靜電噴涂技術的應用
1、前言
隨著現代工業的迅速發展，防腐蝕越來越顯得重要，防腐蝕應用比較普遍的有效方法之一，就是在設備表面涂上一層非金屬保護層，如油漆、涂料、樹脂等。一般采用涂刷或噴涂方法進行施工，但這幾種施工方法均存在效率低、浪費油漆太多和嚴重影響人體健康等缺點。針對這些缺點，近年來，靜電噴涂應用于生產，并獲得良好的效果。這種噴涂是現代噴涂中的一項新技術，它與普通刷漆、噴漆或機械噴涂相比有許多優點，它大大地改善了工人的勞動環境，不會或很少有漆霧飛揚在空氣中去，保證了工人的身體健康。
2、靜電噴涂的原理
靜電噴涂是根據電泳的物理現象，使霧化了的油漆微粒在直流高壓電場中帶上負電荷，并在靜電場的作用下，定向地被流向帶正電荷的工件表面，被中和沉積成一層均勻附著牢固的薄膜的涂裝方法稱為靜電噴涂法。
靜電噴涂分為空氣霧化式噴涂和旋杯霧化式噴涂兩種。
2.1 空氣霧化式噴涂
此噴槍和普通所用壓縮空氣噴槍噴涂相似，但其結構形式是截然不同的，整個噴槍除手柄、噴漆嘴和極針為金屬外，其它為尼龍制品，負高壓就接通在噴漆嘴和極針上，油漆在壓縮空氣的作用下，呈霧化狀態，由噴漆嘴射出，射至噴漆嘴口及極針處，電場的油漆霧化粒子，又受到不均勻強電場的分裂作用，而進一步的霧化并帶電，成為“離子漆粒群”。“離子漆粒群”在電場力壓縮空氣噴射力(同一方向)的同時作用下，向導極性工件表面吸附中和，這就構成了空氣霧化式靜電噴涂。
2.2 旋杯霧化式噴涂
旋杯式靜電噴涂是利用一個具有銳利邊緣高速旋轉的金屬杯，并在旋杯軸上接通負高壓靜電，則旋杯的內壁，由于旋轉，油漆受離心力的作用，向四周擴散，而抹成均勻的薄膜狀態，并向旋杯口流甩，流甩至旋杯口的油漆，又受到強電場力的分裂作用，進一步霧化為油漆微粒子。與此同時，油漆微粒亦獲得了電荷，成為負電荷漆粒，在電場力的作用下漆粒子群迅速向導極性工件吸附中和，于是油漆便均勻地牢固吸附在工件表面上，這樣就形成了靜電噴涂。
3、靜電噴涂的特點
靜電噴涂與空氣噴涂相比有如下特點：
⑴ 涂料利用率大幅提高
一般空氣噴涂時涂料的利用率僅為30%～50%，對多孔或網狀結構工件，涂料利用率還低于30%。而采用靜電噴涂，涂料粒子受電場作用力被吸附于工件表面，顯著減少了飛濺及回彈，涂料損耗大大減少，利用率提高1倍～2倍。
⑵ 提高勞動生產率
靜電噴涂適用于大批量生產，可多支噴槍同時噴涂，易于實現自動化流水作業，生產效率比空氣噴涂提高1倍～3倍。
⑶ 提高涂裝產品質量
由于帶電涂料微粒受電場力作用在工件上放電沉積，并依據電力線分布產生環抱效應。通過對噴槍的配置和噴涂參數的調節，可以獲得均勻、平整、光滑、豐滿的涂層，提高涂層的防護和裝飾效果。
⑷ 改善涂裝作業環境
空氣噴涂漆霧飛濺嚴重，作業環境很差。而靜電噴涂產生的漆霧飛濺很少，并且在噴漆室中進行，勞動條件大大改善。
⑸ 不適于非導體工件
對塑料、木材、橡膠、玻璃等非導體工件，必須要經過特殊處理使之導電后，才能進行靜電噴涂，否則不適用。
6 存在高壓火花放電危險
靜電噴涂是在高壓下進行作業，當工件晃動或因操作不當造成極間距離過近時，會引起高壓火花打火，有火災危險。因此靜電噴涂應特別注意安全，噴漆室設置滅火裝置極重要。
7 對涂料的電性能要求高
靜電噴涂對涂料的電性能要求較高，并易受環境溫濕度的影響，無把握時應先試驗。
4、靜電噴涂的設備及用途
4.1 高頻高壓靜電發生器
高頻高壓靜電發生器分高壓和低壓兩部分，它供給噴漆用的高電壓低電流，通過噴槍的極針或噴杯產生強大的電場。
4.2 噴槍
噴槍的手柄，噴嘴和極針或噴杯為金屬，其他均為尼龍制品。用尼龍的目的是電絕緣性好，它使噴漆時油漆霧化并將高頻高壓靜電發生器輸送來的高壓電通過噴槍的極針或旋杯，在噴槍與被噴工件之間形成電場。
4.3 油漆罐(壓力罐)
油漆罐為鐵制的，它是裝油漆用的，并通過壓縮空氣將油漆輸送到噴槍去。
4.4 空氣壓縮機
空氣壓縮機供給0.3～0.4MPa的壓縮空氣，所輸出的壓縮空氣必須通過油水分離器把水分除去。
4.5 空氣調壓閥
空氣調壓閥有兩只，一只裝在壓力罐上，輸入壓力為0.5MPa，輸出壓力為0.05～0.15MPa。另一只裝在噴槍前面的風管上，輸入壓力0.5MPa，輸出壓力0.3～0.4 MPa，其目的是使壓縮空氣的壓力穩定。
4.6 聚氯乙烯塑料軟管
聚氯乙烯塑料透明軟管直徑為5～6mm，耐壓在0.5MPa，它的特點是輕便、耐油漆，它是輸送壓縮空氣和油漆。
5、主要工藝條件
5.1 噴槍與電網的位置
電網起著回彈漆霧，減少油漆涂料消耗的作用，噴槍離電網不宜太近，一般以70cm以上為宜。
5.2 噴槍與工件的距離
噴槍與工件的距離直接影響電場強度，在保證質量和安全的前提下，盡量取近距離，以充分利用電場強度，一般為25～35cm。
5.3 電壓與電流
靜電噴涂輸入電壓為220伏交流電，輸出直流電壓的高低很關鍵，電壓愈高涂著力就愈高，一般為10～12萬伏，有時8～10萬伏亦可。工作電流一般為85毫安。
5.4 輸漆壓力和霧化壓力
通常要求氣壓高，漆粒細，速度快。但氣壓過高，則會破壞電力的作用。應根據所用油漆涂料品種、涂裝現場和待涂工件等的不同，而選擇相適應的漆壓和氣壓。若涂料中含有較高重質顏料，可采用較高的漆壓和氣壓；反之，則可降低漆壓和氣壓。一般情況下，輸漆壓力為0.12～0.24MPa，霧化氣壓為0.15～0.20MPa。
6、操作工藝
高頻高壓直電流，通過噴槍在噴物周圍形成強大的電磁場(噴槍接負極，被噴物接正極)， 油漆在壓力罐中由壓縮空氣送噴槍，在噴槍內借助另一股壓縮空氣壓力使之霧化，霧化了的油漆微粒進入電磁場中帶上了負電荷，因而定向飛到正電荷的被噴物表面。
輸入電壓(交流電)220伏
輸出電壓(高頻高壓直流電)10～12萬伏
工作電流85毫安
壓力罐風壓        0.08～0.1MPa
油漆霧化風壓      0.3～0.4 MPa
噴距              25～35cm
移動速度          靈活掌握
油漆粘度          19～21秒(4＃涂料杯)
由于一般的油漆均不導電，所以要用稀釋劑來調劑，在選擇稀釋劑時要考慮它們的導電性和蒸發速度。
7、應用效果
靜電噴涂所噴工件表面的漆層其均勻度、光澤度以及附著力均比普通手工噴漆尤佳。同時靜電噴漆不論是普通噴漆、油性和磁性的調和漆、過氯乙烯漆、氨基樹脂漆、環氧樹脂漆等都可以噴，操作簡單，且比一般氣噴能節省50％左右的油漆。
8、注意事項
根據工作物的大小可用大小口徑不同的槍頭，一般來說，噴小面積的可用5～6毫米口徑的槍頭，若大面積可采用6毫米以上口徑的槍頭。油漆種類不同，它的比重也不同，若比重大的可加大風壓，但風壓不能超過電磁場的強度。靜電發生器不僅能用來噴漆，還可代替高頻火花檢驗器，解決塑料襯里之類的施工問題，也可用來噴水泥和噴塑料等工作。在進行靜電噴涂時，還應注意懸掛工件與地面的距離必須在1米以上，而工件與工件之間的距離在互不碰撞的前提下，距離愈小愈好。噴槍的轉度也很重要，一般旋風式噴槍轉速為800轉/分，而旋杯式噴槍的轉速必須大于1000轉/分。為提高靜電噴涂的效率，常常同時使用兩支或兩支以上的噴槍進行噴涂。此時因帶有相同電荷的漆霧互相排斥，影響涂膜質量，所以兩支噴槍的間距至少1米。但若兩支噴槍不在同一平面作業時，相隔可以近一些。
此外，因靜電噴涂所用的直流電壓高達10萬伏，稍有不慎就會出事故，因此，必須注意操作安全。
9、結語
主要在于適應范圍廣，可以噴涂不同類型的油漆涂料產品，和氣噴相比，可節約50％左右的稀釋劑，可提高涂裝效率10倍以上，不會或很少有漆霧飛散到空氣中，同時可提高涂膜質量，極大的改善了涂裝現場的衛生條件，有助于保障噴漆工人的健康。