1.粉末涂料的顆粒細度
粉末涂料和溶劑型涂料的顯著區別在于分散介質的不同。溶劑型涂料采用有機溶劑作為分散介質;在粉末涂料中,使用凈化的壓縮空氣作為分散介質。粉末涂層在噴涂過程中處于分散狀態,涂層的粒徑無法調整。因此,適合于靜電噴涂的粉末顆粒的細度是很重要的。
適合靜電噴涂的粉末涂料粒徑優選在10 μm ~ 90 μm(即170目)之間。粒徑小于10μm的粉末稱為超細粉末,它在大氣中容易丟失,超細粉末的含量不能太多。這里值得注意的是,粉末的粒徑與涂層的厚度有關,粉末涂層的粒徑有一定的分布范圍,才能獲得均勻的涂層厚度。如果要求涂膜厚度為25μm,粉末涂層較大的顆粒不應超過65μm(200目-240目),大部分粉末應通過35μm(350目-400目)。為了控制和調整粉體顆粒的大小,破碎設備應能進行調整。對于我國的粉末制造工廠來說,這目前是不可能的。
當粉末粒徑超過90μm時,靜電噴涂過程中電荷與顆粒質量之比很小,大顆粒粉末的重力很快超過空氣動力和靜電力。因此,大顆粒粉末具有較大的動能。不易吸附在工件上。
2.粉末涂料的電阻率和介電常數
對于粉末靜電噴涂工藝,關鍵考慮的是粉末涂層顆粒接受電荷、保持電荷和電荷分布,這直接影響粉末對工件的吸附力和沉積效率。此外,重要的是,未固化的粉末涂料層須承受輸送機構的機械振動,不掉粉。事實上,粉末涂層的介電常數是影響粉末顆粒接受和保留電荷的主要因素。粉末的介電常數越低,粒子越容易帶電,但也越容易失去電荷。這反映了粉末在工件上的吸收。如果力不強,輕微震動后粉末就會脫落。對于靜電噴涂粉末涂料,應盡量采用高介電常數,這將大大提高粉末吸附。涂膜更加均勻。然而,具有高介電常數的粉末涂料更難以充電。這就要求對靜電粉末噴槍的結構進行改進,采用多電強制充電結構。
粉末涂料是由高分子化合物(如環氧粉末、聚酯粉末等)組成,它們對工件有兩種主要的吸附力:庫侖力(靜電力)和范德瓦爾斯力(分子間力)。高分子化合物具有高電阻率,因此庫侖力(靜電力)大而可靠。粉體本身的電阻率將決定粉體在一定靜電場強下的起電狀態;例如:當粉末的電阻率為1013歐姆時,僅需靜電電壓30-50kV,粉末就可以很好地帶電;當電阻率為108-109歐姆時,施加100-120kV的靜電電壓才能獲得上述充電效果。粉體電阻率與靜電電壓的關系。粉末沉積層的厚度能否自動限制,與粉末本身的電阻率有很大關系。實驗證實,只有高電阻率粉末才能獲得合適的涂層。
3.粉末涂料的含水量
粉末涂料的吸濕性(含水量)直接影響粉末本身的介電常數。如果粉末嚴重吸濕,就會結塊。靜電噴涂是不可能的。一般吸濕除影響其充電性能外,還會降低粉末的流動性和成膜性能,使涂膜不光滑甚至難以吸附在工件上,由此產生的涂膜會產生氣泡和針孔。
粉末涂料的吸濕不僅是由于儲存和儲存疏忽造成的,還與噴涂過程中壓縮空氣凈化程度有關。由于壓縮空氣容易產生凝結水,在空氣凈化系統中有過濾器和吸濕裝置,將空氣中的含水量降低到很小的程度供粉。
此外,還應注意粉末涂料現場空氣的相對濕度。根據數據,相對濕度每變化30%,相當于粉末電阻率變化2個數量級。
第四,粉末涂料的穩定性
粉末涂料的穩定性是指粉末在儲存或使用過程中是否會結塊,流平性能會變差,充電效果會變差,涂層膜的橙色花紋會明顯,光澤會減弱,出現針孔氣泡等。
粉末涂料試制時,一定要注意其貯存穩定性。只有具有一定穩定性的粉末涂料才能被用戶使用。國外常在粉末涂料中加入一些添加劑,以提高粉末涂料的穩定性。因此,這種粉末涂料在一般潮濕的空氣或高達70-75°C的溫度下不會引起團聚。
通過測量粉末涂料在一定溫度和一定時間后的流平變化來確定粉末涂料的穩定性。因為粉末涂料的穩定性反映了粉末涂料分子在貯存條件下的交聯反應程度;粉末的交聯反應越強烈,粉末的分子量越大,體現在固化溫度下粉末的粘度增加。