1 涂層雜質(zhì) 常見雜質(zhì)主要來源于噴粉環(huán)境中的顆粒，以及其他各種因素引起的雜質(zhì)，現(xiàn)概括如下。 1.1 固化爐內(nèi)雜質(zhì)。解決方法是用濕布和吸塵器徹底清潔固化爐的內(nèi)壁，重點(diǎn)是懸掛鏈和風(fēng)管縫隙處。如果是黑色大顆粒雜質(zhì)就需要檢查送風(fēng)管濾網(wǎng)是否有破損處，有則及時(shí)更換。 1.2 噴粉室內(nèi)雜質(zhì)。主要是灰塵、衣物纖維、設(shè)備磨粒和噴粉系統(tǒng)積垢。解決方法是每天開工前使用壓縮空氣吹掃噴粉系統(tǒng)，用濕布和吸塵器徹底清潔噴粉設(shè)備和噴粉室。 1.3 懸掛鏈雜質(zhì)。主要是懸掛鏈擋油板和一次吊具接水盤（材質(zhì)為熱鍍鋅板）被前處理酸、堿蒸氣腐蝕后的產(chǎn)物。解決方法是定期清理這些設(shè)施 1.4 粉末雜質(zhì)。主要是粉末添加劑過多、顏料分散不均、粉末受擠壓造成的粉點(diǎn)等。解決方法是提高粉末質(zhì)量，改進(jìn)粉末儲(chǔ)運(yùn)方式。 1.5 前處理雜質(zhì)。主要是磷化渣引起的大顆粒雜質(zhì)和磷化膜黃銹引起的成片小雜質(zhì)。解決方法是及時(shí)清理磷化槽和噴淋管路內(nèi)積渣，控制好磷化槽液濃度和比例。 1.6 水質(zhì)雜質(zhì)。主要是前處理所使用的水中含砂量、含鹽量過大引起的雜質(zhì)。解決方法是增加水過濾器，使用純水做為最后兩級(jí)清洗水。 2 涂層縮孔 2.1 前處理除油不凈或者除油后水洗不凈造成表面活性劑殘留而引起的縮孔。解決方法是控制好預(yù)脫脂槽、脫脂槽液的濃度和比例，減少工件帶油量以及強(qiáng)化水洗效果。 2.2 水質(zhì)含油量過大而引起的縮孔。解決方法是增加進(jìn)水過濾器，防止供水泵漏油。 2.3 壓縮空氣含水量過大而引起的縮孔。解決方法是及時(shí)排放壓縮空氣冷凝水。 2.4 粉末受潮而引起的縮孔。解決方法是改善粉末儲(chǔ)運(yùn)條件，增加除濕機(jī)以保證回收粉末及時(shí)使用 2.5 懸掛鏈上油污被空調(diào)風(fēng)吹落到工件上而引起的縮孔。解決方法是改變空調(diào)送風(fēng)口位置和方向。 2.6 混粉而引起的縮孔。解決方法是換粉時(shí)徹底清理噴粉系統(tǒng) 3 涂層色差 3.1 粉末顏料分布不均勻引起的色差。解決的方法是提高粉末質(zhì)量，保證粉末的L、a、b相差不大而且正負(fù)統(tǒng)一。 3.2 固化溫度不同引起的色差。解決方法是控制好設(shè)定溫度和輸送鏈速度，以保持工件固化溫度和時(shí)間的一致性和穩(wěn)定性。 3.3 涂層厚薄不均勻引起的色差。解決方法是調(diào)整好噴粉工藝參數(shù)和保證噴粉設(shè)備運(yùn)行良好以確保涂層厚度均勻一致 4 涂層附著力差 4.1 前處理水洗不徹底造成工件上殘留脫脂劑、鉻化渣或者水洗槽被堿液污染而引起的附著力差。解決方法是加強(qiáng)水洗，調(diào)整好脫脂工藝參數(shù)以及防止脫脂液進(jìn)入磷化后的水洗槽。 4.2 磷化膜發(fā)黃、發(fā)花或者局部無磷化膜而引起的附著力差。解決方法是調(diào)整好磷化槽液濃度和比例，提高磷化溫度。 4.3 工件邊角水分烘干不凈而引起的附著力差。解決方法是提高烘干溫度 4.4 固化溫度不夠而引起的涂層大面積附著力差。解決方法是提高固化溫度 4.5 深井水含油量、含鹽量過大而引起的附著力差。解決方法是增加進(jìn)水過濾器，使用純水做為最后2道清洗水?？傊?，粉末靜電噴涂技術(shù)及其應(yīng)用方法還有很多，在實(shí)踐中需要靈活運(yùn)用。 5 粉末涂層桔皮 5.1 粉末涂料桔皮外觀的判斷方法： （1）目測(cè)法 在此測(cè)試中，樣板置于雙管熒光燈下。通過適當(dāng)放置樣板可獲得樣板的反射光源。定性分析反射光的清晰度就可以從視覺上評(píng)估流動(dòng)和流平性質(zhì)。在流動(dòng)性差（桔皮）情況下，兩個(gè)熒光燈管看起來模糊，不清晰，而高流動(dòng)性產(chǎn)品則可獲得清晰的反射。 （2）“外形測(cè)量法” 在此方法中，通過高靈敏探針的偏移來記錄表面形狀。由此可快速區(qū)別由縮孔、針孔或臟污物引起的粗糙、桔皮以及流動(dòng)不佳引起  5.2 避免桔皮的發(fā)生 在新設(shè)備制造涂裝中，涂層外觀變得越來越重要。因此，涂料工業(yè)的主要目標(biāo)之一是根據(jù)用戶的最終要求使涂料性能達(dá)到最佳，這其中也包括表面外觀滿意。表面狀況通過顏色、光澤、霧影度和表面結(jié)構(gòu)等因素影響視覺效果。光澤和映象清晰度常用于控制涂層的外觀。然而即使用對(duì)光澤度很高的涂膜，其表面的波動(dòng)度也影響著整個(gè)涂膜的外觀，同時(shí)認(rèn)為光澤測(cè)量也控制不了波動(dòng)的視覺效果，這種效應(yīng)也被稱為“桔皮”。 桔皮或微波動(dòng)是尺寸大小在0.1mm～10mm之間的波紋狀結(jié)構(gòu)。在高光澤的涂層表面，人們可看到波狀、明暗相間的區(qū)域?？梢詤^(qū)分兩種不同等級(jí)的波動(dòng)：長(zhǎng)波動(dòng)，也稱為桔皮，這是間隔達(dá)2～3距離上能觀察到的波動(dòng)；另一種叫短波動(dòng)或微波動(dòng)，這是間距約50cm處觀察到的波動(dòng)。 要指出的是有時(shí)為了遮蓋底材的表面缺陷或者獲得特殊的涂層表面外觀，而有目的的設(shè)計(jì)一定的波動(dòng)度或波紋結(jié)構(gòu)。 因此，“桔皮”可定義為“高光澤表面的波狀結(jié)構(gòu)”，其使漆層表面產(chǎn)生斑紋、未流平的視覺外觀。 粉末涂料涂膜的視覺外觀（光澤、霧影度、流平桔皮）的控制非常重要，特別是在不同埸合噴涂的部件組裝時(shí)。 影響粉末涂料中涂膜流動(dòng)和外觀的因素： 在工業(yè)涂料中、粉末涂料在制備和成膜過程中的相變化是獨(dú)特的。由于缺乏溶劑來潤(rùn)濕和提高涂膜流動(dòng)性，導(dǎo)致粉末涂料比液體涂料更難去除表面缺陷。雖然兩者的主要組份類似，但相比于液體涂料、熱固性的粉末涂料立足于十分不同的機(jī)理。 粉末涂料是無溶劑的均一體系。在制備過程中，顏料和其它組份通過熔融混合被分散和部分包裹于低分子固體樹脂中。粉末涂料使用是通過空氣把粉末傳送到底材上（粉末懸浮于空氣中），再通過電荷使之附著于底材上。在預(yù)定的溫度下加熱，使粉末顆粒熔化、聚集在一起（聚結(jié)），流動(dòng)（成膜），接著流平，這期間通過一個(gè)有粘性的液態(tài)階段潤(rùn)濕表面），最后化學(xué)交聯(lián)形成高分子量的涂膜，這就是粉末涂料的成膜過程。 粉末涂料的桔皮問題 影響涂膜流動(dòng)和外觀的因素： 成膜過程可分為熔融聚結(jié)，形成涂膜，流平三個(gè)階段，在給定溫度下，控制熔融聚結(jié)速度最重要的因素是樹脂的熔點(diǎn)、熔融態(tài)粉末顆粒的粘度以及粉末顆粒的大小。為了使流動(dòng)效果最佳，熔融聚結(jié)應(yīng)當(dāng)盡可能快地完成，以便有較長(zhǎng)時(shí)間來完成流平階段。固化劑的使用縮短了可供流動(dòng)和流平所需的時(shí)間，因而那些極為活性的粉末形成的涂膜常呈現(xiàn)桔皮。 影響涂膜流動(dòng)和流平的關(guān)鍵因素是樹脂的熔融粘度、體系的表面張力和膜厚。轉(zhuǎn)而，熔融粘度尤其取決于固化溫度、固化速度和升溫速率。 以上提及的種種因素，連同粒徑分布和膜厚，通常由所要求的涂膜性能、被涂物件和粉末施工條件等所決定。 粉末噴涂時(shí)流動(dòng)和流平的動(dòng)力來自體系的表面張力，這一點(diǎn)前面也曾經(jīng)提到。該作用力同施加到涂膜上的分子間引力相反，其結(jié)果導(dǎo)致如熔融粘度越高，則對(duì)抗流動(dòng)和流平的阻力越大。因此，表面張力和分子間引力之間的差值大小決定著涂膜流平的程度。 對(duì)于流動(dòng)性很好的涂料，顯然，該體系的表面張力應(yīng)盡可能高，且熔融粘度盡可能低。這些可通過加入能提高體系表面張力的助劑和使用低分子量低熔點(diǎn)的樹脂來實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)以上條件制備的涂料能具有極好的流動(dòng)性，但是由于其高的表面張力會(huì)導(dǎo)致縮孔，同時(shí)由于較低的熔融粘度會(huì)產(chǎn)生流掛，且邊角涂覆性差。實(shí)際工作中，體系的表面張力和熔融粘度都控制在特定范圍內(nèi)，這樣可得到合格的涂膜表面外觀。 表面張力和熔融粘度對(duì)涂膜流動(dòng)的影響見圖2.圖中可以看到，太低的表面張力或太高的熔融粘度會(huì)阻止涂膜流動(dòng)，導(dǎo)致涂膜流動(dòng)性差，而表面張力太高時(shí)成膜過程中會(huì)出現(xiàn)縮孔。熔融粘度太低會(huì)使粉末的物理貯存穩(wěn)定性變差，施工時(shí)邊角涂覆性差，且施工于立面時(shí)產(chǎn)生流掛。 綜上所述，很明顯，得到的粉末涂料涂膜最后的表面狀況、缺陷和不足（如桔皮，流動(dòng)性差，縮孔，針孔等）是相互密切關(guān)聯(lián)的，同時(shí)也被在成膜過程中參與相變的流變力所控制。 粉末顆粒大小分布狀況也影響著涂膜的表面外觀。顆粒越小，由于其熱容較大顆粒的低，因此其熔化時(shí)間比大顆粒的短，聚結(jié)也較快，形成涂膜的表面外觀較好。而大的粉末顆粒熔化時(shí)間比小顆粒的長(zhǎng)，形成的涂膜就可能會(huì)產(chǎn)生桔皮效應(yīng)。粉末靜電施工方法（電暈放電或摩擦放電）也是導(dǎo)致桔皮形成的一個(gè)因素。 怎樣減小或避免桔皮效應(yīng) 促進(jìn)流動(dòng)和流平能減少或避免桔皮。體系使用較低的熔融粘度、固化過程中延長(zhǎng)流平時(shí)間以及較高的表面張力可提高流動(dòng)和流平性?？刂票砻鎻埩μ荻仁菧p少桔皮的重要參數(shù)，同時(shí)還要控制涂膜表面的表面張力均勻，以獲得最小的表面積。 實(shí)際工作中常使用流動(dòng)促進(jìn)劑或流平劑來改善涂膜外觀，以消除桔皮、縮孔、針孔等表面缺陷。性能好的流動(dòng)促進(jìn)劑能降低熔融粘度，從而有助于熔融混合和顏料分散，提高底材的潤(rùn)濕性，涂層的流動(dòng)流平，有助于消除表面缺陷以及便于空氣的釋放。應(yīng)考察流動(dòng)改性劑用量與效果的關(guān)系。其用量不足會(huì)導(dǎo)致縮孔和桔皮，而用量過多又會(huì)導(dǎo)致失光、霧影，并產(chǎn)生對(duì)上層重涂附著力的問題。通常，流動(dòng)改性劑在預(yù)混時(shí)加入。它們或做成樹脂的母料（樹脂和該添加劑的比為9/1～8/2），或者以粉末狀吸附在無機(jī)載體上。粉末涂料中該添加劑的用量為0.5～1.5%（在以基料計(jì)算的有效聚合物中），但是在濃度較低時(shí)可能效果也不錯(cuò)。流動(dòng)改性劑中聚丙烯酸酯系樹脂應(yīng)用最廣，如聚丙烯酸丁酯（“Acronal4F”）、丙烯酸乙酯-丙烯酸乙基己酯共聚物和丙烯酸丁酯-丙烯酸己酯共聚物等。它們可在濃度很寬的范圍內(nèi)使用。一般聚丙烯酸酯對(duì)表面張力影響很小，它們能有助于涂層形成比較恒定的均勻表面。同那些使表面張力降低的添加劑（如硅氧烷等）相比，它們不會(huì)降低表面張力，因此可用來加速流平。降低表面張力的添加劑包括表面活性劑、氟化烷基酯以及硅氧烷等。它們對(duì)加入量的多少非常敏感。安息香是一種脫氣劑，也有降低表面張力的效果，被廣泛用于改善粉末涂料涂膜的表面外觀。 6 涂層中有氣泡 原因：粉末中含有揮發(fā)性的物質(zhì)和水。，工件表面有水，壓縮空氣中有油或水 方法：加強(qiáng)粉末的保管，防潮，烘干工件的表面水份。對(duì)壓縮空氣進(jìn)行除油，除水 7 涂層出現(xiàn)針孔，凹膜 原因 涂層過厚，造成靜電排斥，噴槍距工件太近，造成打火擊穿，工件表面有油脂和水份，粉末含水量大，壓縮空氣中含有油或水，工件本身有針孔， 8 涂層厚度不均 粉末噴涂速度不均，壓縮空氣不穩(wěn)定，供粉裝置流化效果不好，輸送鏈的速度不穩(wěn)。粉末受潮結(jié)困而導(dǎo)致的流化效果好。 9 涂層流掛 成因 涂層太厚，升溫太快，固化溫度太高，烘烤固化前涂層不均勻， 10 涂層光澤不良，變色 粉末耐耐熱性能差，固化溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，噴粉與固化工序時(shí)間間隔太長(zhǎng)，前處理脫質(zhì)不凈，供粉和噴粉系統(tǒng)，回收系統(tǒng)等清理不凈，混入其它品種或顏色的粉末   Powder Spraying Coating Process of High Quality Home Appliances 王海松  王德斌  李治東（青島美爾塑料粉末有限公司） 摘要：分析總結(jié)了家電粉末噴涂中的兩個(gè)主要缺陷—雜質(zhì)和縮孔的主要形成原因及解決辦法。 1 前言 隨著人民生活水平的不斷提高，家用電器的種類和花樣日新月異，相應(yīng)對(duì)粉末噴涂的質(zhì)量提出了更高的要求。雜質(zhì)和縮孔是困擾粉末噴涂質(zhì)量最嚴(yán)重的問題。根據(jù)海爾集團(tuán)多年來在家電生產(chǎn)和粉末噴涂中的經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)了解決雜質(zhì)和縮孔問題的一些卓有成效的辦法。 2 缺陷分析 2.1 雜質(zhì) （1）粉痘 粉痘的產(chǎn)生主要源于粉末涂料中超微粉含量過高（即10μm以下超細(xì)粉的體積分?jǐn)?shù)超過10%），影響了粉末顆粒在靜電場(chǎng)中的荷電性能（荷電率和荷質(zhì)比）和運(yùn)動(dòng)性能（大顆粒粉末粒子的運(yùn)動(dòng)主要是由電場(chǎng)力決定的，而小顆粒粉末受空氣動(dòng)力和粘性阻力的影響程度較大）。10μm以下的超細(xì)粉含量較多時(shí)，涂裝效率將嚴(yán)重下降。由于超細(xì)粉比表面積大，粘結(jié)力強(qiáng)，粉末很容易結(jié)團(tuán)，在正常的流化氣壓下不容易分散開。粉末小團(tuán)在輸送過程中會(huì)捕捉一定量的摩擦電荷，并在與粉管壁的摩擦中產(chǎn)生粉團(tuán)的熱量積聚，導(dǎo)致粉體熔融粘附在粉管內(nèi)壁上（這個(gè)現(xiàn)象稱之為撞擊熔融，容易發(fā)生的部位是噴槍的進(jìn)料管和噴嘴），從而影響出粉的均勻性和穩(wěn)定性，甚至造成堵槍等問題。另一種情況是，粉末小團(tuán)塊隨著其它粉末粒子一起被噴涂到工件表面就會(huì)形成顆粒。筆者2005年底在海爾熱水器噴涂現(xiàn)場(chǎng)就遇到過此問題。當(dāng)時(shí)熱水器使用的涂裝設(shè)備是諾信的自動(dòng)噴涂線，噴涂白色的戶內(nèi)粉末。當(dāng)時(shí)因訂單量大，連續(xù)生產(chǎn)中回收艙內(nèi)積存了大量的超細(xì)粉，回收粉與新粉混合后再噴涂時(shí)，熱水器外殼上便出現(xiàn)了小粉點(diǎn)，白色粉點(diǎn)固化后在涂膜表面留下暗黃色的小斑點(diǎn)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)質(zhì)量和效率。經(jīng)過停線對(duì)粉房進(jìn)行徹底清理并換用新粉后，問題得到了解決。圖1和表1說明了超細(xì)粉與新粉之間的差別。 表1  回收粉和新粉的粒徑分布差異 顆粒直徑，μm 體積分?jǐn)?shù)，% 新粉 回收粉 1.0 1.66 1.44 2.0 2.61 2.81 5.0 3.86 6.66 10.0 7.13 14.6 25.0 27.4 35.5 50.0 67.2 59.2 75.0 89.1 79.9 90.0 95.6 89.3   圖1回收粉和新粉的粒徑分布差異 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片      實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，當(dāng)小于10μm的超細(xì)粉體積分?jǐn)?shù)超過10%時(shí)，粉末的流化、噴涂性能將極大地下降。所以要定期對(duì)噴粉房進(jìn)行清理。 （2）前處理液含有泥渣、銹渣 對(duì)于表面有銹跡、焊渣的金屬件，前處理過程一般是，預(yù)脫脂—>水清洗—>酸洗—>水清洗—>中和—>表調(diào)—>磷化—>水清洗—>烘干，處理結(jié)束后工件從槽液中取出，完成除油（或除銹）磷化等目的。很多生產(chǎn)廠家容易忽視的一個(gè)問題就在于：長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)之后，只知道補(bǔ)充磷化液，卻不經(jīng)常換水。這就使得工件在前處理完之后表面依然殘留有一些稀酸液、泥渣、銹渣等。這些雜質(zhì)在烘干后會(huì)粘附在工件表面，從而影響噴涂質(zhì)量。比較科學(xué)的處理辦法是在水洗后面加一道流水沖刷工序（即可以是普通的自來水沖洗＋人工擦刷，也可以使用高壓水沖刷）。此工序的水可以循環(huán)利用，但一定是流水，目的在于不讓雜質(zhì)留在工件表面。工件烘干之后再進(jìn)行人工氣吹、擦拭，使之在進(jìn)入噴粉室之前將工件表面的雜質(zhì)徹底清理干凈。  （3）經(jīng)過前處理磷化烘干后二次生銹 磷化過程包括化學(xué)反應(yīng)與電化學(xué)反應(yīng)。不同磷化體系、不同基材的磷化反應(yīng)機(jī)理有所不同。雖然科學(xué)家在這方面已做過大量研究，但至今仍未完全清楚。當(dāng)今學(xué)者們比較贊同的觀點(diǎn)是磷化成膜過程主要由以下4個(gè)步驟組成 •酸侵蝕使基體金屬表面H+濃度降低    Fe － 2e → Fe2+    2H+ + 2e → H2↑    …………………………………….(1) •使用促進(jìn)劑（氧化劑）加速界面H+濃度的進(jìn)一步降低    [氧化劑] + [H] → [還原產(chǎn)物] + H2O    Fe2+ + [氧化劑] → Fe3+ + [還原產(chǎn)物]   ………………（2） 由于促進(jìn)劑氧化掉第一步反應(yīng)所產(chǎn)生的氫原子，加快了反應(yīng)（1）的速度，進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度的急劇下降，同時(shí)也將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+。 •磷酸根的多級(jí)離解 H3PO4 → H2PO4- + H+ → HPO42- + 2H+→ PO43- + 3H+ 金屬表面H+的濃度急劇下降導(dǎo)致磷酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，最終離解出PO43-。 •磷酸鹽沉淀結(jié)晶為磷化膜 當(dāng)金屬表面離解出的PO43-與溶液中（金屬界面）的金屬離子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）達(dá)到濃度積常數(shù)Ksp時(shí)，就會(huì)形成磷酸鹽沉淀。磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜。 2 Zn2+ + Fe2+ + 2 PO43- + H2O→ZnFe(PO4)2 •4H2O↓……(4) 3 Zn2+  + 2 PO43- + 4H2O → Zn3(PO4)2 • 4H2O↓…………(5) 磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續(xù)長(zhǎng)大成為磷化晶粒，無數(shù)個(gè)晶粒緊密堆集形成磷化膜。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，磷化藥劑不斷消耗，使槽液總酸度降低，酸比變小，成膜速度減慢。此刻需要及時(shí)補(bǔ)充磷化液，如果不及時(shí)補(bǔ)充磷化液，就可能導(dǎo)致磷化膜過薄或者無法磷化成膜。工件在烘干后產(chǎn)生銹蝕，嚴(yán)重的根本無法進(jìn)行噴涂。筆者在熱水器的噴粉現(xiàn)場(chǎng)還遇到這樣一個(gè)問題：生產(chǎn)線正在生產(chǎn)熱水器圓筒，圓筒噴粉固化后外筒壁上總是能看到在白色涂膜下面有一道暗淡的灰色痕跡，像水流過的痕跡，這種缺陷相當(dāng)明顯。出現(xiàn)問題后我們立即對(duì)前處理線進(jìn)行排查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在前處理出口處有一處存在滴水現(xiàn)象。滴下的水落在熱水器外殼上向下流動(dòng)形成一道水痕。在進(jìn)入烘干爐后掛水的部分發(fā)生銹蝕，我們稱之為二次生銹。二次生銹使涂膜的附著力大大下降并影響美觀。若有水殘留在工件表面，則工件烘干過程中很容易發(fā)生二次銹蝕（磷化膜存在孔隙），所以現(xiàn)在工件在磷化之后進(jìn)入烘干爐之前，都要加上一道氣吹工序，避免工件表面留下水跡引發(fā)二次銹蝕。在前處理質(zhì)量要求較高時(shí)，我們需要在磷化之后加上一道鈍化工藝來防止二次銹蝕，即運(yùn)用氧化劑處理工件借此封閉磷化膜孔隙，從而極大地提高工件的耐蝕性。 （4）鏈條掉渣 有些客戶的懸掛鏈上沒有加油器，或添加的不是耐高溫的潤(rùn)滑油，鏈條在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生摩擦，使鏈條上的銹渣或漆皮之類的雜質(zhì)掉落到工件表面形成黑色雜質(zhì)。 （5）粉房封閉性差 粉房封閉性差將導(dǎo)致雜質(zhì)飄入粉末中，使涂膜產(chǎn)生雜質(zhì)，影響外觀。 （6）粉末本身有雜質(zhì) 粉末本身在生產(chǎn)過程中由于膠化等原因引入了顆粒性雜質(zhì)。遇到這種情況應(yīng)該立即聯(lián)系廠家換粉。  2.2 縮孔 2.2.1 縮孔的產(chǎn)生 當(dāng)液滴處于不受力場(chǎng)影響的自由空間時(shí)，界面張力的作用將使液滴呈圓球狀。但是當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí)，其最終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體表面之間的粘附力相對(duì)大小。當(dāng)液滴放置在固體平面上時(shí)，液滴能自動(dòng)地在固體表面鋪展開來，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在，如圖2所示。 假定不同界面間的作用力用界面方向的界面張力來表示，則當(dāng)液滴在固體平面處于平衡位置時(shí)，這些界面張力在水平方向上的分力之和應(yīng)等于零，即    （1）     式中γS/A、γL/A、γS/L 分別為固-氣、液-氣和固-液之間的界面張力；θ為液/固界面與液體表面的切線所夾（包含液體）的角度，稱為接觸角（Contact Angle），θ在0~180°之間。接觸角是反應(yīng)物質(zhì)與液體潤(rùn)濕性關(guān)系的重要尺度，θ＝90°可作為潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕的界限，θ＜90°時(shí)可潤(rùn)濕，θ＞90°時(shí)不潤(rùn)濕?？s孔可以近似地理解為涂膜固化過程中，涂料雜質(zhì)與涂膜之間的接觸角θ＞90°不潤(rùn)濕，所以兩相之間產(chǎn)生了明顯的界面，導(dǎo)致縮孔的形成。換言之，如果涂膜中存在雜質(zhì)，但雜質(zhì)與涂膜之間的接觸角θ＜90°，此時(shí)兩相之間潤(rùn)濕，就不會(huì)形成縮孔。所以形成縮孔的兩個(gè)必要條件是，有低熔(沸)點(diǎn)雜質(zhì)物質(zhì)存在；以及雜質(zhì)與涂膜之間的接觸角θ＞90°。   圖2 液滴的接觸角 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 2.2.2  縮孔的形狀 曲液面下的液體或氣體均受到一個(gè)附加壓力△P的作用，附加壓力的方向總是指向曲率半徑中心；由上述分析我們知道縮孔一般呈圓形，原因在于張力方向是從界面處指向幾何中心，只有圓形的張力最小。 縮孔的形成歸結(jié)到一點(diǎn)，就是低表面張力物質(zhì)的存在引起體系不相容所造成的?？s孔的產(chǎn)生實(shí)際上是一種物理過程，當(dāng)粉末中混有某種揮發(fā)性或者低熔(沸)點(diǎn)物質(zhì)時(shí)，在升溫固化過程中，這類物質(zhì)也隨粉末熔化，由于兩種物質(zhì)之間存在張力差，張力方向又指向幾何中心，所以熔化的物質(zhì)在液態(tài)粉層上收縮成球形。當(dāng)進(jìn)一步升溫時(shí)雜質(zhì)揮發(fā)，粉末交聯(lián)固化，進(jìn)而留下一個(gè)圓坑（形成縮孔）。 2.2.3產(chǎn)生縮孔的因素 （1）粉末生產(chǎn)過程中進(jìn)水、油或其它物質(zhì) 涂膜的表面特征是縮孔均勻分布，表面形態(tài)為細(xì)小圓坑或者細(xì)小針眼。有些粉廠在生產(chǎn)粉末涂料的過程中使用一些受潮的原材料（以樹脂為主），或者是比較臟的樹脂。由此生產(chǎn)的粉末涂料產(chǎn)品噴涂后就可能產(chǎn)生細(xì)小的縮孔 （2）磷化后水洗不凈 筆者今年初在武漢冷柜事業(yè)部遇到此種問題。柜機(jī)外殼噴涂固化后有圓圈狀縮孔。縮孔比較淺，不露底，面積較大。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)噴粉線已有半年時(shí)間沒有清理過前處理槽，最后一道純水洗的水體表面有大量泡沫。當(dāng)即令其停線清理，更換新的純水，縮孔問題得到解決。反思此次涂裝事故的關(guān)鍵在于涂裝線長(zhǎng)時(shí)間使運(yùn)行后發(fā)生了串槽問題，在徹底清理檢修后生產(chǎn)恢復(fù)了正常。 （3）外界污染物進(jìn)入粉房或固化爐 這是由含硅類脫模劑、防水劑、橡膠粉末等低表面張力物質(zhì)造成的。低表面張力的污染物嚴(yán)重了影響涂料的表面性能。因此在噴涂過程中盡量避免低表面張力物質(zhì)混入涂料中，如油污、水汽、硅油等。2006年10月順德海爾洗衣機(jī)廠出現(xiàn)大批量縮孔事故，我們首先排查了磷化工序，將磷化液和純水重新更換后問題沒有解決，然后排查壓縮空氣干燥系統(tǒng)，增加了空氣過濾器，更換硅膠干燥劑，縮孔仍然沒有徹底解決，時(shí)有時(shí)無，沒有規(guī)律可言。最后我們排查了周圍環(huán)境，噴粉線北面有一個(gè)注塑車間，并發(fā)現(xiàn)噴粉室內(nèi)的排氣系統(tǒng)與注塑車間相通，在關(guān)閉該排氣系統(tǒng)后縮孔消失，說明注塑用脫模劑也會(huì)引發(fā)涂膜縮孔。 （4）生產(chǎn)過程中混進(jìn)了其他類型的粉末 大家知道，混合型粉末對(duì)純聚酯粉末有污染，含硅粉末對(duì)其他粉末有污染。如果噴涂過程中其它類型的粉末涂料混入正在噴涂的粉末中，就可能造成涂膜縮孔。 3 結(jié)語 家電粉末噴涂屬高檔粉末噴涂，在表面質(zhì)量上有嚴(yán)格的要求。根據(jù)分析，前處理的質(zhì)量和噴粉環(huán)境條件是決定粉末噴涂表面質(zhì)量的決定因素。所以解決生產(chǎn)中涂膜質(zhì)量問題應(yīng)首先分析這兩個(gè)生產(chǎn)條件是否符合噴涂要求。 粉末涂裝產(chǎn)生縮孔的理論研究 2007/10/17/07:49  來源：Specialchem    朱長(zhǎng)海(吉林科龍電器股份有限公司，吉林吉林 132105) 摘要：介紹了“縮孔”產(chǎn)生的原因及其影響因素，提出“反離子流沖擊”理論和“感生電場(chǎng)”理論。 關(guān)鍵詞：縮孔；反離子流；電流突變；感生電場(chǎng) 1、引言 粉末涂料自20世紀(jì)70年代末被廣泛推廣應(yīng)用以來，在我國已有 3O 余年生產(chǎn)和施工的歷史。在粉末施工過程中出現(xiàn)了許多問題，“縮孔”是粉末涂料涂裝過程中常見的漆膜弊病之一。究竟是怎樣產(chǎn)生“縮孔” 的？應(yīng)如何避免？現(xiàn)在普遍認(rèn)為是工件或壓縮空氣中有油而導(dǎo)致的“縮孔”，作者認(rèn)為有很深的理論問題亟待探索。在涂裝生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，無論壓縮空氣還是工件前處理的質(zhì)量均能夠滿足涂裝要求，但仍出現(xiàn)縮孔，按照傳統(tǒng)理論對(duì)前處理及壓縮空氣的除油設(shè)備進(jìn)行徹底檢查和整改，起色不大。另外一種說法是粉末生產(chǎn)過程中混進(jìn)了油，但通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并非如此。作者產(chǎn)生了質(zhì)疑，進(jìn)而進(jìn)行了理論探討，提出了“反離子流沖擊”理論和“感生電場(chǎng)”理論，對(duì)“縮孔”產(chǎn)生的原因作了詳盡的解釋，列出了產(chǎn)生“縮孔”的各種影響因素，并提出了解決措施。使“縮孔”這一缺陷得到了最大程度的控制，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 2、產(chǎn)生“縮孔”原因的探討 2.1 粉末的荷電過程 由靜電學(xué)可知，帶電的孤立導(dǎo)體表面電荷的分布與表面曲率半徑有關(guān)，曲率最大處 ( 即表面最尖銳的地方）的電荷密度最大（見圖1），附近空間的電場(chǎng)強(qiáng)度也最大，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到足以使周圍氣體產(chǎn)生電離時(shí)，導(dǎo)體的尖端就會(huì)放電。如果是負(fù)高壓放電，離開導(dǎo)體的電子將被強(qiáng)電場(chǎng)加速，使之與空氣分子碰撞，使空氣分子電離產(chǎn)生正離子和電子。新生的電子又被加速碰撞，使空氣分子形成一個(gè)“電子雪崩”過程。電子的質(zhì) 量很小，當(dāng)它沖出電離區(qū)域后，很快就被比它重得多的氣體分子吸引，氣體分子成為游離狀態(tài)的負(fù)離子。這種負(fù)離子在電場(chǎng)力的作用下奔向正極，在電離層處產(chǎn)生一層暈光，即所謂暈光放電，當(dāng)粉末通過電暈外圍時(shí)，就會(huì)受到奔向正極的負(fù)離子碰撞而充電。 大多數(shù)工業(yè)用粉末涂料是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子絕緣體，只有當(dāng)粉末表面存在適合接受電荷的位置時(shí)，負(fù)離子才能吸附到粉粒表面的這個(gè)部位上。對(duì)于負(fù)離子來說，這個(gè)部位可以是粉末組成中的正電荷雜質(zhì)或組成中的位能坑，也可以是純機(jī)械性的。但不論哪種機(jī)理造成的吸附，對(duì)離子來說在每個(gè)粉粒上的沉積并不容易。粉粒的表面電阻很高，電荷不會(huì)因?qū)щ姸匦路?布，所以表面電荷分布是不均勻的。   圖1 金屬尖端部位電荷密度較大示意 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 2.2 粉末的吸附過程 涂料微粒由于電暈放電在電極附近帶上了負(fù)電荷。當(dāng)粉末微粒剛離開槍口時(shí)，靠壓縮空氣輸送力吹出，當(dāng)接近工件（正極）時(shí)，靠電場(chǎng)力的導(dǎo)引，使涂料牢牢地吸附在工件上。一般只需經(jīng)過幾秒就可使涂層厚度達(dá)到50～100μm。粉層達(dá)到一定厚度的同時(shí)，表面貯存一層很厚的負(fù)電荷屏蔽層，致使后來的負(fù)電粒子被排斥回去，涂層不再增厚。至此完成了涂覆過程。 2.3“反離子流”沖擊產(chǎn)生的“縮孔” 在現(xiàn)實(shí)粉末涂裝過程中，經(jīng)常會(huì)在漆膜表面產(chǎn)生“縮孔”，其形狀像火山口的小凹坑；發(fā)生密度時(shí)而稀疏時(shí)而集中；發(fā)生頻次偶爾或連續(xù)。 很多文獻(xiàn)資料均認(rèn)為，壓縮空氣中的油或在粉末涂料生產(chǎn)和涂裝過程中混進(jìn)了油而產(chǎn)生了“縮孔”。在生產(chǎn)實(shí)踐中，作者發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生“縮孔”的原因很多也很復(fù)雜，傳統(tǒng)的混油理論并不能涵蓋全部，認(rèn)為同靜電高壓電流輸出的穩(wěn)定性以及粉末的電阻率和影響電阻率的因素有關(guān)，這些參數(shù)的變化即可導(dǎo)致“縮孔”產(chǎn)生的頻次和程度。 在涂裝生產(chǎn)線上，在靜電高壓發(fā)生器之前，通常要加穩(wěn)壓器，防止電壓不穩(wěn)而導(dǎo)致靜電發(fā)生器工作狀態(tài)不穩(wěn)。但無論從理論或?qū)嵺`來看電壓的變化是緩慢的，一般的穩(wěn)壓電源均可滿足生產(chǎn)需要；而恰恰相反，雖然電壓尚可保持不變，而電流卻時(shí)時(shí)在改變。影響因素很多，如工件面積的改變、槍距的改變、噴粉量的改變、局域電網(wǎng)電流的波動(dòng)等。如車間同一電網(wǎng)上既連有固化爐，又連有大型沖床等頻繁通斷電的大功率設(shè)備，由于時(shí)通時(shí)斷進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)電流的突變（電壓基本不變），從而影響到靜電高壓發(fā)生器內(nèi)電流的突變，進(jìn)而使噴槍電極針突發(fā)浪涌突躍放電，導(dǎo)致電暈放電 ，驟然強(qiáng)烈，使電暈區(qū)氣體放電瞬間產(chǎn)生高溫、高頻振蕩生成高速旋轉(zhuǎn)的等離子體“氣團(tuán)球”。此時(shí)，噴槍相當(dāng)于“氣團(tuán)球”的發(fā)射源。這些攜有高能的粒徑大小不等的正離子球體，實(shí)際上相對(duì)于負(fù)離子來說就是“反離子球體”，瞬間在壓縮空氣輸送力和電場(chǎng)力的作用下飛速撞向正在涂裝中的工件（板面）表面而發(fā)生“空爆”形成“彈坑”－即所看到的“縮孔”，幾乎露底。特別是當(dāng)接地不良、粉末電阻率高或噴粉層較厚時(shí)（包括漆膜較厚 的返噴件），遭到這種“反離子流”沖擊的幾率更高。 前已述及粉末的荷電及吸附過程。從槍口噴出的氣體和粉末均是帶正負(fù)電荷相等的等離子體，帶負(fù)電的離子被吸附，而帶正電的氣體分子（反離子）則被正極（接地）排斥而被風(fēng)吸走，這樣帶負(fù)電的粉末粒子便源源不斷地吸附到工件上，故平時(shí)帶正電的粒子（反離子）很難到達(dá)正極（工件）上，也就沖擊不了已涂覆粉末的工件；當(dāng)涂層噴涂一定厚度時(shí)，正極被負(fù)電荷層所屏蔽，場(chǎng)強(qiáng)削弱，若此時(shí)一旦電流突變，就會(huì)使靜電高壓輸出強(qiáng)烈的電暈放電，使輸出空氣受到高頻振蕩形成微小正離子氣球團(tuán)（即反離子氣球），于是，便飛速奔向正極（接地）并克服微弱的排斥力而撞擊工件表面，因而形成“縮孔”。 2.4 引發(fā)“反離子流”的其他幾個(gè)重要因素 除上述電流突變而引發(fā)“反離子流”沖擊導(dǎo)致縮孔的主要因素外，以下幾項(xiàng)仍是“縮孔”產(chǎn)生的重要條件。 2.4.1 涂層過厚或返噴件易遭反離子流沖擊 當(dāng)涂層過厚時(shí)，粉層內(nèi)含有大量負(fù)離子（正電荷來不及中和），其負(fù)電性極高，并且屏蔽（削弱）了正電性， 使原電場(chǎng)強(qiáng)度減弱，從而使粉層吸引正電荷能力增強(qiáng)，而吸引負(fù)電荷能力減弱。假若恰在此時(shí)由于某種因素生成“反離子”氣團(tuán)球，則由于它的表面正電荷密度高，自轉(zhuǎn)和前進(jìn)速度快，無論內(nèi)能還是動(dòng)能均較大，此時(shí)同正極建立起臨時(shí)靜電場(chǎng)，其方向同槍針負(fù)極和工件（正極）所建的電場(chǎng)方向相反。于是，這種“反離子”球由于異性電荷的吸引而迅速撞擊工件的表面（見圖2），從而使“縮孔”產(chǎn)生的幾率增加。即使在正常涂裝生產(chǎn)情況下，該現(xiàn)象亦是經(jīng)常發(fā)生，只不過是較輕，“反離子氣球團(tuán)”甚至沒有到達(dá)工件表面就被原電場(chǎng)（即槍針對(duì)地電場(chǎng)）排斥掉而已。就像流星那樣，在沒有撞擊地球前就在大氣層因燃燒而化掉一樣，只有少數(shù)沒被燒掉落地而撞成隕石坑。“反離子氣球團(tuán)”流能否沖擊工件就看原電場(chǎng)和次生電場(chǎng)力量均衡的結(jié)果。如果原電場(chǎng)力 很大，“反離子氣球團(tuán)”就不會(huì)到達(dá)（正極（工件）；如因 涂層過厚而削弱原電場(chǎng)強(qiáng)度，而增強(qiáng)了感生電場(chǎng)強(qiáng)度，因此而受到“反離子流”沖擊的幾率會(huì)增大。   圖2 原電場(chǎng)與次生電場(chǎng)建立示意 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 另外，返噴件的表面已涂覆一層較厚的漆膜，根據(jù)電阻率與所施電壓曲線（見圖3）可知，較高的電阻率有利于荷電，但負(fù)面作用也不易于釋放電荷。根據(jù)可知，減少 ，可以降低粒子的轉(zhuǎn)移速度和荷電量，使粉末粒子不至于受到強(qiáng)烈排斥而反彈，同時(shí)進(jìn)一步提高了上粉效率；如果E很大，涂層會(huì)建立起“感生電場(chǎng)”，工件還沒涂覆很多粉末而負(fù)電荷密密度區(qū)很高，從而排斥了后來的荷負(fù)電的粉粒而難于吸附，只是粉層很薄。   圖3 電壓與電阻率關(guān)系 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 2.4.2 空氣的相對(duì)濕度 并不是說涂層厚就一定產(chǎn)生“縮孔”。相對(duì)濕度較高的空氣可以降低粉末的電阻率，水分含量過大可消耗部分電荷，使粉層的負(fù)電荷能積不高。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，如果相對(duì)濕度低于40％，產(chǎn)生“縮孔”的幾率比較大。理想的濕度應(yīng)是50％～65％，涂裝效果較好。 2.4.3 接地不良 接地不良的實(shí)質(zhì)結(jié)果是回路電阻增大，使工件難以涂覆。涂后正極電荷中和能力變差，易累積電荷而致使產(chǎn)生“縮孔”的幾率增加。 2.4.4 靜電高壓不穩(wěn) 高壓電纜接頭時(shí)接時(shí)斷，或限流電阻損壞，工件間斷等均可產(chǎn)生“縮孔”。 3、控制“縮孔”產(chǎn)生的施措 “反離子流”是粉末涂裝中產(chǎn)生“縮孔”的主要根源之一。以上已經(jīng)闡明了影響“反離子流”沖擊的幾個(gè)主要影響因素。如何防止此類缺陷的產(chǎn)生？作者在生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)了如下經(jīng)驗(yàn)，較為有效。 (1) 穩(wěn)定電源電流，防止電流突變。在靜電發(fā)生器前面加穩(wěn)壓器。在開始噴涂前10min打開靜電高壓發(fā)生器，對(duì)機(jī)內(nèi)元件參數(shù)工作狀態(tài)提前預(yù)穩(wěn)定。 (2) 控制環(huán)境濕度。縮孔易產(chǎn)生于北方干燥的冬春季節(jié)，因此要控制好環(huán)境濕度。較佳的環(huán)境濕度應(yīng)是50％～65％，環(huán)境濕度不宜太小，否則，應(yīng)在噴房周圍灑水增濕。 (3) 盡量降低電壓/電流涂裝。在滿足涂裝質(zhì)量要求的前提下控制在工藝下限。為了減少電流突變，噴涂件要求連續(xù)懸掛，盡量使噴涂面積接近。 (4) 加強(qiáng)接地。必須使高壓回零接地；軌道同高壓回零接地，將此兩回零線同對(duì)外大地公共接線連接在一起，接地電阻不大于5Ω。其他設(shè)備亦應(yīng)同大地相接，以利消散電荷。 4、結(jié)語 任何理論均來源于實(shí)踐，反過來又進(jìn)一步指導(dǎo)實(shí)踐。本文從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，提出了“反離子流沖擊”理論和“感生電場(chǎng)”理論，以此來解釋為什么靜電噴涂會(huì)產(chǎn)生“縮孔”和反噴件涂層厚、電壓高易產(chǎn)生“縮孔”的機(jī)理，并提出解決措施。這些措施在長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，是較為有效的和切合實(shí)際的方法。上述只是作者的一些粗淺的理論探索，將在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的弊病現(xiàn)象上升到更深層次的理論去認(rèn)識(shí)它，供涂裝界的同行們參考。至于這種理論是否正確，還有待于同行們?cè)趯?shí)踐中去驗(yàn)證，對(duì)于正在發(fā)生此類涂裝弊病的企業(yè)會(huì)有益處的。

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