涂料施工應用(ESTA噴涂原理簡介)

1、BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings涂料施工應用技術(shù)涂料施工應用技術(shù)BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings SewagepurificationFrigid areaFrigid areaClearcoatSpraying boothFrigid areaReoperations-dryerE-Coat-grindingPrimer - grindingInspection &reoperation Basec

2、oatSpraying boothCaulking & Under-body coatingCoatsupplySludgedisposalAirconditioningWaste air purificationPretreatmentCathodic Electrodeposition Painting (E-Coat)E-CoatdryerdryerdryerPrimerTop coatPrimer spray boothControl UnitsevaporationCavitypreservationReoperationSpray booth一般涂裝線布局一般涂裝線布局BA

3、SF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings 涂料施工應用技術(shù)涂料施工應用技術(shù) ： 手工噴涂 l 虹吸式l 重力式l 壓力式 靜電噴涂l 手工l 旋杯 自動噴涂l 機器人l 往復機BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings 各種施工技術(shù)的油漆利用率各種施工技術(shù)的油漆利用率 ：air spray gun, manual30 - 40 %auto air spray gun40 - 50 %electrostatic air spray

4、gun50 - 65 %HVLP gun55 - 70 %high rotation bell, ext. charge65 - 85 %high rotation bell, direct charge70 - 90 %BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM CoatingsESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings高速旋杯靜電自動噴涂高速旋杯靜電自動噴涂ESTA ESTA 特點：特點： m 成膜分布好，顏

5、色均勻，質(zhì)量穩(wěn)定成膜分布好，顏色均勻，質(zhì)量穩(wěn)定 m 涂著效率高涂著效率高( (可大于可大于9090) )m 節(jié)能降耗保護環(huán)境節(jié)能降耗保護環(huán)境m 迅速有效的顏色變換和涂料清除，生產(chǎn)效率高迅速有效的顏色變換和涂料清除，生產(chǎn)效率高m 能霧化噴涂粘度高固體分高油漆，低能霧化噴涂粘度高固體分高油漆，低VOCVOC BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介回流回流涂料輸送裝置涂料輸送裝置閥門閥門成形空氣成形空氣電機氣流電機氣流回流閥門回流閥門1 概述概述電機氣流電機氣流BAS

6、F Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介 旋轉(zhuǎn)式噴杯噴涂示意圖旋轉(zhuǎn)式噴杯噴涂示意圖噴杯噴杯噴射漆流噴射漆流包覆效應包覆效應工件工件 漆液的機械霧化漆液的機械霧化 靜電加壓使漆粒帶電與靜電霧化靜電加壓使漆粒帶電與靜電霧化 將霧化的漆粒噴射到被涂物上將霧化的漆粒噴射到被涂物上 成膜成膜1 概述概述BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介2 霧化

7、工藝霧化工藝 旋轉(zhuǎn)式霧化裝置，涂料首先被運送至噴杯內(nèi)壁，然后借助旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離旋轉(zhuǎn)式霧化裝置，涂料首先被運送至噴杯內(nèi)壁，然后借助旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將涂料傳輸至噴口位置，霧化過程僅僅是通過機械作用力（離心力、空心力將涂料傳輸至噴口位置，霧化過程僅僅是通過機械作用力（離心力、空氣動力）來實現(xiàn)的。氣動力）來實現(xiàn)的。 在噴杯轉(zhuǎn)速不斷增加情況下，一般線狀霧化向片層狀或渦輪狀多片式霧化在噴杯轉(zhuǎn)速不斷增加情況下，一般線狀霧化向片層狀或渦輪狀多片式霧化轉(zhuǎn)化，多片式霧化處理之后的漆粒不會有衰變。即當噴杯的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)化，多片式霧化處理之后的漆粒不會有衰變。即當噴杯的轉(zhuǎn)速大于20000 min-1時，在高速旋轉(zhuǎn)情況

8、下進行涂料的霧化處理，此時漆粒不會有衰時，在高速旋轉(zhuǎn)情況下進行涂料的霧化處理，此時漆粒不會有衰變現(xiàn)象出現(xiàn)，分布范圍要比線狀霧化后的漆粒分布范圍要寬的多。變現(xiàn)象出現(xiàn)，分布范圍要比線狀霧化后的漆粒分布范圍要寬的多。 FZ = m w w2 R = m (2 p p n)2 RBASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings 2 霧化工藝霧化工藝 霧化與杯速霧化與杯速. .ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM

9、 Coatings 2 霧化工藝霧化工藝旋杯霧化曲線旋杯霧化曲線：ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介Amount of droplets (%)Droplet size (m) 液液 滴滴 尺尺 寸寸2 霧化工藝霧化工藝粒徑分布粒徑分布 BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介 3 涂

10、料加壓機制涂料加壓機制 旋杯或極針接負極，被涂件接正極，加電壓后在旋杯（或極針）與被 涂件之間形成靜電磁場，當電壓足夠高時，旋杯（或極針）附近區(qū)域的空 氣被電離擊穿，產(chǎn)生強烈電暈放電，并使靜電場形成氣體電離區(qū)域。 被霧化的涂料在旋杯邊緣或極針處接觸帶電，帶電的漆滴經(jīng)過氣體電 離區(qū)時再次帶電，同時被分裂成更細小的帶電液滴，并由電場力的作用向 正極的被涂件移動，最終涂覆在被涂件面上。 如果靜電壓過高或噴涂距離過小，旋杯（或極針）與被涂件之間的空 氣全部被擊穿，此時即發(fā)生火花放電，將引起噴涂設備、有機溶劑燃燒、 爆炸的不安全狀態(tài),但噴涂設備的安全保護裝置，在火花放電之前就把高 壓切斷，使涂裝設備與涂

11、裝車間始終確保在安全狀態(tài)。BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介 3 涂料加壓機制涂料加壓機制 在在靜電磁場下，對漆粒有一個作用力，這個電場力的大小取決于電場強靜電磁場下，對漆粒有一個作用力，這個電場力的大小取決于電場強 度與漆粒上的電荷量。度與漆粒上的電荷量。 F = Q E E =V / S 這一作用力的方向同電力線的方向相同，會在一定程度上加快漆粒的這一作用力的方向同電力線的方向相同，會在一定程度上加快漆粒的 運動速度。運動速度。 電壓升高會加強靜電場的電

12、場力，此時被涂物體表面部位的磁力線密度電壓升高會加強靜電場的電場力，此時被涂物體表面部位的磁力線密度 較高較高,尤其是在折角、邊緣部位的銳角處尤其是在折角、邊緣部位的銳角處，會使得涂料的上漆率增加，從而導會使得涂料的上漆率增加，從而導 致此處涂層表面出現(xiàn)流掛致此處涂層表面出現(xiàn)流掛、氣泡、發(fā)花等缺陷。氣泡、發(fā)花等缺陷。BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理噴涂原理 3 涂料加壓機制涂料加壓機制l 直接加壓直接加壓加壓的電極即為旋杯的折角加壓的電極即為旋杯的折角l 間接加壓間接加壓

13、加壓的電極呈環(huán)狀圍繞在噴杯杯體外側(cè)加壓的電極呈環(huán)狀圍繞在噴杯杯體外側(cè) 直接加壓 與間接加壓，“涂料霧化”和“高壓” 這兩個步驟實施的先后次序有所不同。如果設備采用的是間接加壓，那么涂料必須先進行霧化，然后通過在電極上產(chǎn)生的靜電高壓使涂料帶電。如果采用直接加壓，那么涂料的霧化和加壓過程都在噴杯的邊緣位置上同步完成。 一般來說，旋轉(zhuǎn)式噴杯的高壓上限為 100 KVBASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理噴涂原理 3涂料加壓機制涂料加壓機制直接加壓直接加壓間接加壓間接加壓BASF Sh

14、anghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings靜電場的電力線分布靜電場的電力線分布折角與正面的電力線密度較其它地方高BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介 4漆粒的運行漆粒的運行 噴射漆流分為二個主要的漆粒流：噴射漆流分為二個主要的漆粒流：徑向漆粒流，以輻射狀從噴杯中噴出徑向漆粒流，以輻射狀從噴杯中噴出圓錐形噴射流中軸向的回流漆粒流圓錐形噴射流中軸向的回流漆粒流BASF Shanghai Coat

15、ings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介 4 漆粒的運行漆粒的運行l(wèi) 借助于靜電磁場的作用力傳遞漆粒借助于靜電磁場的作用力傳遞漆粒 借助于靜電磁場的作用力傳送漆粒的過程中，漆粒不會沿著磁力線運動， 這是因為噴杯高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦流及其本身的重力，以及噴杯內(nèi)輻射狀離 心漆粒所產(chǎn)生的離心力都會對漆粒的運行軌跡造成一定影響，當然，磁力線 本身對于漆粒達到油漆對象的 途徑也有一定影響。l 借助于空氣流動傳遞漆粒借助于空氣流動傳遞漆粒 除電壓值以外，成形空氣也是影響漆流噴射形狀以及漆粒運動速度的一 個主要參數(shù)

16、，渦流的形狀取決于空氣壓力的大小，成形空氣的供給情況（空氣配給環(huán)）以及噴杯的結(jié)構(gòu)形狀，對于漆粒的運行軌跡起著決定性的作用。BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介4 漆粒的運行漆粒的運行 漆粒的運行軌跡漆粒的運行軌跡 噴杯和油漆對象之間會形成一個較大的渦流，在這個區(qū)域內(nèi)漆粒會進行單次或多次運動，同時會有一些漆粒從渦流中甩出，在渦流中還存在漆流的回流，漆粒回流的程度會在電壓被切斷的瞬間急劇增大。BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF

17、BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介4. 漆粒的運行漆粒的運行 質(zhì)量慣性與運動軌跡質(zhì)量慣性與運動軌跡 漆粒會沿著電力線達到異性物質(zhì)（接地基材），在此過程中，由于漆粒本身存在質(zhì)量慣性，因此漆粒的實際運動軌跡和傳遞路徑有少許偏差。 由此，可能會在基材表面形成一些不規(guī)則的漆斑，或者在霧化裝置或自動運行設備上留下一些析出物質(zhì)（如污物）。 BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介 4.漆粒的運行漆粒的運行影響參

18、數(shù)影響參數(shù) 質(zhì)量慣性質(zhì)量慣性 （離心力）（離心力） 電壓產(chǎn)生的電場力電壓產(chǎn)生的電場力 成形空氣成形空氣 質(zhì)量產(chǎn)生的重力質(zhì)量產(chǎn)生的重力 噴漆室內(nèi)的空氣流動噴漆室內(nèi)的空氣流動BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介5 粒徑的分布與漆膜結(jié)構(gòu)粒徑的分布與漆膜結(jié)構(gòu) 采用空氣霧化裝置進行油漆噴涂時，小顆粒漆粒容易隨著物體表面氣流方向的轉(zhuǎn)換而變化運行方向， 以至于可能無法準確達到被涂表面；而大顆粒漆粒由于其本身的質(zhì)量較大，故不易偏離其運行軌道。（10 m漆粒到達被涂面約 10

19、%, 40 m 約80 %.） 采用靜電旋杯進行油漆噴涂時相反，小顆粒漆粒由于其本身質(zhì)量較輕，容易沿著磁力線到達被涂物體表面，而大顆粒漆粒容易在離心力作用下被甩出，成形空氣和磁力還不足以使大顆粒的漆?？朔x心力作用，進而到達被涂物體表面。BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM CoatingsBASFCoatings AGESTAPneumatic空氣噴涂Overspray 過噴涂Effect pigments ( for ex. . Aluminium flakes) 效應顏料（鋁粉）Pigments with low d

20、ensity 低密度顏料Pigments with high density 高密度顏料5 ESTA與空氣噴涂與空氣噴涂 的漆膜結(jié)構(gòu)差異的漆膜結(jié)構(gòu)差異BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原理簡介 ：6 ESTA與空氣噴涂的漆膜結(jié)構(gòu)差異與空氣噴涂的漆膜結(jié)構(gòu)差異實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)空氣噴涂空氣噴涂ESTA噴涂噴涂BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA ESTA 噴涂原理簡介噴涂原

21、理簡介6 ESTA 與空氣噴涂對排列的影響：與空氣噴涂對排列的影響：靜電噴涂效果顏料排列靜電噴涂效果顏料排列傳統(tǒng)空氣噴涂效果顏料排列傳統(tǒng)空氣噴涂效果顏料排列BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings 旋杯噴涂參數(shù)與霧化關(guān)系圖旋杯噴涂參數(shù)與霧化關(guān)系圖m 表面張力角速度密度杯直徑施工粘度吐漆量影響因素變化率漆霧粒子尺寸變化增大減小BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA 噴涂參數(shù)對噴涂效果影響噴涂參數(shù)對噴涂效果影響 ：m

22、 轉(zhuǎn)速對噴涂效果影響轉(zhuǎn)速對噴涂效果影響 轉(zhuǎn)速對漆液霧化粒徑影響因素最大（霧化粒徑大小是漆膜流平的重要因素，霧化粒徑小，漆膜平滑性好）。轉(zhuǎn)速在20000 r/min后漆粒不會衰變，25000 r/min后，粒徑趨小的變化趨于平緩。 轉(zhuǎn)速提高，漆霧密度趨小，漆中的溶劑揮發(fā)加快，要根據(jù)氣溫噴房溫度及轉(zhuǎn)速等）酌情添高沸點溶劑。 轉(zhuǎn)速提高離心力增大，其它參數(shù)不變情況下，則質(zhì)量較重或粒徑較大的顏料鋁粉易甩出原噴涂軌跡范圍，ESTA噴涂與空氣噴涂漆膜結(jié)構(gòu)有差異。BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA 噴涂參數(shù)對

23、噴涂效果影響噴涂參數(shù)對噴涂效果影響 ：m 電壓對噴涂效果影響：電壓對噴涂效果影響： 電壓升高，靜電霧化增強，電壓升高，靜電霧化增強， 噴涂范圍變寬噴涂范圍變寬; 漆霧粒徑降低；漆霧粒徑降低； 邊緣效應趨于明顯；邊緣效應趨于明顯； 電壓值為電壓值為0 0 kvkv漆粒平均直徑與電壓值高低的關(guān)系漆粒平均直徑與電壓值高低的關(guān)系141516171819202101020304050607080電壓值電壓值漆粒直徑漆粒直徑BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM CoatingsESTA 噴涂參數(shù)對噴涂效果影響噴涂參數(shù)對噴涂效果影響 ：

24、m 油漆流量對噴涂效果影響：油漆流量對噴涂效果影響： 增大涂料的流量，其主要表現(xiàn)為圓錐形噴射漆流的寬度增加，漆流的密度增大涂料的流量，其主要表現(xiàn)為圓錐形噴射漆流的寬度增加，漆流的密度 增大（漆?？倲?shù)；漆粒流的密度），同時，產(chǎn)生的粗顆粒的漆粒的比例也會增大（漆粒總數(shù)；漆粒流的密度），同時，產(chǎn)生的粗顆粒的漆粒的比例也會 相對有所下降。相對有所下降。 將涂料的流量增大一倍，以上三種現(xiàn)象的劃分比例為：將涂料的流量增大一倍，以上三種現(xiàn)象的劃分比例為： 漆粒流的密度增大漆粒流的密度增大, 即膜厚增加，即膜厚增加， 占占50 左右左右 噴涂的寬度從噴涂的寬度從240擴大至約擴大至約280mm, 占占40 左

25、右左右 漆粒的直徑從漆粒的直徑從38.5增大至增大至40 m , 占占10 左右左右 涂料流量的增大對于漆粒直徑?jīng)]有太大的影響，涂料流量的加倍只能使漆涂料流量的增大對于漆粒直徑?jīng)]有太大的影響，涂料流量的加倍只能使漆 粒直徑擴大約粒直徑擴大約1.52mBASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings ESTA 噴涂參數(shù)對噴涂效果影響噴涂參數(shù)對噴涂效果影響 ：m 施工粘度對噴涂效果影響；施工粘度對噴涂效果影響； 從旋杯噴涂參數(shù)對霧化影響圖中看出，施工粘度對漆粒粒徑的影響很小。所以ESTA噴涂，相對空氣噴涂來說，可以用粘度

26、較高，吐漆量較大的參數(shù)進行施工，一次噴涂即能達到較厚膜厚，提高施工效率，這也是ESTA噴涂的優(yōu)點之一。 施工粘度雖對漆粒粒徑影響很小，但粘度高低仍使粒徑有所變化，粘度降低粒徑也略微減小，稍能提高漆膜平滑度，略降長短波。同時降低粘度，外加862溶劑增多，噴涂中溶劑揮發(fā)加快，漆膜易干。如趨向干噴狀態(tài)，則效果相反，短波變大，易引起失光。故需通過實驗，才能確定最佳粘度范圍。 BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM CoatingsBASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive O

27、EM Coatingscmcm 噴射漆流的形狀以及漆膜厚度的分布噴射漆流的形狀以及漆膜厚度的分布0123456789101112130510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 800123456789101112130510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80film thickness mfilm thickness mEcobellEcobell MSlide from DRR CompanyBASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM CoatingsBASF Shanghai Coatings Co., Ltd.ESTA/Pneumatic100% ESTA不同施工工藝下效果顏料在漆膜中的結(jié)構(gòu)情況不同施工工藝下效果顏料在漆膜中的結(jié)構(gòu)情況不同施工工藝下效果顏料在漆膜中的結(jié)構(gòu)情況不同施工工藝下效果顏料在漆膜中的結(jié)構(gòu)情況BASF Shanghai Coatings Co.,Ltd BASF BASFAutomotive OEM Coatings EST