摘要:比較了粉末涂裝中摩擦和電暈兩種方法的優(yōu)勢(shì),簡(jiǎn)要介紹了摩擦帶電的機(jī)理,并從摩擦帶電劑、粉末表面改性和粉末粒徑控制等方面探討了提高粉末涂料摩擦帶電性的方法。
關(guān)鍵詞:粉末涂料;摩擦帶電性;電暈;摩擦帶電劑;表面改性;粒徑控制
0引言
粉末靜電涂裝基本可分為兩種,一種是電暈槍(CORONA),另一種為摩擦槍(TRIBO)。但在國(guó)內(nèi)常用電暈粉末涂裝,由于對(duì)摩擦槍接觸較少,對(duì)其的報(bào)道也很少。
由表1可知,摩擦槍與電暈槍相比,優(yōu)勢(shì)在于能夠得到比較均一的涂層,無(wú)法拉第效應(yīng),也沒(méi)有大量的負(fù)離子產(chǎn)生。但其缺點(diǎn)也比較明顯,即一次上粉率涂裝質(zhì)量要求、工廠的實(shí)際條件等因素。
1摩擦槍原理
與電暈槍不同,摩擦噴涂時(shí)粉末涂料在摩擦噴槍管內(nèi)帶電,其電荷不是來(lái)自于電極尖端高壓電暈放電,而是由于粉末與槍壁內(nèi)的特殊高分子材料碰撞、摩擦、接觸、離合所產(chǎn)生的,也就是利用摩擦起電原理使粉末帶電的。
對(duì)粉末與PTFE材料的摩擦的機(jī)理,人們還不能認(rèn)識(shí)得十分清楚,但可以假設(shè)其中存在材料的轉(zhuǎn)移。如圖1,當(dāng)二種材料A和B相互摩擦,小塊的材料碎落,若其中一種材料比另一種電勢(shì)更低且堅(jiān)硬,就像粉末帶電摩擦系統(tǒng)材料的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生電荷的轉(zhuǎn)移。由于材料B的電勢(shì)比A低,導(dǎo)致負(fù)電荷向離B最近的A遷移。若摩擦中產(chǎn)生負(fù)電荷的碎塊破落,則材料A帶正電荷而材料B包括粘附著粉末涂料碎片的材料B帶負(fù)電荷。
在粉末離開(kāi)摩擦槍后,無(wú)外加電場(chǎng)的作用,其驅(qū)動(dòng)力只是氣流動(dòng)力,同時(shí)產(chǎn)生了微弱的法拉第效應(yīng),使得粉末更易進(jìn)入幾何形狀復(fù)雜的區(qū)域,與電暈槍相比,沒(méi)有大量的自由離子產(chǎn)生。所以無(wú)論是薄涂還是差。所以在選擇涂裝方式時(shí),需綜合考慮工件形狀、摩擦槍帶電性取決于負(fù)電荷的及時(shí)移走和正電荷的穩(wěn)定化。負(fù)電荷的及時(shí)移走與噴槍的接地效果有直接關(guān)系,而正電荷的穩(wěn)定化就需要選取適當(dāng)?shù)臉尡谀Σ敛牧弦约皩?duì)粉末粒子進(jìn)行改性。
2影響摩擦槍上粉率的因素
人們對(duì)摩擦槍本身曾作了大量的研究,其基本思路在于改良槍壁材料和改變摩擦管內(nèi)部的幾何構(gòu)造。但從粉末涂料的配方和制作工藝來(lái)研究,更具有現(xiàn)實(shí)意義。
2.1摩擦帶電助劑
PTFE的介電常數(shù)為2.1,也就是說(shuō),任何比其介電常數(shù)高的物質(zhì),與其摩擦后均可得到正電荷,但在粉末涂料中的聚酯樹(shù)脂的介電常數(shù)僅為3.0,兩者的介電常數(shù)相差太小,所以沒(méi)有明顯的摩擦帶電性。如圖2,一些含氮的化合物能增加粉末粒子正電荷的帶電性和轉(zhuǎn)移效率。
在涂料中添加季胺鹽、磷酸鹽和三乙胺能增加粉末的帶電性,但它們能與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng),而且反應(yīng)比較劇烈,從而降低了涂膜的穩(wěn)定性。改性雙氰胺、封閉異氰酸鹽類(如Hüls公司的B1530、B1400等)、三聚氰二胺樹(shù)脂、草酸苯胺類和羥烷基酰胺類等不但是成膜物質(zhì),而且對(duì)提高正電荷的穩(wěn)定化也有不同尋常的作用。
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