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      摩擦带电粉末涂料喷粉枪的特性

      随着我国粉末涂料迅速的发展,静电喷涂技术的广泛应用,粉末涂料高压静电喷涂设备在国内迅速发展起来。国内已有多家静电喷涂设备制造厂,生产了各种规格和型号的静电喷涂设备以及涂装流水线。在众多静电喷涂设备生产厂中,浙江省湖州新四维涂装设备厂(原:湖州电度麦厂)于1985年在“全国环氧树脂应用技术学会”邱鹤年高级工程师的指导下首先在我国研制成功并正式批量生产了一种新型粉末涂料喷粉枪——摩擦带电喷粉枪。这种喷枪与目前常用的高压喷粉枪相比较,具有许多特性和优点。本文在应用摩擦带电喷粉枪时并对两种喷粉枪进行了特性和功能的比较。 一、摩擦喷粉枪的粉末带电与电场

      粉末涂料在摩擦喷粉枪内带电,其电荷不是来之于电极尖端电晕放电,而是由于粉末与枪壁内的特珠高分子材料的碰撞、摩擦、接触、离合所产生的。也就是利用摩擦起电原理使粉末带电的。

      粉末涂料粒子与空气的混合物流经摩擦喷枪后,借气流压力在枪口喷出。带电粉末粒子就形成空间电场,其电场强度决定于空间电荷密度和电场的几何形状,即决定于粉末粒子带电量、粉末在气粉混合物中占的比例以及喷枪的喷射图形。由喷枪喷出的气粉混合物,由于气压降低和同种电荷的抗斥力,气粉混合物体积逐渐增大,电荷密度下降,电场减弱。摩擦枪的电场在枪口处最强,由枪口到工件电场逐渐减弱。电场减弱的方向与气流方向一致,粉末受力方向与气流方向相同。 二、摩擦静电喷粉枪的特点

      摩擦喷粉枪具有不同于高压枪的带电方式和电场,因而摩擦枪具有自已的特点。这些特点在静电喷涂工艺中显示出了其特性和优越性。

      1.摩擦粉枪的粉末带电是由于粉末与枪壁摩擦而导致的,这就决定了在静电喷涂中摩擦枪不需要高压电源——静电发生器。从而节约设备投资10~30%,特别是对小型试验设备,节约比例数更高。虽然静电发生器耗能不大,但时间久了,静电发生器耗能和维护修理费用也是可观的。 2.利用摩擦喷粉枪进行喷涂比较安全,这是因为在喷涂设备中没有高压静电发生器。设计合理的高压静电发生器不会出现人身伤亡事故,但高压触电的刺激总会使人紧张。另外,摩擦枪内无金属电极,在喷涂中不会出现电极短路引起的火花放电而引燃气粉混合物。这在管道内壁或容器内腔喷涂时更显得重要。 3.用摩擦喷粉枪喷涂非常方便,一是摩擦枪不接高压电缆,手拿方便;二是受喷涂距离影响小,摩擦枪离工件近些、远些,喷涂效果相近。 4.用摩擦喷粉枪喷涂小工件或表面形状复杂的工件,要比高压枪优越得多。 5.摩擦喷粉枪内无金属电极,因而不会出现在电极上积粉现象,也就避免了电极上积粉的脱落,保证了粉层表面光洁和平整。 6.用摩擦喷粉枪可喷涂出较厚的涂层,这是一般高压枪无法与之相比的。 三、摩擦喷粉枪与高压喷粉枪的技术性能比较两种喷粉枪的电场 静电喷粉枪的性能与电场密切相关,要知道两种枪性能上差异,先比较两种枪电场的不同。 .

      摩擦喷粉枪的电场为粉末涂料粒子空间电荷所形成,又由于枪距可以很小,因而电场比较均匀。而高压喷粉枪的电场是典型的不均匀电场.在极针附近电场很强,在极针方向上电 位梯度很大,在工件附近。电场又很弱。另外,高压喷粉枪的电场范围比摩擦枪的电场范围大得多。 2.两种喷粉枪的电流

      静电喷涂中,静电发生器输出的电流并未完全由粉末涂料带到工件上去,或由粉末涂料带到大地。而有一部分电流不以粉末涂料为媒介而流向工件外的空间、大地,形成所谓的离子风电流。不同结构的喷粉枪,离子风电流是不同的。对摩擦喷粉枪而言,靠摩擦产生的电荷以粉末涂料为媒介带到工件或大地;而高压喷粉枪却有很强的离子风流。这就是目前用高压枪进行喷涂时,虽然喷涂电流很大而喷涂效果不甚理想的原因之一。 3.两种喷粉枪的喷涂效果

      要全面比较两种喷粉枪的喷涂效果是比较困难的。在这里只就几个主要指标进行比较。这些比较结果是由两种喷粉枪的电场差异推论而来,并已得到实践证实。 ①涂层厚度

      使用高压喷粉枪、摩擦喷粉枪都可以喷涂出均匀的涂层。但是,利用高压静电喷粉枪很难喷出厚涂层。高压心喷粉枪喷涂时,在粉层增厚时将出现反电离(也称反向击穿)现象。一次用高压喷粉枪进行喷涂实验,在粉层表面不仅出现了凹坑、麻点而且还出现了数个规则的“雪花”,其直径有l厘米之大。粉层的反电离现象,破坏了表面平整和固化后涂层的光泽甚至留下针孔。反电离现象是高压静电喷粉枪电场太强造成的。在摩擦喷粉枪中不存在这样强的电场,因而不会出现反电离现象。用摩擦喷粉枪可以喷出表面质量很高的厚涂层。

      ②粉末涂料的附着力

      尚未进行热固化的粉末涂料层要求粉末之间要有足够的吸附力,否则,粉末会从粉层中脱落。粉末之间的这种吸附力不是自由电荷产生的库仓力,而是粉末粒子极化产生的束缚电荷之间的引力。这种引力的大小由粉末极化强弱来决定。高压静电喷粉枪产生的电场强,粉末极化程度高,产生的束缚电荷密度大,粉末之间引力大,粉层附着力大。用高压喷粉枪喷出的粉层,在末固化以前放置七天、十天或再长些,粉末也不会从粉层中脱落。用摩擦喷粉枪喷出的粉层附着力要小些,但也能充分满足喷涂生产的需要,这已为工程实践所证实。

      ③粉末涂料沉积率

      粉末涂料沉积率是由多因素决定的一个技术指标,而且在喷涂过程中也不是一个常数,沉积率将随着粉层增厚而下降。我国尚无沉积率的统一规范,笼统地说沉积率高或低是不严格的。为了正确评价静电喷涂设备的优劣,应制订统一的、大家都承认的技术规范。

      两种喷粉枪的粉末沉积率不便于认真而严格的比较。但可以说,在小喷粉量、近距离喷涂时,摩擦喷粉枪的粉末沉积率要高于高压静电喷粉枪,特别是在喷小件、表面形状复杂的工件更是这样。 ④涂装能力 这是反映喷涂设备生产能力的技术指标,是由粉末涂料沉积率和喷粉量决定的一个技术指标。如果两种喷粉枪的喷粉量相近,目前湖州新四维涂装设备厂生产的摩擦喷粉枪的涂装能力,可以与高压静电电压为40~60KV、喷涂距离为200~300毫米时的高压静电喷粉枪相比美。 通过上面对两种粉末涂料喷粉枪的比较,可以这样说:摩擦喷粉枪有许多优点,但摩擦喷粉枪不能完全替代高压静电喷粉枪。两种喷粉枪各有自已的优点、特性和适用范围,在粉末涂料涂装生产流水线上可以做到互相补充,设计人员在设计涂装流水线时应注意这一点。 四、注意事项 根据摩擦喷粉枪的带电原理和电场、结构特点,在使用摩擦喷粉枪时应注意以下几点: 1.空气要充分净化、干燥、过滤、无油、无水、无尘埃。这与高压喷粉枪相同,但还应更严格一些。 2.摩擦喷粉抢带电效果受粉末涂料的成份、性能和干燥等因素的影响较大。在使用不同粉末涂料喷涂时,应先进行试喷,效果好时再正式喷涂。 3.要注意摩擦喷粉枪的供粉量适用范围,超出范围会影响喷涂效果。 4.摩擦喷粉枪在喷涂中产生两种电荷,一种电荷由粉末带走,另一种电荷却集积在枪身上。如果不及时把这部分电荷引导到大地,枪身将会出现累积高电压,而且还会影响粉末带电的效果。因此,用摩擦喷粉枪喷涂时,必须把与枪身相