輸出壓力為0.05～0.15MPa。另一只裝在噴槍前面的風(fēng)管上，輸入壓力0.5MPa，輸出壓力0.3～0.4 MPa，其目的是使壓縮空氣的壓力穩(wěn)定。
4.6 聚氯乙烯塑料軟管
聚氯乙烯塑料透明軟管直徑為5～6mm，耐壓在0.5MPa，它的特點(diǎn)是輕便、耐油漆，它是輸送壓縮空氣和油漆。
5、主要工藝條件
5.1 噴槍與電網(wǎng)的位置
電網(wǎng)起著回彈漆霧，減少油漆涂料消耗的作用，噴槍離電網(wǎng)不宜太近，一般以70cm以上為宜。
5.2 噴槍與工件的距離
噴槍與工件的距離直接影響電場強(qiáng)度，在保證質(zhì)量和安全的前提下，盡量取近距離，以充分利用電場強(qiáng)度，一般為25～35cm。
5.3 電壓與電流
靜電噴涂輸入電壓為220伏交流電，輸出直流電壓的高低很關(guān)鍵，電壓愈高涂著力就愈高，一般為10～12萬伏，有時(shí)8～10萬伏亦可。工作電流一般為85毫安。
5.4 輸漆壓力和霧化壓力
通常要求氣壓高，漆粒細(xì)，速度快。但氣壓過高，則會(huì)破壞電力的作用。應(yīng)根據(jù)所用油漆涂料品種、涂裝現(xiàn)場和待涂工件等的不同，而選擇相適應(yīng)的漆壓和氣壓。若涂料中含有較高重質(zhì)顏料，可采用較高的漆壓和氣壓；反之，則可降低漆壓和氣壓。一般情況下，輸漆壓力為0.12～0.24MPa，霧化氣壓為0.15～0.20MPa。
6、操作工藝
高頻高壓直電流，通過噴槍在噴物周圍形成強(qiáng)大的電磁場(噴槍接負(fù)極，被噴物接正極)， 油漆在壓力罐中由壓縮空氣送噴槍，在噴槍內(nèi)借助另一股壓縮空氣壓力使之霧化，霧化了的油漆微粒進(jìn)入電磁場中帶上了負(fù)電荷，因而定向飛到正電荷的被噴物表面。
輸入電壓(交流電)220伏
輸出電壓(高頻高壓直流電)10～12萬伏
工作電流85毫安
壓力罐風(fēng)壓        0.08～0.1MPa
油漆霧化風(fēng)壓      0.3～0.4 MPa
噴距              25～35cm
移動(dòng)速度          靈活掌握
油漆粘度          19～21秒(4＃涂料杯)
由于一般的油漆均不導(dǎo)電，所以要用稀釋劑來調(diào)劑，在選擇稀釋劑時(shí)要考慮它們的導(dǎo)電性和蒸發(fā)速度。
7、應(yīng)用效果
靜電噴涂所噴工件表面的漆層其均勻度、光澤度以及附著力均比普通手工噴漆尤佳。同時(shí)靜電噴漆不論是普通噴漆、油性和磁性的調(diào)和漆、過氯乙烯漆、氨基樹脂漆、環(huán)氧樹脂漆等都可以噴，操作簡單，且比一般氣噴能節(jié)省50％左右的油漆。
8、注意事項(xiàng)
根據(jù)工作物的大小可用大小口徑不同的槍頭，一般來說，噴小面積的可用5～6毫米口徑的槍頭，若大面積可采用6毫米以上口徑的槍頭。油漆種類不同，它的比重也不同，若比重大的可加大風(fēng)壓，但風(fēng)壓不能超過電磁場的強(qiáng)度。靜電發(fā)生器不僅能用來噴漆，還可代替高頻火花檢驗(yàn)器，解決塑料襯里之類的施工問題，也可用來噴水泥和噴塑料等工作。在進(jìn)行靜電噴涂時(shí)，還應(yīng)注意懸掛工件與地面的距離必須在1米以上，而工件與工件之間的距離在互不碰撞的前提下，距離愈小愈好。噴槍的轉(zhuǎn)度也很重要，一般旋風(fēng)式噴槍轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，而旋杯式噴槍的轉(zhuǎn)速必須大于1000轉(zhuǎn)/分。為提高靜電噴涂的效率，常常同時(shí)使用兩支或兩支以上的噴槍進(jìn)行噴涂。此時(shí)因帶有相同電荷的漆霧互相排斥，影響涂膜質(zhì)量，所以兩支噴槍的間距至少1米。但若兩支噴槍不在同一平面作業(yè)時(shí)，相隔可以近一些。
此外，因靜電噴涂所用的直流電壓高達(dá)10萬伏，稍有不慎就會(huì)出事故，因此，必須注意操作安全。
9、結(jié)語
主要在于適應(yīng)范圍廣，可以噴涂不同類型的油漆涂料產(chǎn)品，和氣噴相比，可節(jié)約50％左右的稀釋劑，可提高涂裝效率10倍以上，不會(huì)或很少有漆霧飛散到空氣中，同時(shí)可提高涂膜質(zhì)量，極大的改善了涂裝現(xiàn)場的衛(wèi)生條件，有助于保障噴漆工人的健康。