静电喷涂

机械工程专业术语

静电喷涂是指利用电晕放电原理使雾化涂料在高压直流电场作用下荷负电，并吸附于荷正电基底表面放电的涂装方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。

工作原理

静电喷涂是根据静电吸引的原理，即以接地的被涂物作为正极，油料雾化器（即喷杯或喷盘）接高压电作为负极。

要涂油的带钢穿过上、下两根喷油梁，喷油梁用特制的铝合金制成，并固定在可调节的绝缘支臂上。喷油梁上的缝隙可均匀地调到0.2mm，在其内部开设有油槽，进油管接在中部，两根回油管分别接在两端。上、下喷油梁与带钢相隔一定的距离，喷油梁被设计成油在零压下流到喷油口。喷油梁通电，在喷油梁和接地的带钢之间产生一个高压静电场，在负极产生电晕放电，使喷出的油雾带负电。带电微粒受静电场的作用，沿电力线方向高效、均匀地吸附到穿过的带钢上，呈现独特的“环抱效果”。静电喷涂也可采用正极电晕放电，但负极性电晕放电的临界电压（起始电压）较正极性电晕放电低，较为稳定，安全且不易产生火花。

要求

静电喷涂的效果不仅取决于静电喷涂设备和管理水平，而且取决于所使用的涂料品种是否符合静电涂装的要求。静电涂装时，要求涂料的电阻率低，其数值为5～50MΩ·cm比较适宜。涂料的电阻率除与涂料中的树脂有关外，还与选用的溶剂组分有关。因此在实际涂装时。往往采用加入溶剂的办法来调整其电阻率的大小。

静电喷涂用涂料的电阻率要求低，而常用涂料的电阻率比较高。为了降低涂料的电阻率，常在涂料中添加适当极性的溶剂。

静电喷涂室内的风速也很重要。喷涂室内的排风主要用于排除在喷涂过程中产生的溶剂蒸气，使室内溶剂蒸气的含量在有机溶剂爆炸下限浓度以下，以确保施工安全。静电喷涂室风速应控制在0.3～0.7m/s，风速过大会影响喷涂效果。排风装置中应设置风速调节机构。

类型

静电喷涂的类型可分为纯静电雾化和有附加能的静电雾化两大类。

1)纯静电雾化方式

它是以旋杯式静电喷枪为代表。旋转式喷枪结构简单，不易阻塞，容易清洗；由于它属于机械离心式电雾化，对于涂料和溶剂的导电性要求低（当然导电性也要好）；有效面积大，吸附效率高，对涂层均匀性大为改善；雾化后涂料细致，表面平整、光滑。对于形状简单的工件较为适合。

它的缺陷是喷出的涂层有中心孔，对于形状较复杂的工件喷涂较困难，涂层不均匀或凹坑部位喷涂不上；由于各种颜料的带电本领特性不同，所以喷涂多种颜料配成的涂料时会出现颜色不均匀的现象。

2)有附加能的静电雾化方式

按附加能的种类不同，又分为两类空气雾化法和液压雾化法两类。旋风式喷枪和手提式静电喷枪都属于空气雾化，它们是借助于压缩空气和静电力的作用使涂料雾化的，所以能够喷涂形状较复杂或面积较大的物体。旋风式喷枪上的三个蛇形嘴可以调节，变更涂层直径较为方便，能减少甚至消除涂层中心孔现象，容易得到比较均匀的涂层。但由于空气雾化过程中溶剂易挥发，使涂膜易产生橘皮等弊病，所以对于溶液的要求非常高，比如要求低黏度而固体成分含量高，遮盖力好，溶剂挥发速度要慢，流动性能好等。另外，由于空气雾化时压力流动将带电的漆粒冲出了静电吸引力范围，这些溶粒就不可能涂覆在工件上，因而增加了涂料的流失。

液压雾化是高压无气喷涂加上静电喷涂设备的组合。它是借助于压力将漆液加压到较高的压力范围，然后从喷嘴小孔喷出，受到高压的涂料喷到大气中便立即剧烈膨胀雾化。

液压雾化与空气雾化方式相比，雾化状态比较好，喷出量大，涂装效率高，而对涂料的要求与空气雾化相似。

特点

(1)施工环境和劳动条件好。应用较多的固定式静电喷涂设备通常都是与悬式传送装置配套组成连续涂饰流水生产线的。在这种情况下，操作者的工作仅限于对涂饰工件的准备和装、卸以及对设备的调控和照管等，因此，与涂料直接接触的机会和体力劳动强度都大为减少。而且在高压静电场中喷涂时，漆雾的扩散也远不及气压喷涂或无气喷涂时那样多，这样就使涂饰环境的污染得到明显的改善。

(2)涂料利用率高。在高压静电场喷涂时，带有负电荷的涂料微粒，沿电力线方向被涂饰到工件表面上，因此，基本上没有涂料射流反弹和漆雾飞散现象，漆雾损失很小，涂料利用率可达到85%～90%以上。

(3)涂饰质量好。在严格遵守正确的操作规程实行静电喷涂时，由于高压静电场的作用，涂料微粒分散度高，在射流中分布也较均匀，因而在被涂饰工件表面形成的涂层也较平整、均匀，漆膜的光泽、附着力均较高。

(4)涂饰效率高。生产实践表明，在静电喷涂连续流水生产线上，传送带的运行速度可以达24m/min，远远超过其他的喷涂流水线。对于那些不可能采用淋涂、辊涂的框架结构的木制件如桌、椅、框等，静电喷涂的综合经济效益尤为明显。

静电喷涂法的缺点主要是火灾危险性大，特别是当喷距不当或操作失误而引起火花放电时，均易酿成火灾。因此必须有可靠的防火、防爆设施，严格遵守安全操作规程。此外，对于形状复杂或轮廓凹凸较深的表面，静电喷涂法难以获得均匀的涂层。

操作程序

(1)开机程序

1)先打开高压静电发生器低压开关，然后打开其高压开关，这时可见高压指示灯发亮，高压静电发生器中的绝缘油产生微小的波动。喷枪上的高压静电在使用前不需要测量。当需要判断喷枪是否有高压静电时，操作者可拿一根良好的绝缘棒，在棒的另一端缚上接地导线，当此导线逐渐靠近喷枪时，就会看到放电现象，拉弧长度为1cm，相当于电压为10kV，正常使用时拉弧长度一般为8～12cm。如果在喷涂室内进行静电喷涂，则打开高压静电发生器后任何人不要进入喷涂室，以免造成电击伤害。

2)开启压缩空气，这时喷枪就喷出漆雾，判断正常后关掉压缩空气（或输漆泵），待工件进入喷涂室时再开启压缩空气（或输漆泵）。

(2)停机程序

1)先关压缩空气（或输漆泵），停止输漆。

2)关高压静电发生器。

3)把输漆管放入溶剂桶内，用溶剂清洗管道。

应用

1)静电喷涂的应用范围日益扩大，从大型的铁路客车、汽车、拖拉机，到小型的工件、玩具以及家用电器等行业，都可采用静电喷涂技术。

2)静电喷涂也可与电泳涂装配套应用，即以电泳涂装工艺涂底漆，然后以静电喷涂工艺涂面漆，并实现涂装作业的连续化、自动化。这种配套施工工艺已在汽车制造业和自行车制造业中采用。

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