Le processus de pulvérisation du revêtement en poudre comprend principalement la pulvérisation corona et la pulvérisation tribo. La pulvérisation corona est largement utilisée en Chine et n'a pas d'exigences élevées pour les revêtements en poudre. Toutefois, l'effet Faraday provoque des zones mortes sur les pièces complexes, ce qui rend la pulvérisation difficile, c'est-à-dire qu'il est difficile de pulvériser certains coins. Le pistolet de pulvérisation à effet corona a été amélioré à de nombreuses reprises, mais l'effet Faraday ne peut qu'être réduit. Il est impossible de l'éviter. La pulvérisation tribo peut résoudre efficacement le problème des zones mortes de poudrage sur les pièces complexes, mais elle nécessite une chargeabilité élevée du revêtement en poudre. C'est pourquoi de nombreux fabricants de peintures en poudre à base de polyester ont successivement lancé des résines polyester adaptées à la pulvérisation triboélectrique, telles que nos modèles SJ4EDT, SJ4ETDT, SJ4866DT, SJ4C et autres, qui ont tous de très bons effets de charge triboélectrique et ont obtenu des résultats idéaux dans les applications pratiques par les clients au pays et à l'étranger.
2 Principe, avantages et inconvénients de la pulvérisation au pistolet tribo
Le pistolet tribo fonctionne par charge triboélectrique, ce qui signifie que les particules de poudre s'entrechoquent, se frottent, entrent en contact et se désengagent avec le matériau polymère spécial (polytétrafluoroéthylène ou nylon) sur la paroi intérieure du canon, générant ainsi une charge électrique.
Les avantages du procédé de pulvérisation au pistolet tribo sont les suivants
- Taux élevé d'application de la poudre dès la première fois, ce qui améliore l'efficacité de la pulvérisation et réduit la récupération de la poudre.
Surmonte l'effet Faraday, ce qui est particulièrement efficace pour la pulvérisation de pièces complexes.
Par rapport aux pistolets à effet corona, la poudre est répartie plus uniformément sur la pièce, et la surface du film de revêtement est plus lisse et plus plate.
Il peut être entièrement et pratiquement automatisé, ce qui réduit les coûts de main-d'œuvre.
Les inconvénients de la pulvérisation triboélectrique sont principalement les suivants :
Les pistolets triboélectriques sont coûteux et ont des coûts d'entretien élevés.
La pulvérisation triboélectrique est soumise à des exigences élevées en matière d'environnement et de processus.
- La pulvérisation au pistolet tribo a des exigences de qualité élevées pour les revêtements en poudre et doit avoir de bonnes propriétés de charge tribo.
Compte tenu des nombreux avantages de la pulvérisation au pistolet tribo, cette technique est largement plébiscitée par les fabricants de revêtements en poudre nationaux et étrangers, et ces derniers ont défini des exigences techniques correspondantes pour les propriétés de tribochargement des revêtements en poudre. Cet article démontre expérimentalement les facteurs qui affectent la tribo-charge des revêtements en poudre.
3 Partie test
Il existe des différences entre les différents modèles de pistolets tribo fournis par les différents fabricants. Afin d'éliminer les erreurs expérimentales, cette étude a utilisé le pistolet tribo manuel Tribomatic 500 de Nordson Corporation pour tous les essais. Les conditions d'essai étaient les suivantes : température ambiante de 25°C, humidité de l'air de 50% et pression totale de l'air comprimé de 6MPa.
3.1 Effet de l'ajout de l'adjuvant tribo
Le matériau de la tige de frottement et de la paroi du tube du pistolet tribo est un polymère spécial, le PTFE, dont la constante diélectrique est de 2,1. Tout matériau dont la constante diélectrique est supérieure à cette valeur acquiert une charge positive après frottement. La constante diélectrique de la résine de polyester utilisée dans les revêtements en poudre n'est que d'environ 3,0. La différence entre les deux est trop faible, de sorte que la charge tribo n'est pas bonne. Afin de répondre aux besoins de la pulvérisation au pistolet tribo, une substance à constante diélectrique élevée peut être introduite dans le revêtement en poudre en tant qu'aide à la charge tribo. Les améliorateurs de triboélectricité couramment utilisés sont des composés aminés stériques, qui n'ont aucun effet sur les propriétés du revêtement en poudre. Nous avons sélectionné des améliorateurs de triboélectricité de différents fabricants nationaux et étrangers, désignés respectivement par A (liquide étranger), B (solide étranger), C (liquide national) et D (solide national), et les avons ajoutés au même type de formulation de revêtement en poudre polyester/TGIC dans différentes proportions. Les revêtements en poudre et les échantillons de films revêtus ont été préparés selon le même processus. Les résultats des tests de charge triboélectrique sont présentés dans le tableau 1.
Tableau 1 : Effet des promoteurs de friction sur le chargement en tribo des revêtements en poudre
Dans des circonstances normales, lorsque des revêtements en poudre sans promoteurs de friction sont pulvérisés avec un pistolet tribo, la tribocharge n'est que de 0,2-0,4μA, et il est difficile pour le revêtement en poudre d'éjecter continuellement de la poudre, ce qui entraîne une mauvaise couverture de poudre sur la pièce à travailler. Comme le montrent les données du tableau 1, une petite quantité de promoteur de friction peut augmenter de manière significative la tribochargage des particules de poudre. Au fur et à mesure que la quantité d'adjuvant de friction augmente, la valeur de la charge de retour augmente progressivement, et lorsque la quantité augmente jusqu'à un certain niveau, la charge de retour de la couche de poudre reste la même. Cela s'explique par le fait que la longueur de la tige de frottement et de la paroi du tube de frottement de chaque pistolet de frottement est fixe et possède une valeur de saturation de la charge. Les différents types d'adjuvants de friction ont également un certain effet sur la tribocharge des poudres, et les adjuvants de friction liquides sont généralement plus efficaces que les adjuvants de friction solides.
3.2 Effet de la taille des particules de poudre
Un ensemble représentatif de revêtements en poudre de différentes tailles de particules a été obtenu en sélectionnant une résine polyester à laquelle on avait ajouté 0,2% de promoteur de frottement A, en refroidissant la poudre extrudée, puis en tamisant la poudre à travers un tamis de différentes tailles de maille. Les revêtements ont été pulvérisés sur une plaque dans les mêmes conditions pour obtenir les résultats du test de tribochargage du tableau 2.
Comme le montrent les données du tableau 2, plus la taille des particules est petite, plus la charge triboélectrique du poudrage est élevée, mais une taille de particules trop petite ne permet pas d'améliorer le taux de poudrage. En effet, plus la taille des particules est petite, plus le frottement entre la poudre, la barre de frottement et les parois du tonneau est important pendant le processus de frottement, et donc plus la charge triboélectrique est élevée. Toutefois, une fois que la poudre quitte le pistolet à friction, les fines particules de poudre sont facilement affectées par le flux d'air dans la cabine de pulvérisation, ce qui réduit le taux de poudrage. De même, les particules grossières sont également facilement affectées par le flux d'air et la gravité, car elles ne sont pas aussi facilement chargées par la friction que les particules fines. Elles ne sont pas facilement en contact avec la pièce et ont tendance à rebondir. Par conséquent, la distribution de la taille des particules du revêtement en poudre pulvérisé par le pistolet tribo doit être appropriée. Elle est généralement contrôlée à 35-45μm, et les particules de poudre plus fines ou plus grossières doivent être aussi peu nombreuses que possible.
Tableau 2 : Relation entre la taille des particules et la charge tribo des revêtements en poudre
3.3 Sélectivité du polyester
Un polyuréthane hybride (50:50), un polyester pur durci par TGIC (93:7), un polyester pur durci par HAA (95:5) et un polyester durci par isocyanate (80:20) ont été sélectionnés, respectivement, pour préparer des revêtements en poudre avec le même taux de charge, et les revêtements ont été pulvérisés dans les mêmes conditions de processus pour obtenir les résultats de test de la charge triboélectrique comme indiqué dans le tableau 3.
Tableau 3 : Résultats du test de charge triboélectrique pour différents types de résines polyester
Figure 1 : Charge triboélectrique de différents types de résines polyester
L'analyse du tableau 3 montre que
il existe des différences significatives dans les propriétés de charge triboélectrique des différents types de polyester, le polyester hybride ayant les plus mauvaises propriétés de charge triboélectrique. Cependant, l'ajout d'une très petite quantité d'adjuvant de charge triboélectrique peut améliorer de manière significative les propriétés de charge :
les propriétés de charge triboélectrique du polyester polymérisé à l'HAA sont nettement plus élevées que celles des autres types de polyester ;
Sans l'ajout de promoteurs de friction, l'ordre de chargeabilité des différents types de polyester durcissant est le suivant : polyester de type HAA > polyester de type TGIC > polyester à durcissement par isocyanate > polyester hybride.
Le magazine américain "PCI" coatings fournit également une analyse similaire des données, et la figure 1 confirme la différence de performance triboélectrique entre les différents types de polyester.
3.4 Effet de la pression atmosphérique
Des revêtements en poudre avec 0,2% comme promoteur de friction ont été sélectionnés, et les résultats des tests de l'effet de la pression de l'air de pulvérisation sur la charge triboélectrique du revêtement ont été obtenus en ajustant la pression de l'air de pulvérisation du pistolet triboélectrique (tableau 4).
Comme le montrent les données du tableau 4, le risque de collision entre la poudre et le pistolet tribo augmente au fur et à mesure que la pression de l'air augmente. La charge tribale des particules de poudre augmente. Cependant, lorsque la pression atmosphérique continue d'augmenter, la vitesse de vol des particules de poudre est trop rapide, ce qui intensifie le flottement et le rebond de la poudre dans l'espace, entraînant une diminution du taux de transfert de la poudre. Par conséquent, bien que la lecture de l'électricité statique tribo augmente, elle ne garantit pas un taux de transfert de poudre élevé. Le réglage de la pression d'air appropriée est particulièrement important pour le processus de pulvérisation au pistolet tribo.
Tableau 4 Effet de la pression de l'air de pulvérisation sur la charge de poudre
3.5 Autres facteurs d'influence
De nombreux autres facteurs affectent la charge triboélectrique des peintures en poudre et le taux de transfert de la poudre sur la pièce, tels que l'humidité de l'air, la température du point de rosée de l'air comprimé, la mise à la terre de la pièce, la fluidité de la poudre, etc. La pulvérisation triboélectrique a des exigences élevées en matière d'humidité de l'air dans l'atelier. Une humidité de l'air trop élevée ou trop basse affecte directement le taux de transfert de la poudre sur la pièce. Une humidité de l'air trop élevée entraîne également une usure plus importante de la tige de frottement et de la paroi du tube du pistolet triboélectrique, ce qui réduit la durée de vie du pistolet triboélectrique. D'autres facteurs d'influence ne seront pas décrits en détail ici.
L'analyse des tests ci-dessus montre que les principaux facteurs affectant la charge triboélectrique de la poudre sur le pistolet tribo sont l'adjuvant de friction, la taille des particules du revêtement en poudre, le type de revêtement en poudre, la pression de l'air de pulvérisation et l'environnement de pulvérisation.
La pulvérisation au pistolet tribo de pièces complexes présente un excellent taux de charge de poudre et une qualité de film de revêtement plus parfaite, de sorte que la pulvérisation au pistolet tribo devient de plus en plus populaire. Il est particulièrement important pour les fournisseurs de revêtements en poudre de comprendre les propriétés de charge triboélectrique des revêtements en poudre. Par conséquent, en sélectionnant la bonne résine de type tribo ou en ajoutant des adjuvants tribo, et en pulvérisant dans des conditions de processus raisonnables, il est possible d'obtenir des résultats de revêtement satisfaisants et des avantages économiques.
Les données d'essai ci-dessus ont été obtenues dans des conditions spécifiques. Différents essais au pistolet à tribo ont été utilisés dans différentes conditions de pulvérisation, et les données diffèrent inévitablement. Toutefois, les statistiques peuvent refléter l'impact de divers facteurs sur la tribocharge des peintures en poudre. Si vous avez des opinions différentes, n'hésitez pas à les corriger et à en discuter.
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| Polythiol/Polymèrecaptan | ||
| Monomère DMES | Sulfure de bis(2-mercaptoéthyle) | 3570-55-6 |
| Monomère DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monomère PETMP | TÉTRA(3-MERCAPTOPROPIONATE) DE PENTAÉRYTHRITOL | 7575-23-7 |
| PM839 Monomère | Polyoxy(méthyl-1,2-éthanediyl) | 72244-98-5 |
| Monomère monofonctionnel | ||
| Monomère HEMA | Méthacrylate de 2-hydroxyéthyle | 868-77-9 |
| Monomère HPMA | Méthacrylate de 2-hydroxypropyle | 27813-02-1 |
| Monomère THFA | Acrylate de tétrahydrofurfuryle | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomère | Acrylate de dicyclopentényle hydrogéné | 79637-74-4 |
| Monomère DCPMA | Méthacrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 30798-39-1 |
| Monomère DCPA | Acrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 12542-30-2 |
| Monomère DCPEMA | Méthacrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 68586-19-6 |
| Monomère DCPEOA | Acrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 65983-31-5 |
| Monomère NP-4EA | (4) nonylphénol éthoxylé | 50974-47-5 |
| Monomère LA | Acrylate de laurier / Acrylate de dodécyle | 2156-97-0 |
| Monomère THFMA | Méthacrylate de tétrahydrofurfuryle | 2455-24-5 |
| Monomère PHEA | ACRYLATE DE 2-PHÉNOXYÉTHYLE | 48145-04-6 |
| Monomère LMA | Méthacrylate de lauryle | 142-90-5 |
| Monomère IDA | Acrylate d'isodécyle | 1330-61-6 |
| Monomère IBOMA | Méthacrylate d'isobornyle | 7534-94-3 |
| Monomère IBOA | Acrylate d'isobornyle | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomère | Acrylate de 2-(2-Éthoxyéthoxy)éthyle | 7328-17-8 |
| Monomère multifonctionnel | ||
| Monomère DPHA | Hexaacrylate de dientaérythritol | 29570-58-9 |
| Monomère DI-TMPTA | TÉTRAACRYLATE DE DI(TRIMÉTHYLOLPROPANE) | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomère | ||
| Monomère ACMO | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Monomère di-fonctionnel | ||
| Monomère PEGDMA | Diméthacrylate de poly(éthylène glycol) | 25852-47-5 |
| Monomère TPGDA | Diacrylate de tripropylène glycol | 42978-66-5 |
| Monomère TEGDMA | Diméthacrylate de triéthylène glycol | 109-16-0 |
| Monomère PO2-NPGDA | Propoxylate de diacrylate de néopentylène glycol | 84170-74-1 |
| Monomère PEGDA | Diacrylate de polyéthylène glycol | 26570-48-9 |
| Monomère PDDA | Phtalate diacrylate de diéthylène glycol | |
| Monomère NPGDA | Diacrylate de néopentyle et de glycol | 2223-82-7 |
| Monomère HDDA | Diacrylate d'hexaméthylène | 13048-33-4 |
| Monomère EO4-BPADA | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (4) | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomère | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (10) | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomère | Diméthacrylate d'éthylène glycol | 97-90-5 |
| Monomère DPGDA | Diénoate de dipropylène glycol | 57472-68-1 |
| Monomère Bis-GMA | Méthacrylate de glycidyle de bisphénol A | 1565-94-2 |
| Monomère trifonctionnel | ||
| Monomère TMPTMA | Triméthacrylate de triméthylolpropane | 3290-92-4 |
| Monomère TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane | 15625-89-5 |
| Monomère PETA | Triacrylate de pentaérythritol | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomère | TRIACRYLATE DE GLYCÉRYLE ET DE PROPOXY | 52408-84-1 |
| Monomère EO3-TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane éthoxylé | 28961-43-5 |
| Monomère photorésistant | ||
| Monomère IPAMA | Méthacrylate de 2-isopropyl-2-adamantyle | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomère | Méthacrylate de 1 éthylcyclopentyle | 266308-58-1 |
| Monomère ADAMA | Méthacrylate de 1-Adamantyle | 16887-36-8 |
| Monomère de méthacrylates | ||
| Monomère TBAEMA | Méthacrylate de 2-(Tert-butylamino)éthyle | 3775-90-4 |
| Monomère NBMA | Méthacrylate de n-butyle | 97-88-1 |
| Monomère MEMA | Méthacrylate de 2-méthoxyéthyle | 6976-93-8 |
| Monomère i-BMA | Méthacrylate d'isobutyle | 97-86-9 |
| Monomère EHMA | Méthacrylate de 2-éthylhexyle | 688-84-6 |
| Monomère EGDMP | Bis(3-mercaptopropionate) d'éthylène glycol | 22504-50-3 |
| Monomère EEMA | 2-méthoxyéthyle 2-méthylprop-2-énoate | 2370-63-0 |
| Monomère DMAEMA | Méthacrylate de N,M-diméthylaminoéthyle | 2867-47-2 |
| Monomère DEAM | Méthacrylate de diéthylaminoéthyle | 105-16-8 |
| Monomère CHMA | Méthacrylate de cyclohexyle | 101-43-9 |
| Monomère BZMA | Méthacrylate de benzyle | 2495-37-6 |
| Monomère BDDMP | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| Monomère BDDMA | 1,4-Butanedioldiméthacrylate | 2082-81-7 |
| Monomère AMA | Méthacrylate d'allyle | 96-05-9 |
| Monomère AAEM | Méthacrylate d'acétylacétoxyéthyle | 21282-97-3 |
| Monomère d'acrylates | ||
| Monomère IBA | Acrylate d'isobutyle | 106-63-8 |
| Monomère EMA | Méthacrylate d'éthyle | 97-63-2 |
| Monomère DMAEA | Acrylate de diméthylaminoéthyle | 2439-35-2 |
| Monomère DEAEA | 2-(diéthylamino)éthyl prop-2-énoate | 2426-54-2 |
| Monomère CHA | Prop-2-énoate de cyclohexyle | 3066-71-5 |
| Monomère BZA | prop-2-énoate de benzyle | 2495-35-4 |