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無氣噴涂的分類及介紹

日期: 2022-07-16
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一、高壓無氣噴涂

高壓無氣噴涂是目前較先進的噴涂技術。它利用特殊形式的氣動、電動或液動力驅動的涂料泵,將涂料增至高壓后通過狹窄的噴口噴射,使涂料形成極細的扇形霧狀,高速噴向工件表面形成涂膜。

通常,在高壓無氣噴涂過程中,涂 料經過加壓泵加壓 (0.14~0.69MPa),通過特 制 的 硬 質 合 金 噴 嘴 (0.17~ 1.8mm)噴出,其速度非常高。當高壓漆流離開噴嘴進入大氣后,隨著沖擊空 氣和高壓的急劇下降,涂料內溶劑劇烈 膨脹而分散霧化,高速地涂覆在被涂工件上。

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無氣噴涂的分類及介紹

高壓無氣噴涂設備

1—動力源 2—柱塞泵 3—涂料容器 4—蓄壓器 5—輸漆管 6—噴槍

1.高壓無氣噴涂設備的分類

1)以動力源分為氣動式 (壓縮空氣)、電動式 (電動機) 和內燃式 (汽 油機)三種類型。

2)以單位時間噴涂量分為大型、中型和小型三種類型 (10L/min為大型,2~8L/min 為中型,1~2L/min為小型)。

3)以壓力分為高壓和超高壓兩種類型。

4)以料的組分分為單組分和雙組分兩種類型。

5)以工藝分為靜電型和加熱型兩種類型。

6)以操作分為固定式、移動式和手提式三種類型。

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2.高壓無氣噴涂的優點

1)高壓無氣噴涂比一般噴涂的生產率可提高幾倍到十幾倍。

2)高壓無氣噴涂的漆霧比空氣噴涂少,反沖力小,工件邊角涂膜均勻,涂料利用率高,且減少了漆霧的污染,適用于高固體含量、高黏度涂料的噴涂,一次可形成較厚的涂膜。

3)由于漆流中沒有空氣,避免了因壓縮空氣含有水分、油污、塵埃等雜質而引起的涂膜缺陷。涂膜附著力好,即使在縫隙、棱角處也能形成良好的涂膜。

4)涂料可直接從大包裝桶汲取,操作可連續,槍不帶壺,質量較小。

5)適用于多種基材與不同黏度的涂料,可根據工件、基材與涂料黏度來變換噴射口大小和角度。

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3.高壓無氣噴涂的缺點

1)操作時噴霧的幅度和噴出量不能方便地調節,必須更換噴嘴才能達到調節的目的。

2)涂料損耗大,對環境有一定的污染,不適宜用于噴涂面積較小的物件。

3)出漆速度過快,厚度不易控制,費料。

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4.高壓無氣噴涂設備的參數選擇

(1)噴涂壓力

它是高壓無氣噴涂時重要的技術參數。噴涂壓力應低于該噴涂設備所允許的最高壓力。雖然提高噴涂壓力可以增加涂料噴出量,在一定范圍內可提高噴涂效率,但壓力過高,對高壓無氣噴涂設備來說,會造成設備過早磨損,影響使用壽命。

(2)噴嘴

高壓無氣噴涂設備噴嘴孔徑的大小決定了流量的大小,通過對噴嘴孔徑和噴幅 (或噴射角度)大小的選擇,可獲得規定厚度的涂層和合適的噴涂效率。各廠商生產的噴嘴都有一系列的規格型號,從型號可以看出噴嘴的孔徑 (或流量)、噴嘴的噴幅與噴射角。

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二、空氣輔助無氣噴涂

高壓無氣噴涂的局限性可借助空氣輔助系統來彌補,可克服出料過快、厚度不易控制等缺點??諝廨o助無氣噴涂利用無氣噴涂的噴嘴和空氣噴涂的氣帽,讓少量低壓空氣進入氣帽兩側,產生均勻的噴幅,使漆霧變得非常柔軟細膩,可獲得較高的噴涂效率和優異的裝飾效果,而且涂料浪費最少。該方法綜合了空氣噴涂與無氣噴涂兩者的優點,適用于噴涂一些固體含量較高的優質涂料,在不銹鋼基材、鋼木結構行業頗受歡迎。

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空氣輔助無氣噴涂消耗的空氣量比空氣噴涂低得多,僅為 28.32-74.96L/s;而且采用的流體壓力比無氣噴涂低,從而最大限度地降低了過噴量,提高了涂著率和節省了涂料。

空氣輔助高壓無氣噴涂工作原理與高壓無氣噴涂基本相同,只是工作壓力較低,并在泵及噴槍上設有助噴空氣分配及控制裝置,在噴槍噴嘴外周設有助噴空氣噴孔,使助噴空氣能包在漆霧的外面,起到輔助霧化的作用。由于工作壓力的降低,出漆量和出漆速度減小,在助噴空氣的作用下,漆霧變得非常的柔軟和細膩??諝廨o助型無氣噴槍獨特的部件是無氣流體噴嘴和空氣槍帽。無氣流體噴嘴是用來霧化涂料的,在較低的流速壓力條件下(一般低于6894.76kPa),形成扇形噴幅,可獲得良好的霧化效果,但噴幅卻不令人滿意,因為有流掛現象存在。為了減少流掛,并輔助霧化,引入了低壓空氣,壓力一般在34.47-127.89kPa之間。

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輔助空氣穿過位于特殊空氣槍帽上的噴氣孔,被導入無氣噴涂扇形噴幅上,使流掛減少并使噴幅得以完全??諝廨o助無氣噴涂形成的噴幅是一個完整的噴幅,霧化良好,過噴現象減少。由于空氣輔助噴涂比無氣噴涂的流體壓力低,并低于空氣噴涂要求的空氣壓力,因此空氣湍流小、粒子速度較低。進入無氣液流的壓縮空氣,在較低流體壓力下輔助涂料的分?;蜢F化,由于噴涂粒子的速度比空氣噴涂的低,可形成松軟噴涂,同時涂膜質量也比無氣噴涂好。這種噴涂系統的優點是節省涂料,具有較高的涂著率,一般為 25% - 40%。

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三、靜電空氣輔助無氣噴涂

1、靜電空氣輔助無氣噴涂的特點

靜電空氣輔助無氣噴涂是將靜電引入空氣輔助無氣噴涂。靜電空氣輔助噴涂施工使用的是靜電噴槍。其工作原理與傳統方法一樣,也屬于松軟噴涂,涂料的反彈飛散少,比空氣噴涂消耗的空氣更少,將粒子推向工件的速度也低。與無氣噴涂比較,涂膜的質量更好,飛散也少,涂著率在三種靜電噴涂方法中最高,達到了 55% - 80%。

涂著率的高低取決于噴漆室的空氣流速、空氣壓力、涂料壓力等。靜電噴涂的特點是在空氣輔助無氣噴涂中引入靜電,具有涂著率高、噴涂更均勻、涂料反彈更少等優點。靜電的基本原理是帶負電荷的物體與帶正電荷的物體相互吸引。因此,在涂料粒子上加負電荷后,其結果是使這些粒子被吸引到接地工件上,從而提高涂著率,采用靜電噴涂法可以使涂著率提高一倍。靜電噴槍的特點是高電壓、低電流。任何靜電噴槍都必須使用限流電阻器來保證系統的安全。

空氣輔助無氣靜電系統使用限流裝置抑制電流,電源的電壓范圍為 70~100kV。噴嘴電壓總比電源電壓低,噴嘴電壓隨電源電壓、電流及系統電阻的變化而變化。

實際電流是由噴槍到被噴物體的距離和涂料導電性決定的。高電阻的涂料會降低實際電流值,提高噴嘴電壓,而高導電性的涂料將使實際電流升高并減少噴嘴電壓。噴嘴電壓越高,涂著率也就越高。

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2、靜電空氣輔助無氣噴涂的工作原理

在接地工件與噴槍之間加 7.5×104~1.0×105 V的直流高壓,產生一個靜電場。當帶同 樣極性電荷的涂料微粒通過一個特殊設計的噴嘴時,由一個傾斜的供料環形通道向多條細直 線通道供料,于是在細通道出口處形成無空氣霧化,在旋轉運動條件下產生渦流,從而產生一種軟性霧化良好的圓形噴云??諝廨o助無氣靜電噴槍利用的最大壓力為 2.5×105 Pa的壓縮空氣,加強了霧化過程,其霧化的涂料微粒被噴槍噴射到工件上時,經過相互碰撞均勻地沉積在工件表面。那些散落在工件附近的涂料微粒仍處在靜電場的作用范圍內,它會纏繞在工件的周圍,這樣,就涂到了工件所有的表面上。因此,噴涂工件時,不必從工件的每個方向來噴涂,即使是復雜的幾何形狀和隱蔽的位置,也只要一次噴涂就可噴好,如在噴涂柵欄、管道、小型鋼結構件、鋼管制品等工件時,最多可節省 80%的作業時間,涂料的利用率高達 90%,并可顯著提高涂膜表面的質量。靜電空氣輔助無氣噴涂由于具有以上優點,正逐步取代靜電空氣噴涂和靜電無氣噴涂。下表列出了三種靜電噴涂性能的比較結果。


三種靜電噴涂性能的比較結果

項  目

靜電空氣噴涂

靜電無氣噴涂

靜電空氣輔助無氣噴涂

涂膜外觀

 細密

 粗糙

 良好,無桔皮

涂著率

 好

 更好

 最好

涂料流量控制

 低到中

 高

 更多控制,更快覆蓋

過噴

 低

 少于空氣噴涂

 最少

噴幅調整

 有

 無

 有

設備壽命

 長

 噴嘴磨損率高,泵壽命短

 噴嘴磨損少,泵壽命比無氣型長

能耗

 使用大量空氣,霧化流體效率低

 效率良好

 最有效霧化,使用空氣少

噴涂作業間維護

 過噴最多和形成霧氣

 過噴較少,有涂料反彈

 過噴和霧氣最少


使用靜電空氣輔助無氣噴涂,可節約涂料40%,生產率提高,表面質量好;同時噴漆室因過噴和殘渣的減少而減少了清理工作量,涂膜的流掛也少,涂膜更為致密,有效地改善了工人的操作環境。

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3、生產中應注意的問題

(1)黏度 靜電噴涂對黏度很敏感,理想黏度為18~30s(涂-4杯)。

(2)電導率 以7~30MΩ·cm最合適。如電阻大,可在涂料中添加導電溶劑,高導電噴槍水性涂料無限制。

(3)吸風 要設吸風裝置。如果噴涂時無吸風裝置或風速小于0.2m/s,涂料噴射時會積淀或回彈;風速大于0.6m/s,會使粒子飛出靜電場而減弱纏繞粒子狀況。風速以0.4m/s 為佳。

(4)接地 接地不良時,工件充電后,電壓無回路,會因高電位、低電位放電而產生火花。

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四、 高壓無氣噴涂與空氣噴涂的比較

空氣噴涂和高壓無氣噴涂如下圖所示。由兩圖可以看出,空氣噴涂時氣體在邊角反沖使邊角不易噴到,涂料回彈多;高壓無氣噴涂直射邊角,涂料回彈少。高壓無氣噴涂時,起霧少,涂膜均勻一致,減少污染,節省涂料。

無氣噴涂的分類及介紹

左:空氣噴涂????????????? 右:高壓無氣噴涂

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空氣噴涂與高壓無氣噴涂的比較見下。


空氣噴涂與高壓無氣噴涂的比較

空氣噴涂

高壓無氣噴涂



 以潮濕、寒冷、帶油的空氣作為噴涂的動力,常引起在工作表面的灰色和涂膜不平

 因不用帶油或寒冷空氣作噴涂動力,故表面灰色和涂膜不平的現象不存在



 用壓縮空氣噴涂時,其漆霧是不可避免的,漆霧彌散于空氣中,造成嚴重的空氣污染

 無氣噴涂不用氣,所噴出的漆霧幾乎全部到達工件表面,幾乎無漆霧反彈,施工環境良好



 只有40%~50%涂料噴到工件上,其他彌散在空氣中,涂料損失嚴重,費用增加

 80%以上涂料被利用,涂料損失少,涂料利用率提高

30%以上



 不能使用黏度太高的涂料[一般黏度(涂-4杯)在 23s下],消耗溶劑多,溶劑揮發和漆霧飛散損害操作者的身體健康

 黏度(涂-4杯)在35s以下的涂料無須稀釋即可直接用于噴涂,不存在外加稀釋劑的污染問題



 因強烈的氣流反沖,工作角落和凹凸不平處難于形成均勻的涂膜,造成厚此薄彼

 無氣流反沖,工件表面各處均可得到均勻的涂膜



 因涂料黏度小,一次噴涂難以獲得理想厚度的涂膜,須經多道噴涂完成,且稀釋漆料費料、費時

 高黏度涂料用于噴涂。一遍即可達到所需涂膜的厚度



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