粉末涂料知识点大搜罗来了！小白赶紧收藏
粉末涂料是用于施加干燥涂料的干法涂饰工艺。涂料由树脂和颜料的精细研磨颗粒（用于着色）以及具有特定功能（例如光泽或硬度）的其他添加剂组成。将干粉涂料输送到装有电极的喷枪头，以在粉末通过枪头的带电区域时为粉末提供静电荷。带电粉末颗粒被吸引到接地部分，并通过静电吸引保持在那里，直到在固化炉中熔化并融合成均匀的涂层。
自从40多年前推出以来，粉末涂料已越来越受欢迎，现在已被许多普通家用和工业产品制造商使用。在北美，据估计有超过5,000个整理剂使用粉末在各种产品上生产高质量，耐用的整理剂。粉末涂料的表面涂层可以抗刮擦、抗腐蚀、抗磨损、抗化学药品和清洁剂，并且该工艺可以降低成本，提高效率并促进对环境法规的遵守。
由于粉末涂料不含溶剂，因此该过程向大气中排放的挥发性有机化合物（VOC）可忽略不计。它在应用领域中不需要诸如液体精加工操作所需的排气，过滤或溶剂回收系统。粉末喷涂室的废气可以安全地返回到喷涂室，而较少的烤箱空气排到室外，这使得粉末喷涂成为安全，清洁的后处理替代方案，并节省了大量的能源和成本。
从理论上讲，粉末过量喷涂的100％可以回收再利用。即使在收集过滤系统和零件悬挂架上有些损失，粉末的利用率也可能很高。过量喷涂的粉末可通过回收装置回收，并返回给料斗，以通过系统再循环。产生的废物通常可以轻松，经济地处置。
粉末涂料不需要风干或闪蒸时间。与某些液体涂层系统相比，零件可以更紧密地放置在一起，并且可以自动涂覆更多零件。使粉末涂料流淌、滴落或流挂是非常困难的，从而导致外观问题的废品率大大降低。
与某些其他喷涂技术相比，粉末喷涂操作需要最少的操作员培训和监督。员工通常更喜欢使用干粉而不是液体涂料，而且在保洁方面的问题和衣物污染也要保持在最低水平。而且，更容易遵守联邦和州法规，既节省时间又节省金钱。简而言之，粉末涂料可以提供五个“ E”：经济、效率、节能、环保和出色的表面处理。
粉末涂料有两种类型：热塑性和热固性。热塑性粉末在加热时会熔化并流动，但是一旦冷却并固化，它们仍具有相同的化学组成。热固性粉末涂料在暴露于热时也会熔化，但随后它们内部或与其他反应性组分发生化学交联。固化的涂层具有与碱性树脂不同的化学结构。热固性涂料具有热稳定性，并且与热塑性粉末不同，在重新加热时不会软化回液相。与某些热塑性粉末涂料相比，热固性粉末也可以通过喷涂来形成更薄的薄膜，并具有更好的外观。
粉末涂料开发的主要动力是追求一种环保的替代溶剂型涂料的方法。为了追求可喷涂的低VOC涂料，Pieter博士 荷兰的de Lange开发了在Z型叶片混合机中进行热熔配混的方法。这使得粉末涂料的一致性更高，并为薄膜热固性产品提供了机会，该产品可以更好地与液体涂料竞争。De Lange还在1960年开发了用于热固性粉末涂料的静电喷涂方法。通过在干燥粉末中添加压缩空气来“流化”材料，他能够喷涂涂料并提供装饰膜。该过程于1960年代在美国引入，并在随后的30年中持续快速增长。
粉末预处理
粉末喷涂过程的第一步是准备或预处理零件。要涂覆的产品要进行清洁和预处理操作，以确保要涂覆的表面清洁并且没有油脂、灰尘、油、锈和其他污染物。化学预处理通常在一系列喷雾室内进行。首先使用碱性，酸性或中性清洁剂清洁零件。在许多情况下，零件用铁或磷酸锌的转化膜或过渡金属转化膜（例如氧化锆产品）进行表面处理。每个阶段通常由冲洗阶段隔开，以去除残留的化学物质。喷涂系统可以对各种零件尺寸和配置进行预处理；在某些应用中，可以使用浸渍罐代替喷雾罐。
具体的预处理过程选择哪种材料取决于涂层和基材的特性，以及被涂层产品的最终用途。粉末涂料中最常用的预处理是用于钢的磷酸铁，用于镀锌或钢基材的磷酸锌，以及用于铝基材的磷酸铬或非铬处理。除了传统的磷酸盐工艺外，还出现了使用过渡金属和有机金属材料或其他替代品的一组新技术。这些替代的转化涂层可以在很少或没有热量的情况下施涂，并且与常规的磷酸铁或磷酸锌配方相比，它们在预处理槽中更不容易产生淤渣。结果是在降低能源成本，减少占地面积要求和减少废物处置要求方面提高了运行效率。
就地干燥的预处理产品，例如用碱金属磷酸盐进行的密封冲洗，可以减少粉末涂料施工之前所需的步骤数。铬原位干燥处理对多金属基材有效，并且可能是某些应用所需的唯一预处理。非铬技术也很常用。随着时间的流逝，非铬铝处理剂以其优异的性能而变得非常流行。
化学预处理过程完成后，零件将在低温干燥箱中干燥。然后可以准备进行涂层。
对于许多功能性应用，可以使用机械预处理，例如喷砂或喷丸处理。通过这种方法，使用高速空气将沙粒或钢丸射向基材，从而在该部件上形成锚固图案，从而改善粉末涂料对基材的附着力。机械清洁对于去除无机污染物（例如铁锈、轧机氧化皮和激光氧化物）特别有用。
机械喷砂可单独使用或与化学处理一起使用。喷砂操作可为粘结提供出色的表面，但不会增加任何额外的腐蚀防护。在许多情况下，喷砂表面首先要涂覆合适的底漆，以为仅喷砂表面增加额外的腐蚀保护。通过使用含锌材料可以进一步增强底漆。
粉末应用
喷涂粉末涂料的最常见方法是使用带有粉末输送系统和静电喷枪的喷涂设备。带有粉末回收系统的喷房用于封闭喷涂过程，并收集所有喷涂过量的粉末。
粉末输送系统包括一个粉末存储容器或进料斗，以及将粉末和空气的混合物输送到软管或进料管中的泵送设备。一些进料斗会振动，以帮助防止粉末在进入运输线之前堵塞或结块。
静电粉末喷枪可引导粉末流动。他们使用喷嘴控制喷枪喷出的喷枪的图案大小，形状和密度。它们还为要喷涂的粉末充电，并控制粉末在靶上的沉积速率和位置。喷枪可以是手动的（手持式），也可以是自动的（安装在固定的架子或往复运动器或其他提供喷枪运动的装置上）。施加在粉末颗粒上的电荷会促使它们包裹在零件上并沉积在产品表面上，而不是直接在喷枪的路径上
最常用的电晕充电枪会在电极与被涂产品之间产生高压，低安培的静电场。通过电极尖端电离静电场的粉末颗粒带电并沉积在零件的电气接地表面上。
另一种充电方式是摩擦充电喷枪。在这样的枪中，粉末颗粒从摩擦中接收其静电电荷，该摩擦在颗粒摩擦枪内部的固体绝缘体或导体时发生。绝缘子从粉末中剥离电子，产生带正电的粉末颗粒。
粉末也可以通过称为钟罩式或旋转式雾化器的喷涂设备来施加。粉末钟使用涡轮机，该涡轮在封闭的粉末钟头中旋转。粉末被输送到钟形头并在离心力的作用下散布成圆形。粉末通过钟形头或外部安装的电极之间的电场并收集电荷。粉末钟提供高水平的充电效率和转移效率。钟形的较大图案对于覆盖较大的零件非常有效。
使用振荡器，往复机和机器人来控制喷涂设备可降低人工成本，并在许多应用中提供更一致的覆盖范围。喷枪扳机（使用可以检测零件何时正确放置的装置打开和关闭喷枪）可以减少喷涂过多，从而降低材料和维护成本。
其他粉末喷涂系统
除了用静电喷枪喷涂外，还可通过称为流化床的浸涂法喷涂粉末涂料。流化床粉末涂料是由Edwin Gemmer开发的，用于热塑性树脂的应用，并于1953年获得专利。
在流化床涂层中，将零件预热至450–500°F，然后将其浸入装有粉末材料的罐中，该材料已通过罐底部的多孔膜通过添加压缩空气而被“流化”。在某些情况下，粉末带静电。
另一个选择是火焰喷涂应用。在用于喷涂热塑性粉末材料的火焰喷涂中，使用压缩空气将粉末在热风枪中通过火焰推进。火焰的热量使粉末熔化，从而无需烤箱。
另一应用方法称为热植绒。在此过程中，将要涂覆的零件进行预热，以使喷涂的粉末在与热的零件表面接触时会胶凝。热植绒通常用于功能性环氧应用，因为它会形成一层厚膜，从而提供出色的性能。这些熔融粘合环氧树脂（FBE）产品通常用于在极端条件下（例如油田或海上应用）涂覆阀门和管道。
喷粉房
粉末喷涂是专门为安全容纳粉末喷溅。展位入口和出口的尺寸必须适当，以便在要涂覆的零件的尺寸范围内留有余地，并且穿过展位的气流必须足以将所有过量喷涂物引导至回收系统，但不能过分用力，以免破坏粉末的沉积和残留。
有一些设计用于有限的批量生产操作，而一些较大的摊位则用于批量操作，其中零件通过某种类型的吊架进行输送。批处理间用于涂覆挂在单个衣架，架子或手推车上的单个零件或零件组。输送间可以在中高产量的生产过程中连续涂覆悬挂在高架输送线上的零件。
边缘链式摊位设计用于倒置输送机，该输送机具有用于固定零件的主轴或托架。当零件通过固定的喷枪时，零件在主轴上旋转。
扁平生产线摊位和输送机系统用于金属薄板和厚度最小的类似零件的单面涂层。平面摊位使用水平传送带，该传送带穿过粉末摊位，将要涂覆的零件承载在其表面上。
正确设计，操作和维护的粉末系统可以在45分钟至不到15分钟的任何时间内使颜色从再生颜色变为另一种再生颜色。对于不能消除过度喷涂的颜色变化，对于自动系统，可以将颜色更改时间减少到非常短的几分钟，对于手动系统，可以将其更改到最短一分钟。粉末烤房可以包括促进颜色变化的特殊功能，例如不吸引粉末的非导电壁，弯曲的烤房壁以阻止粉末在角落的堆积，或将粉末颗粒刷到地板和回收系统的自动扫地机。
通过在每个喷枪枪管处设置吹气喷嘴，以及在喷漆室外部喷枪后部轻松更改连接，也可以促进快速换色。喷枪可以自动吹走枪管的外部，也可以使用自动吹扫系统处理软管和枪管的内部。
粉末回收系统使用旋风分离器或盒式过滤器模块，这些模块可以专用于每种颜色，并且在需要更改颜色时可以移除并更换。设备供应商在喷漆间进行了重大的设计改进，既可以快速更换颜色，又可以减少停机时间，并可以回收大量的过喷。使用正确的粉末回收技术可以提高粉末利用率。是否将粉末回收再利用的决定取决于与回收过程相关的时间和成本相比，喷出的粉末的价值。在长期使用昂贵的粉末的情况下，进行15分钟或更长时间的换色可能非常经济，但是在短期使用或低价值的粉末的情况下，时间可能不合理。
粉末涂层零件的固化
热固性粉末材料需要在一定时间内施加一定量的热能，以产生将能量交联到薄膜中所需的化学反应。粉末材料在受热时会熔化，流到水平膜中，然后开始化学交联，最后最终完全固化。可以使用各种方法来提供固化所需的能量。
对流烤箱使用热源（通常是天然气）和风扇通过烤箱内部的管道分配和循环空气。加热的空气将依次加热零件和涂层。对流烤箱是用于粉末的最常见的固化烤箱类型。当零件达到峰值温度时，它将热量传导到涂层中并使粉末固化。
使用气体或电力作为能源的红外（IR）烤箱发出IR波段的辐射。该辐射能被粉末和紧接在粉末下方的基材吸收，而无需将整个零件加热到固化温度。这允许相对快速的热量上升，导致粉末在暴露足够的时间后流动并固化。零件可以在IR烤箱中以更少的时间固化，但是零件的形状和密度会影响固化的均匀性。
组合烤箱通常在第一区域使用IR来快速熔化粉末。然后，随后的对流区域可以使用相对较高的气流，而不会干扰粉末。这些较高的流量允许更快的热传递和更短的固化时间。
可以使用多种辐射固化技术，包括近红外、紫外线（UV）和电子束（EB）。这些工艺有可能为热敏性基材（如木材，塑料零件和具有热敏性细节的组装部件）的粉末喷涂开辟新的应用领域。
UV固化需要特殊配制的粉末，可以通过暴露在紫外线下进行固化。首先需要将粉末暴露于足够的热量下，以便在暴露于紫外线能量时熔化。最初的热源通常是红外线，但也可以使用对流加热。然后将涂层暴露于紫外线灯下。涂料中的光引发剂吸收紫外线能量，并在几秒钟内将熔融薄膜转化为固体固化的表面涂层。
近红外固化还使用特殊配方的粉末，再加上高能光源和高聚焦反射器系统，以在几秒钟内完成粉末涂层和固化过程。诸如内部垫圈，液压缸和气囊罐之类的热敏组装零件可以从该技术中受益。
感应炉通常用于在粉末喷涂之前对零件进行预热，以帮助加快成膜速度。它们通常用于熔融粘结的环氧涂料应用中，例如混凝土钢筋和用于气体传输的管道涂料。这样的系统以高线速度运行，并且胶卷厚度通常大于10密耳。
粉末技术的进步
粉末喷涂设备和加工几个领域的最新发展显着提高了整个过程的生产率和质量，并扩大了粉末喷涂零件的应用范围。这些包括在中密度纤维板（MDF），拉挤成型，玻璃和其他独特基材上的应用。已经开发出低温固化产品来容纳热敏基材。
已经开发出一种用于塑料零件的模内粉末涂料工艺，其中在成型周期开始之前，将粉末涂料喷涂到加热的模具型腔上。在模制操作过程中，粉末涂料会化学键合到模塑料上，从而形成具有抗碎裂和抗冲击涂层的产品。
已开发出多层工艺，以提供卓越的性能和非常高质量的外观。底漆，底漆和色漆与清漆结合用于汽车产品，船艇和其他要求卓越品质的产品上。
微处理器和机器人技术的进步也促进了粉末喷涂设备的增产。机器人通常用于需要重复性和高产量的有限零件的地方。当与模拟粉末输出和电压控制装置结合使用时，机器人可以在喷涂过程中调整粉末输送设置，而操作则很难手动完成。
粉末涂料的市场和用途
如今，粉末涂料几乎可以使用每种颜色以及各种纹理和光泽。粉末涂料用于数百种零件和产品，包括几乎所有金属庭院家具和大多数金属陈列架，商店货架和商店固定装置。诸如弹簧和用于家庭和办公室的储物篮之类的线状产品通常涂有粉末涂料。
对于热固性粉末，家电行业是最大的单一市场领域。热固性粉末材料可提供均匀的薄膜，从而对切屑，冲击，清洁剂和化学物质具有很高的抵抗力，这对家电行业至关重要。应用范围包括冰箱，洗衣机顶盖和盖子，烘干机滚筒，炉灶外壳，洗碗机，微波炉腔，冷冻柜和外部空调单元。
粉末涂料零件在汽车上的应用包括车轮、格栅、保险杠、轮毂盖、门把手、装饰条、散热器、气囊组件、发动机缸体和许多发动机罩下组件以及拖车和拖车挂钩。现在，有几家汽车制造商正在将粉末清漆涂在液体外墙底漆上，并且有些汽车还涂有粉末涂料。宝马和梅赛德斯汽车上已经使用了透明的丙烯酸面漆。
在汽车售后市场中，高耐热粉末涂料用于对消音器进行精加工以抵抗腐蚀，防止划痕并延长消音器的使用寿命。轻型卡车和SUV的所有者可以作为经销商附加产品或从售后市场的供应商处购买粉末涂层的踏板，床栏杆，行李架和工具箱。粉末制造商还与汽车行业合作，以完善塑料制品的粉末涂层，例如轮罩、后视镜、门把手和空调通风口。
随着越来越多的粉末涂料机能够容纳大型零件，正在对诸如农业和建筑设备中使用的越野车框架进行粉末喷涂，具有良好的紫外线和天气防护性能，并且对盐雾和肥料具有很高的抵抗力。
建筑部件和建筑用品的制造商在窗户，门框，店面和庇护所上使用了粉末涂层铝型材。
在美国，最近安装的用于铝型材粉末喷涂的垂直生产线在欧洲已经很多年了，这提高了生产速度和表面质量。许多高速公路和建筑项目在灯杆、体育场座位、护栏、柱子和围栏上使用粉末涂料。
许多草坪和园林工具，包括独轮车、割草机、草坪喷水器、吹雪机、雪铲、烧烤、丙烷罐和园林工具，都涂有粉末涂料，日常用品如照明设备，天线和电气元件也涂有粉末涂料。体育用品的应用包括粉末涂料的自行车，露营设备，健身器材和高尔夫球杆。
粉末涂料被广泛用于办公家具和设备，包括文件抽屉、计算机柜和书桌。父母使用涂有粉末涂料的婴儿推车，婴儿床、游戏围栏、汽车座椅和玩具；消费者还拥有带有粉末涂层组件的电子组件，浴室磅秤、工具箱、笔记本电脑、手机和灭火器。
功能性粉末应用是一个不断发展的市场，在粉末市场上，粉末被用于钢筋，以加固桥梁、建筑物、挡土墙和道路。熔结环氧粉末涂料的应用是为了保护气体和石油输送管、阀门、饮用水应用和弹簧的内径（ID）和外径（OD）。
粉末涂料的应用正在扩展。在塑料上的粉末和木材上的粉末，特别是中密度纤维板领域，继续有更多的应用。粉末涂料的不断发展和粉末喷涂的新方法有望实现更多的应用，而这可能是当今无法想象的。