涂装工艺与设备课件.ppt

1、2022年10月5日星期三涂装工艺与设备涂装工艺与设备粉末涂装的特点粉末涂料涂装的特点省资源省资源节能节能低公害低公害生产效率高生产效率高粉末涂装与溶剂型涂料涂装的比较涂装前处理涂装前的表面处理粉末涂装的前处理要求与涂漆件相同粉末涂装的前处理要求与涂漆件相同v包括包括除油、除锈、磷化（氧化、表调、钝化封闭）除油、除锈、磷化（氧化、表调、钝化封闭）粉末涂装对金属工件的表面除锈要求较高粉末涂装对金属工件的表面除锈要求较高v锈蚀产物可以在漆膜下继续扩展，加速漆膜的失效锈蚀产物可以在漆膜下继续扩展，加速漆膜的失效对表面前处理的要求需和涂膜的品质要求相一对表面前处理的要求需和涂膜的品质要求相一致致粉末涂

2、装方法粉末涂装方法流化床涂装流化床涂装熔射法涂装熔射法涂装静电涂装静电涂装其它其它v摩擦静电喷涂法摩擦静电喷涂法v静电流化床涂装法静电流化床涂装法v静电热喷涂法静电热喷涂法v真空吸涂法真空吸涂法v粉末电泳涂装粉末电泳涂装vUV（光固化）涂装技术（光固化）涂装技术See you！粉末涂料与溶剂型涂料的涂装特点比较项项 目目粉末涂料粉末涂料涂装涂装 溶剂型溶剂型涂料涂装涂料涂装 项项 目目粉末涂料粉末涂料涂装涂装溶剂型溶剂型涂料涂装涂料涂装一次涂装涂膜厚度一次涂装涂膜厚度/m50-50010-30粉尘污染粉尘污染有，但少有，但少没有没有薄涂性能薄涂性能难难易易粉尘爆炸问题粉尘爆炸问题有，但不有，但

3、不大大没有没有厚涂性能厚涂性能易易难难涂装劳动生产效率涂装劳动生产效率高高一般一般涂装线自动化涂装线自动化易易难难专用涂装设备专用涂装设备需要需要不需要不需要喷溢涂料的回收利用喷溢涂料的回收利用可以可以不可以不可以专业生产操作技术专业生产操作技术不需要不需要需要需要涂膜性能涂膜性能好好一般一般涂料调色和换色涂料调色和换色麻烦麻烦简单简单溶剂带来的大气污染溶剂带来的大气污染没有没有有有溶剂（能源）浪费溶剂（能源）浪费没有没有有有溶剂带来的火灾危险溶剂带来的火灾危险没有没有有有涂料运输方便程度涂料运输方便程度方便方便不方便不方便溶剂带来的毒性溶剂带来的毒性没有没有有有涂料的储存涂料的储存比较方便比

4、较方便不方便不方便流化床涂装原理是以均匀分布的细散空气流通过粉末层，使粉末微粒翻是以均匀分布的细散空气流通过粉末层，使粉末微粒翻动呈动呈流态化流态化，气流和粉末建立平衡后，保持一定的界面，气流和粉末建立平衡后，保持一定的界面高度，将需涂覆的工件预热后放入粉末中，获得均匀涂高度，将需涂覆的工件预热后放入粉末中，获得均匀涂层，然后加热固化成膜层，然后加热固化成膜流化床涂装固体流态化过程：固体流态化过程：固定床阶段固定床阶段流化床阶段流化床阶段气流输送阶段气流输送阶段特点：特点：1.流体速度小流体速度小2.流体从粉末颗粒间隙穿过流体从粉末颗粒间隙穿过3.有松动倾向，但颗粒仍相互有松动倾向，但颗粒仍相

5、互 接触接触4.粉层高度不发生变化粉层高度不发生变化特点：特点：1.流体速度介于临界速度与极流体速度介于临界速度与极 限速度之间限速度之间2.粉末颗粒呈现浮动状态粉末颗粒呈现浮动状态3.粉层高度随流体速度增加而粉层高度随流体速度增加而 增加增加4.床内压强不变床内压强不变特点：特点：1.流体速度大于极限速度流体速度大于极限速度2.粉末随流体迁移出流化床粉末随流体迁移出流化床流化床涂装原理是以均匀分布的细散空气流通过粉末层，使粉末微粒翻是以均匀分布的细散空气流通过粉末层，使粉末微粒翻动呈流态化，气流和粉末建立平衡后，保持一定的界面动呈流态化，气流和粉末建立平衡后，保持一定的界面高度，将需涂覆的工

6、件预热后放入粉末中，获得均匀涂高度，将需涂覆的工件预热后放入粉末中，获得均匀涂层，然后加热固化成膜层，然后加热固化成膜流化床涂装流化床涂装流化床特点流化床中的两相流动流化床中的两相流动v导致床层内各处的温度和浓度均匀一致导致床层内各处的温度和浓度均匀一致v传热、传质推动力下降，使反应进展不易完成传热、传质推动力下降，使反应进展不易完成具有类似液体的特性具有类似液体的特性v服从阿基米德定律服从阿基米德定律v床层面维持水平状态床层面维持水平状态v具有溢流特性具有溢流特性v具有连通效应具有连通效应v床面间的压差符合流体静力学原理床面间的压差符合流体静力学原理流化床涂装流化床的不正常现象腾涌现象腾涌现

7、象沟流沟流流化床涂装流化床的优缺点优点优点v床层温度分布均匀床层温度分布均匀v流化床内的传热及传质速率高流化床内的传热及传质速率高v床层和金属器壁之间的传热系数大床层和金属器壁之间的传热系数大 v床与床之间颗粒可连续循环，这样使得大型反应器中床与床之间颗粒可连续循环，这样使得大型反应器中生产的或需要的大量热量有传递的可能性生产的或需要的大量热量有传递的可能性v为小颗粒或粉末状物料的加工开辟了途径为小颗粒或粉末状物料的加工开辟了途径 流化床涂装流化床的优缺点缺点缺点 v颗粒的返混现象使得在床内颗粒停留时间分布不均，因而影响颗粒的返混现象使得在床内颗粒停留时间分布不均，因而影响产品质量。另一方面，

8、由于颗粒的返混造成反应速度降低和副产品质量。另一方面，由于颗粒的返混造成反应速度降低和副反应增加反应增加v由于气泡的存在，床内气流不少以气泡状态流经床层和固体接由于气泡的存在，床内气流不少以气泡状态流经床层和固体接触不均匀，若气相是加工对象，也影响产品的均匀性和转化率触不均匀，若气相是加工对象，也影响产品的均匀性和转化率的降低。的降低。v颗粒流化时，相互碰撞，脆性固体材料易成粉末而为气体夹带，颗粒流化时，相互碰撞，脆性固体材料易成粉末而为气体夹带，除尘要求高且损失严重。除尘要求高且损失严重。v由于固体颗粒的磨损作用，管件和容器的磨损严重，设备更新由于固体颗粒的磨损作用，管件和容器的磨损严重，设

9、备更新要求高。要求高。v不利于高温操作，由于流态化要求颗粒必须是固态，由于高温不利于高温操作，由于流态化要求颗粒必须是固态，由于高温下颗粒易于聚集和粘结，因而不能在高温下操作，从而影响了下颗粒易于聚集和粘结，因而不能在高温下操作，从而影响了产物的生成速度产物的生成速度流化床涂装流化床涂装流化床涂装的主要设备流化床涂装振动流化床结构示意图振动流化床结构示意图流化床涂装流化床涂装的工艺工艺流程工艺流程v工件预热工件预热工件预热温度一般高于粉末涂料熔化温度工件预热温度一般高于粉末涂料熔化温度30-60过高过低都易出现质量问题过高过低都易出现质量问题v流化床浸涂流化床浸涂工件浸沉入粉层后应保持运动工件

10、浸沉入粉层后应保持运动放入方式对涂层质量影响较大放入方式对涂层质量影响较大流化床涂装工件工件前处理前处理预热预热浸涂浸涂固（塑化）固（塑化）冷却冷却成品成品流化床涂装涂膜常见问题涂层不均匀涂层不均匀v工件形状对流化床的粉末流化状态的影响工件形状对流化床的粉末流化状态的影响v浸涂时间长短，主要造成上下的流挂浸涂时间长短，主要造成上下的流挂v由于流化床的粉末流化状态不佳造成涂膜的不均匀由于流化床的粉末流化状态不佳造成涂膜的不均匀涂层厚度不够涂层厚度不够v工件预热不够工件预热不够v浸涂时间短浸涂时间短附着力不够附着力不够v前处理不达标前处理不达标v工件预热温度不够工件预热温度不够v工件预热太过工件预

11、热太过流化床涂装流化床涂装原理又称火焰喷涂法又称火焰喷涂法压缩空气将粉末涂料从火焰喷嘴中心吹出压缩空气将粉末涂料从火焰喷嘴中心吹出粉末涂料以高速通过喷嘴外围喷出的火焰区域粉末涂料以高速通过喷嘴外围喷出的火焰区域以熔融状态喷射黏附到工件表面以熔融状态喷射黏附到工件表面熔射法涂装7-冷却空气；8-燃料气体；9-树脂粉末；10-火焰喷枪头；11-熔融树脂；12-涂膜；13-被涂物熔射法涂装特点设备简单，价格低廉，设备简单，价格低廉，可以在工作现场施工操作可以在工作现场施工操作可以得到厚膜可以得到厚膜可在湿度大和低温条件下操作可在湿度大和低温条件下操作涂膜厚度不易控制涂膜厚度不易控制施工现场涂料飞扬较

12、多，需增加积尘装置施工现场涂料飞扬较多，需增加积尘装置对大件以及表面较为复杂的工件进行涂装过程对大件以及表面较为复杂的工件进行涂装过程中，质量较难于保证中，质量较难于保证熔射法涂装静电粉末涂装原理电晕放电电晕放电静电粉末喷涂静电粉末涂装原理电晕放电电晕放电粉末充电粉末充电静电粉末喷涂静电粉末涂装原理电晕放电电晕放电粉末充电粉末充电粉末的吸附粉末的吸附静电粉末喷涂静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂电压v在一定范围内，粉末附着量与喷涂电压成正比在一定范围内，粉末附着量与喷涂电压成正比v电压超过电压超过90kV时，粉末附着量反而随喷涂电压增大时，粉末附着量反而随喷涂电压增大而下降。而下降。v随

13、喷涂时间的增加，电压对粉层厚度增长率影响变小随喷涂时间的增加，电压对粉层厚度增长率影响变小v喷涂距离增大时，电压对粉层厚度的影响变小喷涂距离增大时，电压对粉层厚度的影响变小v喷涂电压控制在喷涂电压控制在60-80kV为佳为佳静电粉末喷涂静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂电压喷涂距离喷涂距离v喷涂电压不变时，喷涂距离增大，电场强度喷涂电压不变时，喷涂距离增大，电场强度E将减小将减小vE值对膜厚的影响非常的大值对膜厚的影响非常的大静电粉末喷涂喷涂距离/mm沉积效率/%喷涂条件250100喷粉量60g/min30090喷涂时间20s40056喷涂电压90kV喷涂距离与沉积效率的关系喷涂距离与沉

14、积效率的关系静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂电压喷涂距离喷涂距离供粉气压供粉气压v在其它条件都一定的在其它条件都一定的情况下，供粉器的供情况下，供粉器的供粉气压增大，沉积效粉气压增大，沉积效率下降率下降静电粉末喷涂供粉气压与沉积效率的关系供粉气压与沉积效率的关系供粉气压（MPa）沉积效率（）喷涂条件0.05100喷涂距离喷涂距离250mm0.0797喷粉量喷粉量60g/min0.194喷涂时间喷涂时间 20s0.1588喷涂电压喷涂电压90kV0.284环氧粉末环氧粉末涂料涂料Why静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂电压喷涂距离喷涂距离供粉气压供粉气压喷粉量喷粉量v粉层厚度的初始

15、增长率与喷粉量成正比粉层厚度的初始增长率与喷粉量成正比v随时间的增加，喷粉量对粉层厚度增长率的影响不仅随时间的增加，喷粉量对粉层厚度增长率的影响不仅变小，还会使沉积效率下降变小，还会使沉积效率下降v一般喷涂施工中喷粉量控制在一般喷涂施工中喷粉量控制在100-200g/min静电粉末喷涂静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂电压喷涂电压喷涂距离喷涂距离供粉气压供粉气压喷粉量喷粉量粉末特性影响静电粉末喷涂涂敷工艺性能粒度备 注大小粉末流动性粉末流动性变差变差涂敷性涂敷性中间粒度好中间粒度好被吹散的倾向被吹散的倾向易飞散易飞散喷枪的堵塞喷枪的堵塞易堵塞易堵塞膜厚膜厚变薄变薄静电粉末涂装静电喷涂工艺参数喷涂

16、电压喷涂电压喷涂距离喷涂距离供粉气压供粉气压喷粉量喷粉量粉末特性影响粉末体积电阻体积电阻小易于放出电荷，粉末颗粒易于脱落体积电阻小易于放出电荷，粉末颗粒易于脱落处在高体积电阻时，粒子电荷不易放出，难于获得较厚处在高体积电阻时，粒子电荷不易放出，难于获得较厚的涂层的涂层介于二者体积电阻值之间的涂料，施工性能好，在此范介于二者体积电阻值之间的涂料，施工性能好，在此范围内的低电阻值可获得厚度膜围内的低电阻值可获得厚度膜静电粉末喷涂静电粉末涂装粉末静电喷涂设备系统结构静电粉末喷涂压缩空气压缩空气空气净化系统空气净化系统供粉器供粉器静电喷枪静电喷枪高压静电发生器高压静电发生器工件预处理工件预处理粉末喷漆

17、室粉末喷漆室粉末回收系统粉末回收系统摩擦静电喷涂原理通过粉体与喷枪以及粉体之间的摩擦使粉末颗粒带电通过粉体与喷枪以及粉体之间的摩擦使粉末颗粒带电特点能较好的克服屏蔽能较好的克服屏蔽可获得较厚涂层，不产生反电离现象可获得较厚涂层，不产生反电离现象设备简单设备简单对粉体有选择性对粉体有选择性喷枪粉体通道小，气压控制要求高喷枪粉体通道小，气压控制要求高防潮、压缩空气要干燥防潮、压缩空气要干燥喷粉量不能过大喷粉量不能过大摩擦静电喷涂光固化涂装技术UV光固化涂料的发展国外国外v1968年年Bayer研发了第一代研发了第一代UVCC木器涂料木器涂料v全球年增长率保持全球年增长率保持1015v欧、美、日三地

18、欧、美、日三地UVCC产量占全球产量占全球UVCC市场市场95的的份额份额v全球涂料市场，全球涂料市场，UVCC占其它涂料产品份额为占其它涂料产品份额为15，预计到预计到2015年达到年达到30光固化涂装技术光固化涂装技术UV光固化涂料的发展国外国外国内国内v我国于我国于70年代开始研发年代开始研发UVCCv80年代，发展缓慢年代，发展缓慢v90年代，得到快速的发展年代，得到快速的发展v目前目前UVCC的产量年增长率为的产量年增长率为4060，是全球发展，是全球发展最快的地区最快的地区光固化涂装技术原理以以UV引发涂料聚合固化引发涂料聚合固化特点适合于透明液体涂料适合于透明液体涂料粉末涂装中对

19、粉末涂料的配方具有特殊的要求粉末涂装中对粉末涂料的配方具有特殊的要求固化温度低，对底材要求不高固化温度低，对底材要求不高固化时间较短固化时间较短能耗少能耗少不含不含VOC物质，环境友好性高物质，环境友好性高资源利用率高资源利用率高光固化涂装技术 5E原则原则Efficiency (高效高效)Energy Saving (节能节能)Enabling (适应性广适应性广)Economy (经济经济)Environmental Friendly (环境友好环境友好)UV涂料的组成光引发剂光引发剂(35%)预聚物预聚物(4060%)活性稀释剂活性稀释剂(4060%)助剂助剂(0.21%)光固化涂装技术

20、光固化涂装技术涂装工艺设备光固化涂装技术表表面面处处理理静静电电涂涂装装熔熔融融流流平平UV固固化化检检验验成成品品供粉器将粉末涂料连续、均匀、定量地供给喷粉枪种类横向抽吸式流化床供粉器横向抽吸式流化床供粉器纵向抽吸式流化床供粉器纵向抽吸式流化床供粉器供粉器供粉器供粉器供粉器供粉器高压静电发生器供给喷枪所需的高压静电种类种类v电子管式电子管式v晶体管式晶体管式v微处理式微处理式高电压高电压低电流低电流自动保护电路自动保护电路高压静电发生器高压静电发生器静电喷枪静电喷枪静电喷枪静电喷枪静电喷枪静电喷枪粉末喷涂室与粉末回收系统喷涂操作的场所要求具有合适的大小具有合适的大小良好的空气流通方式良好的空

21、气流通方式便于清洗和换色便于清洗和换色便于粉末回收便于粉末回收空气流通方式向下吸走向下吸走水平吸走水平吸走底部吸走底部吸走粉末喷漆室粉末喷漆室粉末喷涂室与粉末回收系统粉末喷漆室粉末喷漆室流化床涂装特点设备简单，价格低廉，设备简单，价格低廉，可以在工作现场施工操作可以在工作现场施工操作可以得到厚膜可以得到厚膜可在湿度大和低温条件下操作可在湿度大和低温条件下操作涂膜厚度不易控制涂膜厚度不易控制施工现场涂料飞扬较多，需增加积尘装置施工现场涂料飞扬较多，需增加积尘装置对大件以及表面较为复杂的工件进行涂装过程对大件以及表面较为复杂的工件进行涂装过程中，质量较难于保证中，质量较难于保证熔射法涂装固体流态化

22、随自下而上通过固体的流体的流速不同，会随自下而上通过固体的流体的流速不同，会出现不同的流化状态出现不同的流化状态固定床固定床流化床流化床固定床固定床临界流化床临界流化床流化床流化床沸腾床沸腾床输送床输送床光引发剂光引发剂的引发作用机理光引发剂的引发作用机理光引发剂光引发剂的引发作用机理光引发剂的引发作用机理光引发剂的种类光引发剂的种类自由基型自由基型阳离子型阳离子型可见光型可见光型水溶性型水溶性型高分子型高分子型光引发剂光引发剂的引发作用机理光引发剂的引发作用机理光引发剂的种类光引发剂的种类自由基型自由基型阳离子型阳离子型可见光型可见光型水溶性型水溶性型高分子型高分子型1.1.裂解型自由基光引

23、发剂裂解型自由基光引发剂2.2.提氢型自由基光引发剂提氢型自由基光引发剂光引发剂光引发剂的引发作用机理光引发剂的引发作用机理光引发剂的种类光引发剂的种类自由基型自由基型阳离子型阳离子型可见光型可见光型水溶性型水溶性型高分子型高分子型阳离子光引发剂的机理：阳离子光引发剂的机理：吸收紫外光后，发生光解产生吸收紫外光后，发生光解产生超强质子酸，从而引发阳离子预聚超强质子酸，从而引发阳离子预聚物和活性稀释剂阳离子聚合。物和活性稀释剂阳离子聚合。芳基重氮盐芳基重氮盐二芳基碘鎓盐二芳基碘鎓盐三芳基硫鎓盐三芳基硫鎓盐芳基茂铁盐芳基茂铁盐光引发剂光引发剂的引发作用机理光引发剂的引发作用机理光引发剂的种类光引发

24、剂的种类自由基型自由基型阳离子型阳离子型可见光型可见光型水溶性型水溶性型高分子型高分子型樟脑醌樟脑醌钛茂钛茂可见光引发剂可见光引发剂 UVCC UVCC光引发剂一般对波长在光引发剂一般对波长在300300400nm400nm的紫外光敏感的紫外光敏感,可见光引发剂对可见光引发剂对500nm500nm以上的可见光敏感。以上的可见光敏感。应用于信息、计算机、激光技术等应用于信息、计算机、激光技术等领域。领域。预聚物特点特点主要成膜物质主要成膜物质分子量大，粘度高分子量大，粘度高对涂膜性能起决定作用对涂膜性能起决定作用种类种类不饱和聚酯不饱和聚酯环氧丙烯酸酯环氧丙烯酸酯聚氨酯丙烯酸酯聚氨酯丙烯酸酯聚氨

25、酯丙烯酸酯聚氨酯丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯聚醚丙烯酸酯聚醚丙烯酸酯预聚物发展的方向预聚物发展的方向：1.1.有机硅预聚物有机硅预聚物 2.2.有机氟预聚物有机氟预聚物 3.3.低粘度预聚物低粘度预聚物 4.4.水溶性预聚物水溶性预聚物活性稀释剂现有稀释剂种类现有稀释剂种类单官能度单官能度v苯乙烯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、N乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮、单官能单官能度丙烯酸酯等度丙烯酸酯等二官能团二官能团vTPGDA(三缩丙二醇二丙烯酸酯三缩丙二醇二丙烯酸酯)vHDDA(己二醇二丙烯酸酯己二醇二丙烯酸酯)vNPGDA(戊二醇二丙烯酸酯戊二醇二丙烯酸酯)等。等。三官能团三官能团vT

26、MPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)vPETA(季戊四醇三丙烯酸酯季戊四醇三丙烯酸酯)活性稀释剂活性稀释剂的发展方向：活性稀释剂的发展方向：烷氧基化烷氧基化v乙氧基化乙氧基化 (CH2CH2O)v丙氧基化丙氧基化 (CH2CH2CH2O)烯基醚化烯基醚化v乙烯基醚化乙烯基醚化(CH2CHO)、v丙烯基醚化丙烯基醚化(CH2CHCH2O)特点特点粘度低粘度低稀释能力强稀释能力强活性高活性高毒性低毒性低助剂消泡剂消泡剂具有铺展、渗透性具有铺展、渗透性降低气泡膜的表面张力降低气泡膜的表面张力流平剂流平剂提高涂料的流动性提高涂料的流动性v克服涂膜的缩空、针孔、克服涂膜的缩空、针孔、橘皮、流挂等弊病橘皮、流挂等弊病润湿、分散剂润湿、分散剂用来提高颜料在涂料中的悬浮稳定性用来提高颜料在涂料中的悬浮稳定性