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聚四氟乙烯噴涂工藝
日期：2025-12-18 11:57
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摘要：
聚四氟乙烯噴涂工藝
噴涂大體上包括：噴（塑）粉和涂裝（油漆）。噴粉及噴粉設(shè)備簡介
（一）噴粉工藝
噴粉也稱粉末涂裝，是近幾十年迅速發(fā)展起來的一種新型涂裝工藝，所使用的原料是塑料粉末。早在四十年代有些國家便開始研究實(shí)驗(yàn)，但進(jìn)展緩慢。1954年德國的詹姆將聚乙烯用流化床法涂覆成功，1962年法國的塞姆斯公司發(fā)明粉靜電噴涂后，粉末涂裝才開始在生產(chǎn)上正式采用，近幾年來由于各國對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，對(duì)水和大氣沒有污染的粉末涂料，得到了迅猛發(fā)展。
粉末涂裝工藝具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：
1、一次涂裝可以得到較厚的涂層，例如涂覆100～300μm的涂層，用一般普通的溶劑涂料，約需涂覆4～6次，而用粉末涂料則一次就可以達(dá)到該厚度。涂層的耐腐性能很好。
2、粉末涂料不含溶劑，無三廢公害，改善了勞動(dòng)衛(wèi)生條件。
3、采用粉末靜電噴涂等新工藝，效率高，適用于自動(dòng)流水線涂裝，粉末利用率高，可回收使用。
4、除熱固性的環(huán)氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的熱塑性耐脂可作為粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯
乙烯、氟化聚醚、尼龍、聚碳酸脂以及各類含氟樹脂等。
粉末涂料開始用于防護(hù)和電氣緣方面，隨著科技的發(fā)展，目前已廣泛使用于汽車工業(yè)、電氣絕緣、耐腐蝕化學(xué)泵、閥門、汽缸、管道、屋外鋼制構(gòu)件、鋼制家具、鑄件等表面的涂裝。
我國自六十年代開始粉末涂裝的實(shí)驗(yàn)研究，并在生產(chǎn)上得到應(yīng)用。發(fā)展到目前已廣泛得到使用。
粉末涂裝工藝
1、流化床涂裝法（又稱沸騰床）。
它是由多孔隔板和容器組成，多孔隔板將容器分為上下兩個(gè)部分。
其工作過程是這樣的：向隔板以下的容器部分通入壓縮空氣、，壓縮空氣通過多孔隔板使上面粉末未受空氣流的作用懸浮起來，并在上部容器內(nèi)滾翻，呈現(xiàn)“沸騰”狀態(tài)。經(jīng)預(yù)熱的工件通過“沸騰”的粉末區(qū)達(dá)到涂覆的效果。工件的預(yù)熱溫度可稍高于粉末的熔融溫度
近幾年來流化床工藝得到了一些改進(jìn)，并與靜電粉結(jié)合起來形成靜電流化床粉末噴涂，已得到大范圍的使用。
要使涂層獲得較好的效果，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：
1）流化床的結(jié)構(gòu)形式要求簡單，內(nèi)部光滑避免死角，*好設(shè)有震動(dòng)裝置。
2）流化床中的多孔隔板，應(yīng)有一定的孔徑和空密度分布。
3）粉末粒子的大小以通過50~150目/網(wǎng)篩孔為好，形狀接近球形較為理想。
4）粉末涂料的含水量要求盡量低，以避免流化**和涂層氣泡。
5）壓縮空氣的流速和流量必須調(diào)整至粉末涂料穩(wěn)定地流化，不致溢出，同時(shí)壓縮空氣應(yīng)凈化、干燥。
2、火焰噴涂法
在氧乙炔焰中，粉末以50m/s左右的速度通過噴槍口的高溫區(qū)，受熱成為熔融或半熔融狀態(tài)，噴至被預(yù)熱的表面上，直到所需的厚度。粉末火焰噴涂工藝比較簡單，可用于導(dǎo)軌面的噴涂，以及機(jī)械磨損修復(fù)工作。
3、熱熔敷法
是介于火焰噴涂和流化床之間的工藝，其過程是先將工件預(yù)熱至粉末熔融溫度以上，然后用噴槍把粉末噴上，借工件熱量來熔融成涂層。
4、靜電粉末噴涂
這是粉末涂裝中目前發(fā)展*快的一種重要施工工藝。
1）基本原理
在噴槍與工件之間形成一個(gè)高壓電暈放電電場，當(dāng)粉末粒子由噴槍口噴出經(jīng)過放電區(qū)時(shí)，便補(bǔ)集了大量的電子，成為帶負(fù)電的微粒，在靜電吸引的作用下，被吸附到帶正電荷的工件上去。當(dāng)粉末附著到一定厚度時(shí)，則會(huì)發(fā)生“同性相斥”的作用，不能再吸附粉末，從而使各部分的粉層厚度均勻，然后經(jīng)加溫烘烤固化后粉層流平成為均勻的膜層。
2）粉末靜電噴涂工藝流程
典型的粉末靜電噴涂工藝流程如下：上件→脫脂→清洗→去銹→清洗→磷化→清洗→鈍化→粉末靜電噴涂→固化→冷卻→下件
3）影響粉末靜電噴涂質(zhì)量的主要因素
粉末靜電噴涂中，影響噴涂質(zhì)量因素除了工件表面前處理質(zhì)量的好壞以外，還有噴涂時(shí)間、噴槍的形式、噴涂電壓、噴粉量、粉末導(dǎo)電率、粉末粒度、粉末粒度、粉末和空氣混合物的速度梯度等。
1、粉末的電阻率
粉末的電阻率在1010～1016歐姆/厘米較為理想，電阻率過低易產(chǎn)生粉末在分散，電阻率過高會(huì)影響涂層厚度。
2、噴粉量
在噴涂開始階段，噴粉量的大小對(duì)膜厚有一定的影響，一般噴粉量小，沉積率高。噴粉量一般控制在50克／分到1000克／分范圍內(nèi)。
3、粉末和空氣混合物的速度和梯度
速度梯度是噴槍出口處的粉末空氣混合物的速度與噴涂距離之比，在一定噴涂時(shí)間內(nèi)，隨著噴涂梯度的增大膜厚將減小。
4、噴涂距離
噴涂距離是拒制膜層厚的一個(gè)主要參數(shù).一般控制在距工件10~25厘米,多由噴槍形式來決定.
5、噴涂時(shí)間
噴涂時(shí)間與噴涂電壓、噴涂距離、噴涂量等幾項(xiàng)參數(shù)是相互影響當(dāng)噴涂時(shí)間增加及噴涂距離很大時(shí)，噴涂電壓對(duì)膜厚極限值的影響減小。隨著噴粉時(shí)間的增加，噴粉量對(duì)膜厚的增長率的影響顯著減小。
4）水分散粉末涂裝
水分散粉末涂料是將粉末涂料穩(wěn)定的分散與水介質(zhì)中，它兼具水性涂料與粉末涂料的優(yōu)點(diǎn)，在工藝上可以使用包括浸、刷、噴、靜電涂裝在內(nèi)的一切常規(guī)手段。
5）粉末電泳涂裝
它是綜和粉末涂裝與電流涂裝的產(chǎn)物，兼具二者特點(diǎn)。其基本原理是將粉末粒子（一般要求40μm以下），分散與含電泳樹脂的水溶液之中，以水性電泳樹脂為載體，以粉末粒子為成膜物質(zhì)，使粉末粒子帶上電荷，在直流電場中電泳沉積成膜。它適用于形狀復(fù)雜的工件施工。
（二）粉末靜電噴涂設(shè)備的組成和結(jié)構(gòu)
粉末靜電噴涂設(shè)備主要包括：噴粉室、高壓靜電發(fā)生器、靜電噴涂槍、供粉器、粉末回收裝置、工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
等。
1、噴粉室
噴粉室是粉末靜電涂裝的主要設(shè)備之一。保持平穩(wěn)的空氣流動(dòng)是粉房內(nèi)的清潔，為操作人員提供一個(gè)潔凈的工作環(huán)境。控制噴房內(nèi)的粉塵含量，使其低于爆炸極限（一般定為10g/m3）。此外，噴粉室要利于清洗，使粉末不易在屋中沉積，以便于改變粉末的顏色，室內(nèi)要有足夠的光線，以利于涂覆工作進(jìn)行。
2、靜電噴槍
噴槍按其用途可分為手提式噴粉槍，固定式自動(dòng)噴粉槍，圓盤式噴槍等；按帶電形式分為內(nèi)帶電槍和外帶電槍；按其擴(kuò)散機(jī)構(gòu)形式可分為沖突式槍、反彈式槍、二次進(jìn)風(fēng)式槍、離心旋杯式槍等。
噴粉槍的帶電機(jī)構(gòu)形式是提高噴涂效率來將是很關(guān)鍵的因素。
從總體上來講噴粉設(shè)備的核心就是噴槍和充電系統(tǒng)。就目前市場而言，電暈式噴槍所占的比例極大，這是應(yīng)為采用高壓電暈放電的方式對(duì)粉末進(jìn)行充電所具有的*大的好處就是，能夠噴涂現(xiàn)今所有種類的熱固性粉末涂料，并且能獲得非常好的效果。其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在優(yōu)良的穩(wěn)定性，上粉率和上粉速度等。
這類噴槍的發(fā)展歷程是這樣的：電壓控制ｏ電流控制ｏ總能量控制。總能量控制是隨著噴槍距離工件的元件，其電壓、電流都在不斷調(diào)整至理想狀態(tài)，以達(dá)到*好的涂裝效果。
3、供粉系統(tǒng)
1）供粉系統(tǒng)是把涂覆的粉末料，從盛粉容器連續(xù)均勻的輸送到噴粉槍進(jìn)行噴涂。
供粉系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、油水分離器、空氣干燥機(jī)、調(diào)節(jié)閥、壓縮空氣管道、電磁控制閥門、供粉器、輸粉管道等組成。
2）供粉器的形式
在粉末靜電噴涂供粉系統(tǒng)中，使用的供粉器種類較多，通?？煞譃椋簤毫θ萜魇?、螺桿或轉(zhuǎn)盤的機(jī)械輸送式、文氏里空氣抽吸式。
3）粉末回收裝置
粉末的回收可分為濕式法和干式法。
濕式法就是讓帶有粉末的氣流通過液體的容器進(jìn)行過濾，達(dá)到凈化，帶有液體的粉末經(jīng)過干燥處理再重復(fù)利用。
干式法粉末回收是在噴粉室排出的粉末氣流中將粉末顆粒收集下。干式法粉末回收的種類有重力沉降式、慣性分離式、旋風(fēng)分離式、燒結(jié)板分離式等，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往采用多級(jí)回收裝置，以達(dá)到更好得分離效果。
關(guān)于粉末的噴涂工藝及設(shè)備就簡單介紹到這里，下面對(duì)油漆工藝及設(shè)備作一簡介。
三、油漆工藝及設(shè)備簡介
1、噴漆的目的
首先是防護(hù)性，以延長工件壽命，其次是裝式性，達(dá)到美觀宜人。再次是特殊用途，以達(dá)到特殊性能。如：隔音、決熱、防火等。
根據(jù)涂裝的目的和要求的不同，涂裝的涂層有好幾層組成，其中包括底漆、膩?zhàn)?、面漆罩光等?br>
底層漆：是與被涂工件機(jī)體直接接觸的*下層涂層，底漆層的作用是強(qiáng)化涂層與機(jī)體之間的附著力，強(qiáng)化涂層的防護(hù)性能。黑色金屬在除裝之前應(yīng)磷化，有色金屬涂裝之前應(yīng)氧化處理。
膩?zhàn)訉樱簩?duì)于粗糙不平的機(jī)體，使用膩?zhàn)訉佑泻芏嗳秉c(diǎn)，諸如施工麻煩、降低涂層與機(jī)體的結(jié)合力等。
面漆層的主要目的是增加產(chǎn)品的光澤，用于涂層的*外層。
2、涂裝方法
涂裝的方法很多，主要有刷漆法、浸漆法、空氣噴涂法、高壓無氣噴涂法、靜電噴漆法和電泳涂裝法等。
3、涂層的配裝和對(duì)產(chǎn)品材料的要求在涂料施工中，很少采用單層涂層，因?yàn)檫@樣的不到均勻無孔的涂層。常采用底漆層加面漆層，根據(jù)需要還可以添加中間層、封閉面漆層外的罩光層。底漆層對(duì)被涂工件要有良好的附著力，對(duì)面漆層要很好的結(jié)合力，并要具備防銹能力。底漆層和面漆層的配套原則如下：
1）*好是烘干型底漆層與烘干性面漆配套；自干型底漆與自干型面漆配套；同基漆的底漆與面漆配套。
2）當(dāng)選用強(qiáng)溶劑的面漆時(shí)，如：硝基漆，過氯乙烯漆等，底漆層必須能耐強(qiáng)溶劑不被咬起，如醇酸漆、環(huán)氧漆等。
3）底漆和面漆要有大致相近的硬度、伸張程度。
4）發(fā)揮型漆料在固化型底漆上配套時(shí)，耐溫?zé)嵝圆睢?br>
5）底漆的油度比面漆的油度要短一些，否則面漆的耐侯性差，并且底漆面漆干燥收縮的不同，易造成各層龜裂。
6）采用多層異類涂層時(shí)，往往采用中間層，使漆基過渡，達(dá)到底層和面層良好的結(jié)合。
有機(jī)涂膜的附著力與產(chǎn)品材質(zhì)本性有關(guān)，按照附著力的大小，可將金屬排列如下：
鎳→鋼→銅→黃銅→鋁→錫→鉛
黑色金屬幾乎對(duì)所有類型的底漆都適用，而鎂鋁件及它們的合金，通常采用以鉻酸鋅為機(jī)體的鈍化底漆。工件表面*好進(jìn)行有效的前處理，使之生成一層磷化膜或氧化膜以提高機(jī)體與底漆的結(jié)合力。再選用附著力強(qiáng)的底漆。對(duì)于鋁件及鍍鋅件絕不能使用紅丹顏料的底漆，否則會(huì)引起電化學(xué)作用，使附著力下降。
