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

在生產（chǎn）中，設備廠家通過對（duì）靜電設備（bèi）噴槍的改良和設備技改提高死角上粉率。工件死（sǐ）角上粉率（lǜ）看似非常簡單的問題，即讓經過靜電噴槍的粉末附著在複雜折彎工件的凹麵處，然而做到這一點非常困難。實際生產中工件形狀更為複雜，需要采用多（duō）把（bǎ）噴（pēn）槍進行（háng）噴塗。因此粉末在噴塗（tú）過程中，必需克服各種不利因素，減弱法拉第籠屏蔽（bì）效應（yīng），使（shǐ）凹槽區域得到有效塗裝即提高死角上粉率。本文著（zhe）重研究高壓靜電噴槍在電暈放（fàng）電噴塗過程中如何改善工件折彎凹槽內部金屬死角上粉情況。

1.1 粉末帶電效應

粉末的帶電（diàn）效應決定（dìng）粉末自身所帶的電荷q0，影（yǐng）響粉末粒子在接（jiē）地表麵的工件上的沉積率。噴塗粉（fěn）末受（shòu）電場力（lì）作用，粒子到達工（gōng）件表麵後，帶電顆粒緩慢消散電荷，表麵逐步形成次生電場，粉末在電場作用下，沉積（jī）在工件表麵，當粉末達到一定厚（hòu）度，電場（chǎng）逐漸減弱，粉末上粉率變差。所以工件表麵塗層厚度受顆粒平均電荷和塗膜厚度的影響。由此可推斷粉末的（de）帶電效應是（shì）影響死角上粉的重要因素。

在一定時間內，粉末沉積顆粒所帶平均電荷是表（biǎo）麵電阻係數的函數。可見粉末的上粉（fěn）沉積率與粉末的電阻率有較強的內在聯係，在（zài）試（shì）驗中降低電阻率（lǜ），有利於粉末帶電，提高死角上粉率（lǜ）。

1.2 法拉第籠效應

粉末噴塗到工件表麵（miàn），普通電暈噴槍（qiāng）釋（shì）放的強電場具（jù）有十分突（tū）出的（de）優勢，整個表麵上粉率好，但當工件（jiàn）表麵帶有深凹坑或溝槽時，往往會碰到法拉第籠效應，見圖1，噴塗（tú）的粉末粒子會集中（zhōng）在電力線（xiàn）阻位較低處（chù）(即這些凹陷部（bù）位的邊緣處)，因為邊緣處場強增加，直接導致粉末粒子朝邊緣處運動，這些地方的粉未沉積明顯，粉末很難到達凹槽內，這（zhè）就是我們平常所說的法（fǎ）拉第籠效（xiào）應。

理論上講，當邊緣（yuán）處（chù）塗上厚厚的粉末層，其他粉粒便不能再在該（gāi）處沉積時，唯一（yī）的去處就隻能是進入深凹的底（dǐ）部。真實情況並非如此，實踐例子證（zhèng）明，粉末（mò）無法（fǎ）到達工件凹（āo）槽底部，因為其一，由於粉粒被電場強力地推向（xiàng）法拉第籠的邊（biān）緣，因而隻有很少的（de）粉粒有機會進人凹陷部（bù）位。其二，由電暈放電產生的（de）自由粒子會沿電力線（xiàn）走向工件的邊緣處，使已有的塗層迅速被多（duō）餘的電荷（hé）所飽和，以致反向離子（zǐ）化十分強烈，形成凹槽真空，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（huài）與否在工業生產中，粉（fěn）末企（qǐ）業隻是根據客戶反饋信（xìn）息，說上粉率好還是不（bú）好，然後進行配方調整。粉（fěn）末廠家自身沒有一（yī）個（gè）評判標準，這對我們配方的改（gǎi）善是不利的。本項（xiàng）目擬設立一個專門的實驗程序，對粉末死角（jiǎo）上粉率進行體係評價。

死角上粉率測定：

實（shí）驗器材：實驗室高（gāo）壓靜（jìng）電噴槍；鋁板（bǎn）；夾子：電子天平；實（shí）驗粉末塗料（liào）。

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3cm，長和鋁板相同）分別固定在相應部位，兩條位於槽外，一條位於槽底壁上（shàng），然後在（zài）固定風量，電壓下根據試驗噴塗（tú）定量粉末。3條鋁片在噴塗前、後分別稱質量、以（yǐ）測定粉末沉積量。通過槽內底壁粉末沉積量minternal與槽外兩條鋁片上粉末量平均值mouter進行比較，就能測出死角上粉率（lǜ）：

材料的帶電性，主要包（bāo）括樹脂，填料和助（zhù）劑的調配，這三方麵是影響粉（fěn）末在噴（pēn）塗上粉率的重要因素。

3.1 材料

粉末塗料主要由環氧，聚酯樹脂等高分子化合物組成，這些化合物有較高的介電常數，因而（ér）在電（diàn）場中受到的電場力作用強，如果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用此種方式，粉末廠家為自（zì）身市場競爭的需要（yào），降低材料成本添加（jiā）填料控製合適的（de）顏基比，其中添（tiān）加粒徑細的填料，在試驗中，如超（chāo）細硫酸鋇，可提高死角上粉率。

3.2 帶電助劑

現在粉末廠家基本是通過（guò）在粉末配方中外加帶電助劑來實現粉末（mò）死角（jiǎo）上粉率（lǜ）的提高。主要分為兩種，增電劑和（hé）抗靜電劑。增電劑主要成份為帶電（diàn）基團的有機胺（àn）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）上粉率，從而克（kè）服了靜電（diàn）屏蔽（bì）效應。

抗靜電劑不同於一般的胺類帶電劑，使粉末具有很好（hǎo）的摩擦帶電性能。它自身的帶（dài）電官能團在粉（fěn）末噴塗（tú）中能（néng）捕捉電（diàn）離場中負（fù）離子帶上負電（diàn）電荷，減弱凹槽死角等部位法拉第籠效應（yīng）電力（lì）線作用，這時帶有較多電荷的粉末粒子（zǐ）就能靠自身的力量到達工件表麵，改善死角上粉。

根據試驗配方對帶電助劑進（jìn）行優選，顯示，添加0.1%-0.6%的有機銨鹽助劑，能有效地降低（dī）粉末電阻（zǔ）率，增加（jiā）粉末（mò）帶（dài）電效應，提高粉末死角上粉率（lǜ）。

3.3 粉末後混助劑的研究

粉（fěn）末經ACM主、副磨的轉速，和冷風係統，得到的（de）粉末粒徑正（zhèng）態分布集中、峰值合適。但粒徑本身很細，自身的流動性（xìng）很弱，不利於粉末帶電性，影響粉（fěn）末的死角上（shàng）粉率。提高粉末顆（kē）粒（lì）帶電性，需要在擠出和（hé）粉碎過程中加人氣相（xiàng）二氧化（huà）矽（guī）或氧化鋁。例如加入一定量的氣相二（èr）氧化矽和氧化鋁c，能夠有效提高粉末帶電性，並增加粉（fěn）末流動性。

添加氣相金屬氧化（huà）物，如（rú）配方7，在噴塗中最能有效地（dì）克服法拉第籠效應，密度更小的膠體二氧化矽附著在粉末顆粒（lì）表麵，增（zēng）強原（yuán）有粉末粒子的帶（dài）電性，有利於穿透（tòu）法（fǎ）拉第（dì）籠效應（yīng）區域，死角上粉（fěn）率更好。

氣相二氧（yǎng）化矽是蓬（péng）鬆高純度無定形白色粉末，按極性分為親（qīn）水性和疏水性兩（liǎng）類。根據實踐（jiàn）生產選用疏水性的氣相二氧化（huà）矽，可（kě）改善粉末的帶正電荷（hé）性，提高死角上粉率，效果顯著。疏水性（xìng）氣相二氧化矽應用效（xiào）果最好的是贏創的AEROSIL972，在試驗過程中幹（gàn）混添加0.1%一（yī）1.0%，即可達到較好的死角上粉率效（xiào）果。

此外，幹混助劑氣相二氧化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（gài）效果。在粉末塗（tú）料中添加合適粒徑的氧化鋁C同樣也能提高粉末死角上（shàng）粉率，效果也比（bǐ）較明顯。

4.1 粉末電阻率與死角上粉（fěn）率關係

噴塗粉末顆粒的電阻率，決定了沉積在工件表而顆（kē）粒的電荷消散速率。表麵電（diàn）阻係數高（gāo）的顆粒在（zài）死（sǐ）角（jiǎo）處能夠較長時間保留他們的原始電荷（hé），而表麵電阻係數較低的顆粒（lì）很（hěn）快就消散了他們的表麵電荷。當表麵電荷高時，電（diàn）效應強烈，法拉第籠效應表現強烈，粉末在（zài）噴塗中不易到達死角。實驗結果表明:當將表麵電阻率為1.5×10⁶Ω·m的粉（fěn）末噴塗（tú）在實驗基材上時，死角出現裸露金屬。當經過改進實驗配方，試驗發現，當粉（fěn）末電（diàn）阻率<2x10^{4Ω.m時，粉（fěn）末（mò）易（yì）噴塗到工（gōng）件上，並且死角上粉率好，但如（rú）果電阻率太（tài）低（如＜6x102Ω.m）。死（sǐ）角上粉率雖好，但容易出現邊角積粉（fěn），塗層固化會出現較厚的波紋橘皮，影響塗層美觀。為了得到適宜的塗層（céng），附著力和死角上粉率，粒子表麵的電阻率應該保持在103~104Ω.m範圍內。}

4.2 電壓與（yǔ）工（gōng）件噴塗距（jù）離關（guān）係

粉體在（zài）噴塗時電壓要適當，將粉體噴塗出槍口並且呈鬆散狀態，有利於粉末帶電（diàn）。粉末（mò）塗料噴塗電壓一般保持在（zài）50-90 kV，不同（tóng）電壓下，上（shàng）粉率都隨噴塗距離的增加而下降.在實驗室噴塗折彎工件過（guò）程中，試驗初期，死角上粉率一直不好，認為（wéi）推近噴（pēn）槍與工件的距離，可以減少（shǎo）法（fǎ）拉第籠（lóng）效應（yīng）提高死角上粉率，然而這是一種錯誤的（de）認識。

噴（pēn）槍與工件距離越近，到達工件表（biǎo）麵的電流就越強.當噴槍靠近工件（jiàn）表麵試圖將粉末推入法拉第籠效應區域時，隨（suí）著距離增進，空間電流增大，工件表麵單位麵積內的自由離子（zǐ）密度大大增加，反電離作用提前（qián）發生，反而（ér）無助於工件死角上粉率。根據實驗室經驗，調節合（hé）適的電（diàn）壓60-70 kV，根據工件折彎度的（de）不同，適當調節噴（pēn）槍與工件（jiàn）的距離，並且保持在10-15cm之間，可促進粉末向法拉第籠效應區域滲透，使粉末沉積在死角處（chù），提高死角上粉率。

4.3 粒徑與（yǔ）死角（jiǎo）上粉率關係

粉末塗料（liào）的材料大部分（fèn）都是高絕緣性（xìng）能材料，一定（dìng）粒徑粉末粒子一旦帶上電就很難消失，且粉末的電陽率也較大。現在普通粉末廠家一般都控製粒徑在35一45 微米，這一（yī）粒徑範圍的粉（fěn）末（mò）在電場中的上（shàng）粉率較好。理論研究表明，粉（fěn）末粒子的帶電量與粉末粒徑的（de）平方成反（fǎn）比.粒徑較粗的粒子帶電強度（dù）大，更容易（yì）透過法（fǎ）拉第屏蔽效應區域，沉積在工件表麵死角上粉率好。粉（fěn）末粒徑偏細，帶電量小，在電場中要克服粉末重力，空（kōng）氣動力等不利因素影響，死角上粉（fěn）困難。

本項目試驗結（jié）果顯（xiǎn）示，能較好克服法拉（lā）第效應促（cù）進死（sǐ）角上粉的粉末粒徑宜控製（zhì）在25-35 微米範圍之（zhī）內。細（xì）粒徑(≤10微米)控製在8%以下，超細粉一般不帶電，噴塗過程中主要受空氣氣流（liú）的影響。粗粒徑(≥70微米（mǐ）)控製在3%以下（xià），能夠（gòu）有效地避（bì）免凹槽邊沿的厚塗問題，克（kè）服粉末在未達到工件表麵掉落或者粒徑較細的粉（fěn）末被吸走等不利因素，實驗室試驗結果表明（míng）死角上粉率檢驗值（zhí）能達（dá）到R≥0.7以上。

探討（tǎo）粉（fěn）末死角（jiǎo）上粉率時，有多種（zhǒng）因素共同作用，要將內在和外在因素加以區（qū）分。外在因素包括被塗工件彎（wān）角大小與形狀，客戶噴粉係統，噴粉施工人員（yuán）等，這些因素也影響死角上粉率，是不可忽略的因素。

本文討論的是粉（fěn）末配方凋整和噴塗工藝（yì）中的可操（cāo）作因素，屬於內在因素。隨著粉末研發（fā）和生產技術的不斷改進，可以有效地避免死（sǐ）角上粉率差問題，但不（bú）能完全解決上述問題，隻有對（duì）以上可變因素進行適宜（yí）調（diào）整，綜（zōng）合實現粉末噴（pēn）塗死角上粉率預期目標。

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