5.5.2 影响静电涂装的因素有哪些?
(1)静电高压 静电喷涂效率与电压的关系如图5-19所示。电压升高有利于提高喷涂效率,但是当电压在60kV时,喷涂效率可达80%以上,再升高电压,效果不明显。高电压有利于涂料粒子带电,但也要考虑安全因素,防止击穿,一般电压控制在90kV左右。
(2)旋杯或旋盘的转速 在旋杯或旋盘式静电喷涂系统中,涂料的初期雾化程度主要靠高速旋转离心力的作用,进而在高压电场中进一步雾化,吸附到被涂物表面。与此同时涂料粒子在自身重力作用下要沉降,雾化粒子越细,沉降速度越小,而旋杯或旋盘转速越高,越有利于雾化。但转速过高对涂料粒子在电晕区充分荷电不利。因此要根据旋杯或旋盘的大小、电场强度、涂料的介电常数等确定合适的转速。
(3)喷枪与工件之间的距离 一般1cm间隔的空气能承载10kV电场作用,所以从理论上来说,如果电场强度为90kV,极间距至少为9cm,低于此值就有极间击穿,实际应用时必须取3倍的安全距离,一般喷涂距离为30~35cm为宜,距离过远会显著影响喷涂效率。喷涂距离与喷涂效率的关系如图5-20所示。

图5-19 静电喷涂效率与电压的关系

图5-20 喷涂距离与喷涂效率的关系
(4)涂料粘度 涂料粘度越高,雾化性能越差。增加涂料的固体含量会增加涂料粘度,但是涂层丰满光泽好,为此一般采用提高喷涂温度的方法解决这个矛盾,为此可使用30~40℃的恒温漆房。
(5)涂料的电性能 涂料粒子在电场中荷电荷的能力与涂料的电性能有关,其中最主要的参数为介电常数。普通涂料的介电常数很低,阻抗一般大于100MΩ。为了适应静电涂装,必须用介电常数较大的溶剂或专用静电稀释剂将阻抗调整到5~50MΩ,同时必须兼顾涂料的流平性,加入某些高沸点的溶剂,以控制溶剂的挥发速度。静电涂装常用溶剂的特性见表5-11。
表5-11 静电喷涂常用溶剂特性

(续)

(6)喷枪的布置 旋杯式静电喷涂的喷雾图形是中空圆环,为解决厚度不均问题,一般可配置多支喷枪,喷枪之间保持适当的间距,使它们的喷雾图形互相重叠,而获得均匀的涂层。
旋杯式静电涂装,其喷雾轨迹是中空状圆环,在工件形成涂层的截面分布情况如图5-21所示。为解决中控厚度不均问题,根据工件的具体条件,一般可配置多支喷枪加以解决,使它们的喷涂轨迹互相重叠,而获得厚度均匀的涂层,在此情况下,必须使枪与枪之间保持适当间距,一般可掌握它们的间距至少保持该喷枪喷幅宽度的1.5倍以上,如喷幅为400mm的喷枪,则喷枪间距至少为600mm,多喷枪布置示例如图5-22所示。

图5-21 静电涂装喷雾轨迹及厚度分布状况

图5-22 多喷枪布置示例
①,②,③,④—静电喷枪
(7)极针的配置 漆雾有可能被喷枪枪身及支架、操作者吸附,降低喷涂效率,这就是所谓的“反漆”现象。为了抑制“反漆”现象,通常在枪口的适当位置配置极针,极针同样带有负高压,与带负电的涂料粒子相互排斥,阻止了漆雾向反方向飞散。极针配置对喷雾轨迹的影响(正视)如图5-23所示。
(8)喷杯的口径 涂料粒子半径r与喷杯口径的关系如下(https://www.daowen.com)

式中 r——旋杯半径;
E——电场强度;
σ——涂料的表面张力;
ε——涂料的介电常数;
β——旋杯锥面与水平面的交角(见图5-24);
Wc——总喷涂量。

图5-23 极针配置对喷雾轨迹的影响(正视)

图5-24 旋杯解析图
由上式可见旋杯的半径愈大,则涂料粒子愈细,但随之中空区也就愈大,因此应根据实际情况,确定合适的旋杯口径。
(9)喷涂量 从上式可以看出,喷涂量愈小愈有利于雾化涂料粒子的微粒化,两者的关系如图5-25所示。一般要求在确保涂装质量和喷涂效率的前提下,来选择极限的喷涂量。
(10)工件的悬挂 工件悬挂是否合理,对喷涂效率影响很大,工件之间的间隔应尽量缩短,以互相不碰撞为原则。工件离地面、传送链及喷房内缘的距离应保持1m以上,否则会影响涂料在工件上的吸附。在挂钩处由于涂料的堆积,经烘烤后形成阻抗很高的绝缘层会显著降低喷涂效率,挂钩涂层绝缘阻抗如图5-26所示。另一方面由于表面电荷在挂钩处的大量积聚,还会引起对操作者电击的危险,所以必须定期清除挂钩上附着的涂料,最好每天施工完毕即进行清理,以保证挂钩的良好接地。

图5-25 喷涂量与涂料粒径的关系

图5-26 挂钩涂层绝缘阻抗
1—挂钩 2—附着涂层 3—工件吊具
上述诸多因素并不是互相孤立的,往往是互相制约的,必须综合考虑,此外,涂料的表面张力,涂料的输送方式等对喷涂效果也有影响。