6.2 粉末涂料的涂装方法
粉末涂装系指将粉末涂料涂布到被涂物上,经烘烤成膜的工艺过程。由于粉末涂料中不含有溶剂和分散物质,因此,部分传统的溶剂涂料的施工方法有些并不适用于粉末涂料。粉末涂料的涂装近年来发展很快,其涂装技术根据涂装原理和工艺大体可分为热涂装工艺和冷涂装工艺两大类。其中火焰喷涂法、静电喷涂法、静电流化床法等是使用较多的涂装方法。尤其是粉末静电喷涂技术,应用最为广泛。
粉末涂料涂装工艺与溶剂涂料涂装相比,其喷涂损失少,不产生挥发性溶剂,而且一次成膜的厚度厚,易实现喷涂工艺的自动化。
6.2.1 火焰喷涂法
火焰喷涂法又称熔射喷涂法,可用于金属粉末的涂装,也用于热塑性的粉末的涂装。其工作原理为:利用压缩空气使粉末涂料从火焰喷嘴中吹出,并以高速通过从喷嘴外围喷出的火焰区域,使粉末涂料呈熔融状态后喷射到被涂物的表面。火焰喷枪是喷涂施工的主要设备。被涂物或者经过预热,或者直接喷涂。该法可适用于粒子较粗的热塑性粉末涂料(如聚乙烯、聚酰胺等),适用于现场施工。
火焰喷涂一次性喷涂厚度可以达到500um以上,可在100%相对湿度和低温环境下施工,并应用于大型结构物的涂装与维护,作为防腐涂层、耐磨涂层使用。也可用于使用静电喷涂或流化床喷涂的大型结构物的涂层缺陷的现场修补,如管道、大型储罐内壁的涂装,以及桥梁的涂装和修复。火焰喷涂还可应用于高熔点的陶瓷粉末涂料的喷涂,多为手工操作。
6.2.2 粉末静电喷涂法
粉末静电喷涂与静电喷涂的原理相同,利用高压静电电晕原理,将喷枪的端部与一负高压静电电极相连,被涂物接地,带有负电荷的粉末涂料粒子在静电场的作用下,喷涂到被涂物的表面(被涂物表面已被加热),熔融、固化后形成一层均匀致密的涂膜;或者在固化炉中熔融、流平而形成均匀的涂膜。
粉末涂装前的的表面预处理应包括脱脂、除锈、化学磷化或钝化等手段。
粉末喷涂的涂膜较厚,喷涂过程中的粉末涂料利用率可达95%以上,且在喷涂过程中不会产生溶剂污染,一次涂布可达到涂膜的设计厚度,涂膜的质量均匀可靠,可用于大规模的自动化生产线的生产。例如:石油天然气行业,采用熔结环氧粉末作为管道内、外的防腐层的喷涂涂料,该种管道防腐层的生产采用了粉末静电喷涂技术,这在国内外应用都十分广泛,并具有完善的施工技术标准与验收规范。
聚乙烯粉末也可使用该种技术进行喷涂,我国国内已建有生产线,石化行业已使用该种喷涂技术生产用于化学工艺管道的内防腐层。事实上,聚乙烯粉末喷涂在国外已大量用于饮用水管道,包括钢管或铸铁管道的内腐蚀防护层。其他的一些树脂的粉末涂料也可采用粉末静电喷涂技术进行涂装作业。粉末喷涂的示意图(图5-3)如下 :
粉末喷涂法需使用高压静电发生器、喷粉器、喷粉枪、喷涂室、粉末回收、传动装置、固化设备及空压机等一系列施工设备。喷涂设备的投资高;喷涂时需调节喷涂的压力、温度、流量和各种喷涂工艺参数,并应根据被涂物的大小,选择合适的喷枪与喷枪的个数、确定喷枪的喷粉量来确保涂膜的厚度和均匀度,具有较高的技术含量并要求具备较多的专业技能。
6.2.3
静电流化床法
粉末静电流化床法也是通过静电引力,用气流使流化槽内的粉末涂料呈沸腾状态,并带有负电,放人带正电的预热到粉末涂料熔点以上温度的被涂工件(工件接地),粉末被吸引到被涂工件表面,熔融固化的涂装方法。
该装置的原理是:在流化床身的粉末中放置于一接负高压电极,当电极与负高压相连时产生电晕放电,使周围空气电离产生大量的自由电子。粉末在电极上下不断运动,捕获电子而成为带有负电的粉末。
该涂装方法的涂膜不易涂布均匀,设备简单,适用于小型、线状、带状的电子部件的涂膜的涂布,如线圈、带材、电器等。可用于热塑性和热固性的两种粉末涂料的涂装。其主要涂装设备包括流化床、高压静电器、电晕电极等组件组成。