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无气喷涂的分类及介绍

日期: 2021-10-25
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一、高压无气喷涂

高压无气喷涂是目前较先进的喷涂技术。它利用特殊形式的气动、电动或液动力驱动的涂料泵,将涂料增至高压后通过狭窄的喷口喷射,使涂料形成极细的扇形雾状,高速喷向工件表面形成涂膜。

通常,在高压无气喷涂过程中,涂 料经过加压泵加压 (0.14~0.69MPa),通过特 制 的 硬 质 合 金 喷 嘴 (0.17~ 1.8mm)喷出,其速度非常高。当高压漆流离开喷嘴进入大气后,随着冲击空 气和高压的急剧下降,涂料内溶剂剧烈 膨胀而分散雾化,高速地涂覆在被涂工件上。

 

无气喷涂的分类及介绍

高压无气喷涂设备

1—动力源 2—柱塞泵 3—涂料容器 4—蓄压器 5—输漆管 6—喷枪

1.高压无气喷涂设备的分类

1)以动力源分为气动式 (压缩空气)、电动式 (电动机) 和内燃式 (汽 油机)三种类型。

2)以单位时间喷涂量分为大型、中型和小型三种类型 (10L/min为大型,2~8L/min 为中型,1~2L/min为小型)。

3)以压力分为高压和超高压两种类型。

4)以料的组分分为单组分和双组分两种类型。

5)以工艺分为静电型和加热型两种类型。

6)以操作分为固定式、移动式和手提式三种类型。

 

2.高压无气喷涂的优点

1)高压无气喷涂比一般喷涂的生产率可提高几倍到十几倍。

2)高压无气喷涂的漆雾比空气喷涂少,反冲力小,工件边角涂膜均匀,涂料利用率高,且减少了漆雾的污染,适用于高固体含量、高黏度涂料的喷涂,一次可形成较厚的涂膜。

3)由于漆流中没有空气,避免了因压缩空气含有水分、油污、尘埃等杂质而引起的涂膜缺陷。涂膜附着力好,即使在缝隙、棱角处也能形成良好的涂膜。

4)涂料可直接从大包装桶汲取,操作可连续,枪不带壶,质量较小。

5)适用于多种基材与不同黏度的涂料,可根据工件、基材与涂料黏度来变换喷射口大小和角度。

 

3.高压无气喷涂的缺点

1)操作时喷雾的幅度和喷出量不能方便地调节,必须更换喷嘴才能达到调节的目的。

2)涂料损耗大,对环境有一定的污染,不适宜用于喷涂面积较小的物件。

3)出漆速度过快,厚度不易控制,费料。

 

4.高压无气喷涂设备的参数选择

(1)喷涂压力

它是高压无气喷涂时重要的技术参数。喷涂压力应低于该喷涂设备所允许的最高压力。虽然提高喷涂压力可以增加涂料喷出量,在一定范围内可提高喷涂效率,但压力过高,对高压无气喷涂设备来说,会造成设备过早磨损,影响使用寿命。

(2)喷嘴

高压无气喷涂设备喷嘴孔径的大小决定了流量的大小,通过对喷嘴孔径和喷幅 (或喷射角度)大小的选择,可获得规定厚度的涂层和合适的喷涂效率。各厂商生产的喷嘴都有一系列的规格型号,从型号可以看出喷嘴的孔径 (或流量)、喷嘴的喷幅与喷射角。

 

二、空气辅助无气喷涂

高压无气喷涂的局限性可借助空气辅助系统来弥补,可克服出料过快、厚度不易控制等缺点。空气辅助无气喷涂利用无气喷涂的喷嘴和空气喷涂的气帽,让少量低压空气进入气帽两侧,产生均匀的喷幅,使漆雾变得非常柔软细腻,可获得较高的喷涂效率和优异的装饰效果,而且涂料浪费最少。该方法综合了空气喷涂与无气喷涂两者的优点,适用于喷涂一些固体含量较高的优质涂料,在不锈钢基材、钢木结构行业颇受欢迎。

 

空气辅助无气喷涂消耗的空气量比空气喷涂低得多,仅为 28.32-74.96L/s;而且采用的流体压力比无气喷涂低,从而最大限度地降低了过喷量,提高了涂着率和节省了涂料。

空气辅助高压无气喷涂工作原理与高压无气喷涂基本相同,只是工作压力较低,并在泵及喷枪上设有助喷空气分配及控制装置,在喷枪喷嘴外周设有助喷空气喷孔,使助喷空气能包在漆雾的外面,起到辅助雾化的作用。由于工作压力的降低,出漆量和出漆速度减小,在助喷空气的作用下,漆雾变得非常的柔软和细腻。空气辅助型无气喷枪独特的部件是无气流体喷嘴和空气枪帽。无气流体喷嘴是用来雾化涂料的,在较低的流速压力条件下(一般低于6894.76kPa),形成扇形喷幅,可获得良好的雾化效果,但喷幅却不令人满意,因为有流挂现象存在。为了减少流挂,并辅助雾化,引入了低压空气,压力一般在34.47-127.89kPa之间。

 

辅助空气穿过位于特殊空气枪帽上的喷气孔,被导入无气喷涂扇形喷幅上,使流挂减少并使喷幅得以完全。空气辅助无气喷涂形成的喷幅是一个完整的喷幅,雾化良好,过喷现象减少。由于空气辅助喷涂比无气喷涂的流体压力低,并低于空气喷涂要求的空气压力,因此空气湍流小、粒子速度较低。进入无气液流的压缩空气,在较低流体压力下辅助涂料的分粒或雾化,由于喷涂粒子的速度比空气喷涂的低,可形成松软喷涂,同时涂膜质量也比无气喷涂好。这种喷涂系统的优点是节省涂料,具有较高的涂着率,一般为 25% - 40%。

 

三、静电空气辅助无气喷涂

1、静电空气辅助无气喷涂的特点

静电空气辅助无气喷涂是将静电引入空气辅助无气喷涂。静电空气辅助喷涂施工使用的是静电喷枪。其工作原理与传统方法一样,也属于松软喷涂,涂料的反弹飞散少,比空气喷涂消耗的空气更少,将粒子推向工件的速度也低。与无气喷涂比较,涂膜的质量更好,飞散也少,涂着率在三种静电喷涂方法中最高,达到了 55% - 80%。

涂着率的高低取决于喷漆室的空气流速、空气压力、涂料压力等。静电喷涂的特点是在空气辅助无气喷涂中引入静电,具有涂着率高、喷涂更均匀、涂料反弹更少等优点。静电的基本原理是带负电荷的物体与带正电荷的物体相互吸引。因此,在涂料粒子上加负电荷后,其结果是使这些粒子被吸引到接地工件上,从而提高涂着率,采用静电喷涂法可以使涂着率提高一倍。静电喷枪的特点是高电压、低电流。任何静电喷枪都必须使用限流电阻器来保证系统的安全。

空气辅助无气静电系统使用限流装置抑制电流,电源的电压范围为 70~100kV。喷嘴电压总比电源电压低,喷嘴电压随电源电压、电流及系统电阻的变化而变化。

实际电流是由喷枪到被喷物体的距离和涂料导电性决定的。高电阻的涂料会降低实际电流值,提高喷嘴电压,而高导电性的涂料将使实际电流升高并减少喷嘴电压。喷嘴电压越高,涂着率也就越高。

 

2、静电空气辅助无气喷涂的工作原理

在接地工件与喷枪之间加 7.5×104~1.0×105 V的直流高压,产生一个静电场。当带同 样极性电荷的涂料微粒通过一个特殊设计的喷嘴时,由一个倾斜的供料环形通道向多条细直 线通道供料,于是在细通道出口处形成无空气雾化,在旋转运动条件下产生涡流,从而产生一种软性雾化良好的圆形喷云。空气辅助无气静电喷枪利用的最大压力为 2.5×105 Pa的压缩空气,加强了雾化过程,其雾化的涂料微粒被喷枪喷射到工件上时,经过相互碰撞均匀地沉积在工件表面。那些散落在工件附近的涂料微粒仍处在静电场的作用范围内,它会缠绕在工件的周围,这样,就涂到了工件所有的表面上。因此,喷涂工件时,不必从工件的每个方向来喷涂,即使是复杂的几何形状和隐蔽的位置,也只要一次喷涂就可喷好,如在喷涂栅栏、管道、小型钢结构件、钢管制品等工件时,最多可节省 80%的作业时间,涂料的利用率高达 90%,并可显著提高涂膜表面的质量。静电空气辅助无气喷涂由于具有以上优点,正逐步取代静电空气喷涂和静电无气喷涂。下表列出了三种静电喷涂性能的比较结果。


三种静电喷涂性能的比较结果

项  目

静电空气喷涂

静电无气喷涂

静电空气辅助无气喷涂

涂膜外观

 细密

 粗糙

 良好,无桔皮

涂着率

 好

 更好

 最好

涂料流量控制

 低到中

 高

 更多控制,更快覆盖

过喷

 低

 少于空气喷涂

 最少

喷幅调整

 有

 无

 有

设备寿命

 长

 喷嘴磨损率高,泵寿命短

 喷嘴磨损少,泵寿命比无气型长

能耗

 使用大量空气,雾化流体效率低

 效率良好

 最有效雾化,使用空气少

喷涂作业间维护

 过喷最多和形成雾气

 过喷较少,有涂料反弹

 过喷和雾气最少


使用静电空气辅助无气喷涂,可节约涂料40%,生产率提高,表面质量好;同时喷漆室因过喷和残渣的减少而减少了清理工作量,涂膜的流挂也少,涂膜更为致密,有效地改善了工人的操作环境。

 

3、生产中应注意的问题

(1)黏度 静电喷涂对黏度很敏感,理想黏度为18~30s(涂-4杯)。

(2)电导率 以7~30MΩ·cm最合适。如电阻大,可在涂料中添加导电溶剂,高导电喷枪水性涂料无限制。

(3)吸风 要设吸风装置。如果喷涂时无吸风装置或风速小于0.2m/s,涂料喷射时会积淀或回弹;风速大于0.6m/s,会使粒子飞出静电场而减弱缠绕粒子状况。风速以0.4m/s 为佳。

(4)接地 接地不良时,工件充电后,电压无回路,会因高电位、低电位放电而产生火花。

 

四、 高压无气喷涂与空气喷涂的比较

空气喷涂和高压无气喷涂如下图所示。由两图可以看出,空气喷涂时气体在边角反冲使边角不易喷到,涂料回弹多;高压无气喷涂直射边角,涂料回弹少。高压无气喷涂时,起雾少,涂膜均匀一致,减少污染,节省涂料。

无气喷涂的分类及介绍

左:空气喷涂              右:高压无气喷涂

 

空气喷涂与高压无气喷涂的比较见下。


空气喷涂与高压无气喷涂的比较

空气喷涂

高压无气喷涂



 以潮湿、寒冷、带油的空气作为喷涂的动力,常引起在工作表面的灰色和涂膜不平

 因不用带油或寒冷空气作喷涂动力,故表面灰色和涂膜不平的现象不存在



 用压缩空气喷涂时,其漆雾是不可避免的,漆雾弥散于空气中,造成严重的空气污染

 无气喷涂不用气,所喷出的漆雾几乎全部到达工件表面,几乎无漆雾反弹,施工环境良好



 只有40%~50%涂料喷到工件上,其他弥散在空气中,涂料损失严重,费用增加

 80%以上涂料被利用,涂料损失少,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],消耗溶剂多,溶剂挥发和漆雾飞散损害操作者的身体健康

 黏度(涂-4杯)在35s以下的涂料无须稀释即可直接用于喷涂,不存在外加稀释剂的污染问题



 因强烈的气流反冲,工作角落和凹凸不平处难于形成均匀的涂膜,造成厚此薄彼

 无气流反冲,工件表面各处均可得到均匀的涂膜



 因涂料黏度小,一次喷涂难以获得理想厚度的涂膜,须经多道喷涂完成,且稀释漆料费料、费时

 高黏度涂料用于喷涂。一遍即可达到所需涂膜的厚度



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