一、高壓無氣噴涂

高壓無氣噴涂是目前較先進的噴涂技術(shù)。它利用特殊形式的氣動、電動或液動力驅(qū)動的涂料泵，將涂料增至高壓后通過狹窄的噴口噴射，使涂料形成極細(xì)的扇形霧狀，高速噴向工件表面形成涂膜。

通常，在高壓無氣噴涂過程中，涂 料經(jīng)過加壓泵加壓 （0.14～0.69MPa），通過特 制 的 硬 質(zhì) 合 金 噴 嘴 （0.17～ 1.8mm）噴出，其速度非常高。當(dāng)高壓漆流離開噴嘴進入大氣后，隨著沖擊空 氣和高壓的急劇下降，涂料內(nèi)溶劑劇烈 膨脹而分散霧化，高速地涂覆在被涂工件上。

 

高壓無氣噴涂設(shè)備

1—動力源　2—柱塞泵　3—涂料容器　4—蓄壓器　5—輸漆管　6—噴槍

1.高壓無氣噴涂設(shè)備的分類

1）以動力源分為氣動式 （壓縮空氣）、電動式 （電動機） 和內(nèi)燃式 （汽 油機）三種類型。

2）以單位時間噴涂量分為大型、中型和小型三種類型 （10L/min為大型，2～8L/min 為中型，1～2L/min為小型）。

3）以壓力分為高壓和超高壓兩種類型。

4）以料的組分分為單組分和雙組分兩種類型。

5）以工藝分為靜電型和加熱型兩種類型。

6）以操作分為固定式、移動式和手提式三種類型。

 

2.高壓無氣噴涂的優(yōu)點

1）高壓無氣噴涂比一般噴涂的生產(chǎn)率可提高幾倍到十幾倍。

2）高壓無氣噴涂的漆霧比空氣噴涂少，反沖力小，工件邊角涂膜均勻，涂料利用率高，且減少了漆霧的污染，適用于高固體含量、高黏度涂料的噴涂，一次可形成較厚的涂膜。

3）由于漆流中沒有空氣，避免了因壓縮空氣含有水分、油污、塵埃等雜質(zhì)而引起的涂膜缺陷。涂膜附著力好，即使在縫隙、棱角處也能形成良好的涂膜。

4）涂料可直接從大包裝桶汲取，操作可連續(xù)，槍不帶壺，質(zhì)量較小。

5）適用于多種基材與不同黏度的涂料，可根據(jù)工件、基材與涂料黏度來變換噴射口大小和角度。

 

3.高壓無氣噴涂的缺點

1）操作時噴霧的幅度和噴出量不能方便地調(diào)節(jié)，必須更換噴嘴才能達到調(diào)節(jié)的目的。

2）涂料損耗大，對環(huán)境有一定的污染，不適宜用于噴涂面積較小的物件。

3）出漆速度過快，厚度不易控制，費料。

 

4.高壓無氣噴涂設(shè)備的參數(shù)選擇

（1）噴涂壓力

它是高壓無氣噴涂時重要的技術(shù)參數(shù)。噴涂壓力應(yīng)低于該噴涂設(shè)備所允許的最高壓力。雖然提高噴涂壓力可以增加涂料噴出量，在一定范圍內(nèi)可提高噴涂效率，但壓力過高，對高壓無氣噴涂設(shè)備來說，會造成設(shè)備過早磨損，影響使用壽命。

（2）噴嘴

高壓無氣噴涂設(shè)備噴嘴孔徑的大小決定了流量的大小，通過對噴嘴孔徑和噴幅 （或噴射角度）大小的選擇，可獲得規(guī)定厚度的涂層和合適的噴涂效率。各廠商生產(chǎn)的噴嘴都有一系列的規(guī)格型號，從型號可以看出噴嘴的孔徑 （或流量）、噴嘴的噴幅與噴射角。

 

二、空氣輔助無氣噴涂

高壓無氣噴涂的局限性可借助空氣輔助系統(tǒng)來彌補，可克服出料過快、厚度不易控制等缺點?？諝廨o助無氣噴涂利用無氣噴涂的噴嘴和空氣噴涂的氣帽，讓少量低壓空氣進入氣帽兩側(cè)，產(chǎn)生均勻的噴幅，使漆霧變得非常柔軟細(xì)膩，可獲得較高的噴涂效率和優(yōu)異的裝飾效果，而且涂料浪費最少。該方法綜合了空氣噴涂與無氣噴涂兩者的優(yōu)點，適用于噴涂一些固體含量較高的優(yōu)質(zhì)涂料，在不銹鋼基材、鋼木結(jié)構(gòu)行業(yè)頗受歡迎。

 

空氣輔助無氣噴涂消耗的空氣量比空氣噴涂低得多，僅為 28.32-74.96L/s；而且采用的流體壓力比無氣噴涂低，從而最大限度地降低了過噴量，提高了涂著率和節(jié)省了涂料。

空氣輔助高壓無氣噴涂工作原理與高壓無氣噴涂基本相同，只是工作壓力較低，并在泵及噴槍上設(shè)有助噴空氣分配及控制裝置，在噴槍噴嘴外周設(shè)有助噴空氣噴孔，使助噴空氣能包在漆霧的外面，起到輔助霧化的作用。由于工作壓力的降低，出漆量和出漆速度減小，在助噴空氣的作用下，漆霧變得非常的柔軟和細(xì)膩?？諝廨o助型無氣噴槍獨特的部件是無氣流體噴嘴和空氣槍帽。無氣流體噴嘴是用來霧化涂料的，在較低的流速壓力條件下（一般低于6894.76kPa），形成扇形噴幅，可獲得良好的霧化效果，但噴幅卻不令人滿意，因為有流掛現(xiàn)象存在。為了減少流掛，并輔助霧化，引入了低壓空氣，壓力一般在34.47-127.89kPa之間。

 

輔助空氣穿過位于特殊空氣槍帽上的噴氣孔，被導(dǎo)入無氣噴涂扇形噴幅上，使流掛減少并使噴幅得以完全?？諝廨o助無氣噴涂形成的噴幅是一個完整的噴幅，霧化良好，過噴現(xiàn)象減少。由于空氣輔助噴涂比無氣噴涂的流體壓力低，并低于空氣噴涂要求的空氣壓力，因此空氣湍流小、粒子速度較低。進入無氣液流的壓縮空氣，在較低流體壓力下輔助涂料的分粒或霧化，由于噴涂粒子的速度比空氣噴涂的低，可形成松軟噴涂，同時涂膜質(zhì)量也比無氣噴涂好。這種噴涂系統(tǒng)的優(yōu)點是節(jié)省涂料，具有較高的涂著率，一般為 25% - 40%。

 

三、靜電空氣輔助無氣噴涂

1、靜電空氣輔助無氣噴涂的特點

靜電空氣輔助無氣噴涂是將靜電引入空氣輔助無氣噴涂。靜電空氣輔助噴涂施工使用的是靜電噴槍。其工作原理與傳統(tǒng)方法一樣，也屬于松軟噴涂，涂料的反彈飛散少，比空氣噴涂消耗的空氣更少，將粒子推向工件的速度也低。與無氣噴涂比較，涂膜的質(zhì)量更好，飛散也少，涂著率在三種靜電噴涂方法中最高，達到了 55% - 80%。

涂著率的高低取決于噴漆室的空氣流速、空氣壓力、涂料壓力等。靜電噴涂的特點是在空氣輔助無氣噴涂中引入靜電，具有涂著率高、噴涂更均勻、涂料反彈更少等優(yōu)點。靜電的基本原理是帶負(fù)電荷的物體與帶正電荷的物體相互吸引。因此，在涂料粒子上加負(fù)電荷后，其結(jié)果是使這些粒子被吸引到接地工件上，從而提高涂著率，采用靜電噴涂法可以使涂著率提高一倍。靜電噴槍的特點是高電壓、低電流。任何靜電噴槍都必須使用限流電阻器來保證系統(tǒng)的安全。

空氣輔助無氣靜電系統(tǒng)使用限流裝置抑制電流，電源的電壓范圍為 70～100kV。噴嘴電壓總比電源電壓低，噴嘴電壓隨電源電壓、電流及系統(tǒng)電阻的變化而變化。

實際電流是由噴槍到被噴物體的距離和涂料導(dǎo)電性決定的。高電阻的涂料會降低實際電流值，提高噴嘴電壓，而高導(dǎo)電性的涂料將使實際電流升高并減少噴嘴電壓。噴嘴電壓越高，涂著率也就越高。

 

2、靜電空氣輔助無氣噴涂的工作原理

在接地工件與噴槍之間加 7.5×104～1.0×105 V的直流高壓，產(chǎn)生一個靜電場。當(dāng)帶同 樣極性電荷的涂料微粒通過一個特殊設(shè)計的噴嘴時，由一個傾斜的供料環(huán)形通道向多條細(xì)直 線通道供料，于是在細(xì)通道出口處形成無空氣霧化，在旋轉(zhuǎn)運動條件下產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生一種軟性霧化良好的圓形噴云?？諝廨o助無氣靜電噴槍利用的最大壓力為 2.5×105 Pa的壓縮空氣，加強了霧化過程，其霧化的涂料微粒被噴槍噴射到工件上時，經(jīng)過相互碰撞均勻地沉積在工件表面。那些散落在工件附近的涂料微粒仍處在靜電場的作用范圍內(nèi)，它會纏繞在工件的周圍，這樣，就涂到了工件所有的表面上。因此，噴涂工件時，不必從工件的每個方向來噴涂，即使是復(fù)雜的幾何形狀和隱蔽的位置，也只要一次噴涂就可噴好，如在噴涂柵欄、管道、小型鋼結(jié)構(gòu)件、鋼管制品等工件時，最多可節(jié)省 80%的作業(yè)時間，涂料的利用率高達 90%，并可顯著提高涂膜表面的質(zhì)量。靜電空氣輔助無氣噴涂由于具有以上優(yōu)點，正逐步取代靜電空氣噴涂和靜電無氣噴涂。下表列出了三種靜電噴涂性能的比較結(jié)果。

 

三種靜電噴涂性能的比較結(jié)果

項　　目	靜電空氣噴涂	靜電無氣噴涂	靜電空氣輔助無氣噴涂
涂膜外觀	細(xì)密	粗糙	良好，無桔皮
涂著率	好	更好	最好
涂料流量控制	低到中	高	更多控制，更快覆蓋
過噴	低	少于空氣噴涂	最少
噴幅調(diào)整	有	無	有
設(shè)備壽命	長	噴嘴磨損率高，泵壽命短	噴嘴磨損少，泵壽命比無氣型長
能耗	使用大量空氣，霧化流體效率低	效率良好	最有效霧化，使用空氣少
噴涂作業(yè)間維護	過噴最多和形成霧氣	過噴較少，有涂料反彈	過噴和霧氣最少

 

使用靜電空氣輔助無氣噴涂，可節(jié)約涂料40%，生產(chǎn)率提高，表面質(zhì)量好；同時噴漆室因過噴和殘渣的減少而減少了清理工作量，涂膜的流掛也少，涂膜更為致密，有效地改善了工人的操作環(huán)境。

 

3、生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題

（1）黏度　靜電噴涂對黏度很敏感，理想黏度為18～30s（涂-4杯）。

（2）電導(dǎo)率　以7～30MΩ·cm最合適。如電阻大，可在涂料中添加導(dǎo)電溶劑，高導(dǎo)電噴槍水性涂料無限制。

（3）吸風(fēng)　要設(shè)吸風(fēng)裝置。如果噴涂時無吸風(fēng)裝置或風(fēng)速小于0.2m/s，涂料噴射時會積淀或回彈；風(fēng)速大于0.6m/s，會使粒子飛出靜電場而減弱纏繞粒子狀況。風(fēng)速以0.4m/s 為佳。

（4）接地　接地不良時，工件充電后，電壓無回路，會因高電位、低電位放電而產(chǎn)生火花。

 

四、　高壓無氣噴涂與空氣噴涂的比較

空氣噴涂和高壓無氣噴涂如下圖所示。由兩圖可以看出，空氣噴涂時氣體在邊角反沖使邊角不易噴到，涂料回彈多；高壓無氣噴涂直射邊角，涂料回彈少。高壓無氣噴涂時，起霧少，涂膜均勻一致，減少污染，節(jié)省涂料。

 

 

左：空氣噴涂              右：高壓無氣噴涂

 

空氣噴涂與高壓無氣噴涂的比較見下。

 

空氣噴涂與高壓無氣噴涂的比較

空氣噴涂	高壓無氣噴涂
以潮濕、寒冷、帶油的空氣作為噴涂的動力，常引起在工作表面的灰色和涂膜不平	因不用帶油或寒冷空氣作噴涂動力，故表面灰色和涂膜不平的現(xiàn)象不存在
用壓縮空氣噴涂時，其漆霧是不可避免的，漆霧彌散于空氣中，造成嚴(yán)重的空氣污染	無氣噴涂不用氣，所噴出的漆霧幾乎全部到達工件表面，幾乎無漆霧反彈，施工環(huán)境良好
只有40%～50%涂料噴到工件上，其他彌散在空氣中，涂料損失嚴(yán)重，費用增加	80%以上涂料被利用，涂料損失少，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]，消耗溶劑多，溶劑揮發(fā)和漆霧飛散損害操作者的身體健康	黏度（涂-4杯）在35s以下的涂料無須稀釋即可直接用于噴涂，不存在外加稀釋劑的污染問題
因強烈的氣流反沖，工作角落和凹凸不平處難于形成均勻的涂膜，造成厚此薄彼	無氣流反沖，工件表面各處均可得到均勻的涂膜
因涂料黏度小，一次噴涂難以獲得理想厚度的涂膜，須經(jīng)多道噴涂完成，且稀釋漆料費料、費時	高黏度涂料用于噴涂。一遍即可達到所需涂膜的厚度