粉末（mò）塗料具有較高的（de）生產效率優異的塗（tú）膜性能，良好的生態環保性和（hé）突出的經濟性等特點，受到市場的廣泛青睞.

在生產中，設備廠家（jiā）通過對靜電設備噴槍的改良和設備技改提高（gāo）死角上粉率。工件死角上粉率看似非常簡（jiǎn）單（dān）的問題，即（jí）讓經過靜電（diàn）噴（pēn）槍（qiāng）的粉末附著（zhe）在複雜折彎工件的凹麵處，然而做到這一點非常困難。實際生產（chǎn）中工件形狀更為複雜，需要采用多把（bǎ）噴槍進行（háng）噴塗。因此粉末在噴塗過程中，必需克服各種不利因素（sù），減弱法拉第籠屏蔽效應，使凹（āo）槽區域得到有效塗裝即提高死（sǐ）角上粉率。本文著重研究高壓靜電噴槍在電暈放電噴塗過程中如何改善工件折（shé）彎凹槽內部金屬死角上粉情（qíng）況。

1.1 粉末（mò）帶電效應

粉末的帶電效應決定（dìng）粉末自身所（suǒ）帶的電荷q0，影響粉末粒子在接（jiē）地表麵（miàn）的工件上（shàng）的沉（chén）積率。噴塗粉末（mò）受（shòu）電場力（lì）作用，粒子到達工件表麵（miàn）後，帶電顆粒緩慢消散（sàn）電荷，表（biǎo）麵（miàn）逐步形成次生電場，粉（fěn）末在電場作用下，沉積在工件表麵，當粉末達到一定厚度，電場逐漸減（jiǎn）弱，粉末上粉率變差。所以工件表麵塗層厚度受顆粒（lì）平均電荷和塗膜厚度的影響。由此可推斷粉末的帶電（diàn）效應是影響死角上粉的（de）重要因素。

在一定時間內，粉末沉（chén）積顆粒所帶平均（jun1）電荷是表麵電阻（zǔ）係數的（de）函數。可見粉末的（de）上粉沉積率與粉末的（de）電阻率有（yǒu）較強的內在聯係，在（zài）試驗中降低電阻率，有利（lì）於粉末帶電，提高死角（jiǎo）上粉率。

1.2 法（fǎ）拉第籠效（xiào）應

粉末噴塗到工件表麵，普通電暈噴（pēn）槍釋放的強電場具有十分突出的（de）優勢，整個表麵（miàn）上（shàng）粉率好，但當工件表麵帶有深凹坑（kēng）或溝槽時，往往會碰（pèng）到法拉第籠效應，見圖（tú）1，噴塗的粉末粒（lì）子會集中在電力線阻位較低處(即（jí）這些（xiē）凹陷部位（wèi）的邊緣處)，因（yīn）為邊緣處場（chǎng）強增加，直接導致粉末（mò）粒子朝邊緣處運動，這些地方的粉未沉積明顯，粉末很難到達凹槽內，這就是我們平（píng）常所說的法拉（lā）第籠效應。

理論上講，當邊緣處塗上（shàng）厚厚的粉末層，其他粉粒便不能再在該處沉積時，唯一的去處就隻能是（shì）進入深凹的底部。真實情況並非如此，實踐例子證明，粉末無（wú）法到達工件（jiàn）凹槽底部，因為其一，由於粉粒被電場強力地推向法拉（lā）第籠的邊緣，因而隻（zhī）有很少的粉粒有機會進人凹陷部位。其二，由電暈放電產生的自由粒子會沿電力線走（zǒu）向工件的邊緣處，使已有的塗層迅速被多餘的電荷所飽和，以（yǐ）致反向離子（zǐ）化十分強烈，形成凹槽（cáo）真空，內部不帶電，無法沉積粉末粒子，所以死角上粉難。

原有評判粉末死角上粉率好壞與（yǔ）否在（zài）工業生產中，粉末企業隻是根據客戶反饋信息，說上（shàng）粉率好還是不好，然後進（jìn）行配方（fāng）調整。粉末廠（chǎng）家自（zì）身沒有一個評判（pàn）標（biāo）準（zhǔn），這（zhè）對我們配方（fāng）的（de）改善是不利（lì）的。本項目擬設立一個專門的實驗程序，對粉末死角（jiǎo）上粉率進行體（tǐ）係（xì）評價。

死角上粉率測定：

實驗器材：實驗室高壓靜電噴槍；鋁板；夾子（zǐ）：電子天平；實驗粉末（mò）塗料。

試驗方法：使用一個專門設計的鋁板，進行死角上粉率的測試試驗，鋁板中央凹槽深3cm，寬3cm.

噴塗前用夾子將3條鋁片（寬（kuān）3cm，長（zhǎng）和鋁板相同）分別固定在相應部位，兩條位於槽外，一條位於槽（cáo）底壁上，然後在固定風量，電壓下根據試驗噴塗定量粉末。3條（tiáo）鋁片在（zài）噴塗前、後分別稱質量、以測定粉末沉積量。通過（guò）槽內底壁粉末沉積量minternal與（yǔ）槽外兩條鋁（lǚ）片上（shàng）粉末量平均值mouter進行比較，就能測出死角上粉率：

材料的帶電性，主要包括（kuò）樹脂，填料（liào）和助劑的調配，這三方麵是（shì）影響粉末在噴塗上粉率的重要因素。

3.1 材料

粉末塗料主要由環（huán）氧，聚酯樹脂等高分子化合物組成，這些化合物有（yǒu）較高的（de）介電常數，因而在電場中受到的電場力作用強，如果（guǒ）在配方中隻用純樹脂，上粉率好。但由於價格成本高一般不采（cǎi）用此種方式（shì），粉末廠家為自身市場競爭的需要，降低（dī）材料成本添加填料控（kòng）製（zhì）合適的顏基比，其中添加粒徑（jìng）細的填（tián）料，在試驗中，如超細硫酸鋇，可提高死角上粉率。

3.2 帶電助劑

現在粉末廠家（jiā）基本是通過在粉末（mò）配方（fāng）中外加帶電助劑來實現粉（fěn）末死角上粉率的提高（gāo）。主要分為兩種，增電劑和抗（kàng）靜電（diàn）劑（jì）。增電劑（jì）主要成（chéng）份為帶電基（jī）團的有機胺鹽，提高噴塗時粉末粒子的帶電量，並將工件表麵的電荷及時泄漏掉，提高死角（jiǎo）上粉（fěn）率，從而（ér）克服了靜電屏蔽效應。

抗靜電劑不同（tóng）於一般的胺類帶電（diàn）劑，使（shǐ）粉末具有很好的摩擦帶電性能。它自身的帶電官能團在粉末噴塗中能捕捉電離場中（zhōng）負離子帶上負電電（diàn）荷，減（jiǎn）弱凹槽死角（jiǎo）等部位法拉第籠效應電力線作用，這時帶有較多電（diàn）荷的粉末粒子就能靠自身的力量到達工件表麵，改（gǎi）善死角上粉。

根據（jù）試驗配方對帶電（diàn）助劑進行（háng）優選，顯示，添加0.1%-0.6%的有機銨鹽助劑，能有效地降低粉末電阻（zǔ）率，增加（jiā）粉末帶電效應，提高（gāo）粉（fěn）末死角上粉率。

3.3 粉（fěn）末後混助劑的研究

粉（fěn）末經ACM主、副磨的轉速，和冷（lěng）風係統，得到的（de）粉末粒徑（jìng）正態分布集中、峰值合適。但（dàn）粒徑本身很細，自身的流動性很弱，不利於粉末帶電性，影響粉末的死角上粉率。提高粉末顆粒帶（dài）電性，需要在擠出和粉碎過程中加人氣相二氧化矽或氧化鋁。例如加入一定量（liàng）的氣相二（èr）氧化矽和氧化鋁c，能夠有效提高粉末帶（dài）電性，並增加粉末流動性。

添加氣相金屬氧化物，如配方7，在噴塗中最能有效地克服法拉第籠效應，密（mì）度更小（xiǎo）的膠體二氧化矽附著在（zài）粉末顆粒表麵，增強原有粉末粒子的帶（dài）電性，有（yǒu）利於穿透法拉第籠效應區域，死角上粉率（lǜ）更好。

氣相二氧化矽是（shì）蓬鬆高純度無定形白色粉末，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（xìng）的氣相二氧化矽，可改善（shàn）粉末的帶正電荷性，提高死角上粉率，效果顯著。疏水性氣相二氧化矽應用效果（guǒ）最好的是贏創的AEROSIL972，在試驗（yàn）過程中幹混添加0.1%一1.0%，即可達到較好的死角上粉率（lǜ）效果。

此外，幹（gàn）混助劑氣相二氧（yǎng）化（huà）矽有助於提高粉末的貯存穩定性、降低吸潮性、增加（jiā）邊角覆蓋效果。在（zài）粉末塗料中（zhōng）添加合適（shì）粒徑的氧化鋁C同樣也能提高粉末死（sǐ）角上粉率，效果也比較明顯。

4.1 粉末電阻率與死角上粉率關係

噴塗粉末顆粒的電阻率，決定了（le）沉積在（zài）工件表而顆粒的電荷消散速率。表麵電阻係數高的顆粒（lì）在（zài）死角處能夠較長時間保留他們的原始電荷，而表麵電阻係數較低的顆粒（lì）很快（kuài）就消散了他們的表麵電荷。當表麵電荷高時，電效應強烈，法拉（lā）第籠效應表（biǎo）現強烈，粉末在噴塗（tú）中不易到達死角。實驗結果表明:當將表麵電阻率為1.5×10⁶Ω·m的（de）粉（fěn）末噴塗在實驗基材上時，死角（jiǎo）出現裸露金屬。當經過改進（jìn）實驗配方，試驗發（fā）現，當粉末電阻率<2x10^{4Ω.m時，粉末易噴塗到工（gōng）件上，並且死角上粉率好，但如果電阻率太低（如＜6x102Ω.m）。死角上粉率雖好，但容易出現邊角積粉，塗層固化會出現較厚的波紋橘皮，影（yǐng）響（xiǎng）塗層美觀。為了得到適（shì）宜（yí）的塗（tú）層，附著力和死角（jiǎo）上粉率，粒子（zǐ）表麵的電阻率應該保持在103~104Ω.m範圍內。}

4.2 電壓與工件噴（pēn）塗距離關（guān）係

粉體在噴塗時電壓要適當（dāng），將（jiāng）粉體噴塗出槍口並且（qiě）呈鬆（sōng）散狀（zhuàng）態，有（yǒu）利於粉末（mò）帶電。粉末塗料噴塗電壓一（yī）般保（bǎo）持在（zài）50-90 kV，不同電壓下，上粉率都隨噴塗距離的增加而下降.在實驗室噴塗折彎（wān）工件過程中，試（shì）驗初期，死角上粉率一直（zhí）不好，認（rèn）為推近噴槍與工件的距離，可以減（jiǎn）少（shǎo）法拉第籠（lóng）效應提高死角上粉率，然而這是一種錯誤（wù）的認識。

噴（pēn）槍與工件距離越近，到達工（gōng）件表麵的電流就越強.當噴槍靠近工件（jiàn）表（biǎo）麵試圖將粉末推入法拉第籠效（xiào）應區域時，隨著距離增（zēng）進，空間電流增大，工件表麵單位麵積內的（de）自由（yóu）離子密度大（dà）大增加，反電離作用提前發生，反（fǎn）而（ér）無助於工件死（sǐ）角（jiǎo）上粉（fěn）率。根據實驗室經驗，調節合適的電壓60-70 kV，根據工件（jiàn）折（shé）彎度的不同，適（shì）當調節（jiē）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（shǐ）粉末沉積在死角（jiǎo）處，提高死角上粉率。

4.3 粒徑與死角上粉率關（guān）係

粉（fěn）末（mò）塗料的材料大部分都是高絕緣（yuán）性能（néng）材料，一定（dìng）粒（lì）徑粉末粒子一旦（dàn）帶上電就很難消失，且粉末的（de）電陽率也較大。現在（zài）普通粉末廠家一般都控製粒徑在35一45 微（wēi）米，這一粒徑範圍的粉末在電場中的上粉（fěn）率較好。理論研（yán）究表明，粉末粒子的（de）帶電量（liàng）與粉（fěn）末粒徑的平方成（chéng）反比.粒徑較（jiào）粗的粒子帶電強（qiáng）度大，更容易透過法拉第（dì）屏蔽效應區域，沉（chén）積在（zài）工件表麵死角上粉率好。粉（fěn）末粒徑（jìng）偏（piān）細，帶（dài）電量（liàng）小，在電場中要（yào）克服粉末重力（lì），空氣動力等不利因素影響，死角（jiǎo）上粉困難。

本項目試驗結（jié）果顯示，能較好（hǎo）克服法拉第效應促進死角上（shàng）粉的（de）粉末粒徑宜控製（zhì）在（zài）25-35 微米範圍之內。細粒徑(≤10微米)控製在8%以（yǐ）下，超細粉一般不帶電（diàn），噴塗過程中主要受空氣氣流的影響。粗粒徑（jìng）(≥70微米)控（kòng）製在3%以下，能夠有效地避免凹槽邊沿的厚塗問（wèn）題，克（kè）服粉末在未達到工件表麵掉落或者粒徑較細的粉（fěn）末（mò）被吸走等不利因素，實驗（yàn）室試（shì）驗結果表明死（sǐ）角上粉率檢驗值能達到R≥0.7以上。

探討（tǎo）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件彎角大小與形狀，客戶噴粉係統，噴（pēn）粉施工人員等，這些因素也影響死角上粉（fěn）率，是不可忽略的因素。

本文討論的是粉末（mò）配方凋整和噴塗工藝中的可操作因素，屬（shǔ）於內在因素。隨著粉末研發和（hé）生產（chǎn）技術的不斷改進（jìn），可以有效地（dì）避免死角上粉率（lǜ）差問題，但不能完全解決上（shàng）述問題，隻有對（duì）以上可變因素（sù）進（jìn）行適宜調整，綜合實現（xiàn）粉末噴塗死角上粉率預期目標。

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