O processo de pulverização do revestimento em pó inclui principalmente o spray corona e o spray tribo. A pulverização corona é amplamente utilizada na China e não tem requisitos elevados para revestimentos em pó. Entretanto, o efeito Faraday causa pontos mortos em peças complexas, dificultando a pulverização, ou seja, é difícil pulverizar alguns cantos. A pistola de pulverização corona foi aprimorada várias vezes, mas o efeito Faraday só pode ser reduzido. Ele não pode ser evitado. O spray Tribo pode resolver com eficácia o problema de pulverização de pontos mortos em peças complexas, mas exige alta capacidade de carga do revestimento em pó. Por esse motivo, muitos fabricantes de poliésteres para revestimentos em pó lançaram sucessivamente resinas de poliéster adequadas para pulverização triboelétrica, como os nossos modelos SJ4EDT, SJ4ETDT, SJ4866DT, SJ4C e outros, todos com ótimos efeitos de carregamento triboelétrico e que obtiveram resultados ideais em aplicações práticas de clientes no país e no exterior.

2 Princípio, vantagens e desvantagens da pulverização com pistola tribo

A pistola tribo funciona por meio de carga triboelétrica, o que significa que as partículas de pó colidem, friccionam, entram em contato e se desprendem do material de polímero especial (politetrafluoretileno ou náilon) na parede interna do cano, gerando uma carga elétrica.

As vantagens do processo de pulverização com pistola tribo são

- Alta taxa de aplicação de pó na primeira vez, o que melhora a eficiência da pulverização e reduz a recuperação do pó.

Supera o efeito Faraday, o que é particularmente eficaz para pulverizar peças complexas.

Em comparação com as pistolas corona, o pó é distribuído de maneira mais uniforme na peça de trabalho, e a superfície do filme de revestimento é mais lisa e plana.

Ele pode ser total e praticamente automatizado, reduzindo os custos de mão de obra.

As desvantagens da pulverização triboelétrica são principalmente as seguintes:

As pistolas triboelétricas são caras e têm altos custos de manutenção.

A pulverização triboelétrica tem altos requisitos ambientais e de processo.

- A pulverização com pistola tribo tem requisitos de alta qualidade para revestimentos em pó e deve ter boas propriedades de carregamento tribo.

Devido às muitas vantagens da pulverização com pistola tribo, ela é muito popular entre os fabricantes de revestimentos em pó nacionais e estrangeiros, e os fabricantes de revestimentos em pó apresentaram os requisitos técnicos correspondentes para as propriedades de tribocarga dos revestimentos em pó. Este documento demonstra experimentalmente os fatores que afetam o tribocarregamento de revestimentos em pó.

3 Peça de teste

Existem diferenças entre os diferentes modelos de pistolas tribo fornecidos por diferentes fabricantes. Para eliminar erros experimentais, este estudo usou a pistola de pulverização de pó tribo manual Tribomatic 500 da Nordson Corporation para todos os testes. As condições de teste foram temperatura ambiente de 25°C, umidade do ar de 50% e pressão total de ar comprimido de 6MPa.

3.1 Efeito da adição de tribo aid

O material da haste de fricção e da parede do tubo na pistola tribo é um material de polímero especial PTFE com uma constante dielétrica de 2,1. Qualquer material com uma constante dielétrica maior do que essa adquirirá uma carga positiva após o atrito. A constante dielétrica da resina de poliéster usada em revestimentos em pó é de apenas 3,0. A diferença entre os dois é muito pequena, portanto, o carregamento tribo não é bom. Para atender às necessidades da pulverização com pistola tribo, uma substância com uma alta constante dielétrica pode ser introduzida no revestimento em pó como um auxiliar de carregamento tribo. Os aprimoradores de triboeletricidade comumente usados são compostos de amina estérica, que não têm efeito sobre as propriedades do revestimento em pó. Selecionamos melhoradores de triboeletricidade de diferentes fabricantes nacionais e estrangeiros, marcados como A (líquido estrangeiro), B (sólido estrangeiro), C (líquido nacional) e D (sólido nacional), respectivamente, e os adicionamos ao mesmo tipo de formulação de revestimento em pó de poliéster/TGIC em diferentes proporções. Os revestimentos em pó e as amostras de filme revestido foram preparados usando o mesmo processo. Os resultados do teste de carga triboelétrica são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1: Efeito dos promotores de fricção na tribocharging de revestimentos em pó

Em circunstâncias normais, quando revestimentos em pó sem promotores de atrito são pulverizados com uma pistola tribo, a tribocarga é de apenas 0,2-0,4μA, e é difícil para o revestimento em pó ejetar o pó continuamente, resultando em uma cobertura de pó ruim na peça de trabalho. Como pode ser visto nos dados da Tabela 1, uma pequena quantidade de promotor de atrito pode aumentar significativamente a tribocarga das partículas de pó. À medida que a quantidade de auxiliar de fricção aumenta, o valor da carga de retorno aumenta gradualmente e, quando a quantidade aumenta até um determinado nível, a tribocarga do revestimento de pó permanece a mesma. Isso ocorre porque o comprimento da haste de fricção e a parede do tubo de fricção de cada pistola de fricção são fixos e têm um valor de saturação de carga. Diferentes tipos de auxiliares de fricção também têm um certo efeito sobre a tribocarga de pós, e os auxiliares de fricção líquidos são geralmente mais eficazes do que os auxiliares de fricção sólidos.

3.2 Efeito do tamanho das partículas de pó

Um conjunto representativo de revestimentos em pó com diferentes tamanhos de partículas foi obtido selecionando uma resina de poliéster à qual foi adicionado 0,2% de promotor de atrito A, resfriando o pó extrudado e, em seguida, peneirando o pó em uma peneira com diferentes tamanhos de malha. Os revestimentos foram pulverizados em uma placa sob as mesmas condições para obter os resultados do teste de tribocarregamento na Tabela 2.

Como pode ser visto nos dados da Tabela 2, quanto menor o tamanho da partícula, maior a carga triboelétrica do revestimento de pó, mas um tamanho de partícula muito pequeno não contribui para melhorar a taxa de revestimento de pó. O motivo disso é que, quanto menor o tamanho da partícula, maior será o atrito entre o pó e a barra de atrito e as paredes do cilindro durante o processo de atrito e, portanto, maior será a carga triboelétrica. Entretanto, depois que o pó sai da pistola de fricção, as partículas finas de pó são facilmente afetadas pelo fluxo de ar na cabine de pulverização, o que reduz a taxa de revestimento do pó. Da mesma forma, as partículas grossas também são facilmente afetadas pelo fluxo de ar e pela gravidade, pois não são tão facilmente carregadas pela fricção quanto as partículas finas. Elas não entram facilmente em contato com a peça de trabalho e tendem a ricochetear. Portanto, a distribuição do tamanho das partículas do revestimento em pó pulverizado pela pistola tribo deve ser adequada. Geralmente, ela é controlada em 35-45μm, e as partículas de pó mais finas ou mais grossas devem ser as menores possíveis.

Tabela 2: Relação entre o tamanho das partículas e a carga triboelétrica dos revestimentos em pó

3.3 Seletividade do poliéster

Um poliuretano híbrido (50:50), um poliéster puro curado por TGIC (93:7), um poliéster puro curado por HAA (95:5) e um poliéster curado por isocianato (80:20) foram selecionados, respectivamente, para preparar revestimentos em pó com a mesma proporção de carga, e os revestimentos foram pulverizados sob as mesmas condições de processo para obter os resultados do teste de carga triboelétrica, conforme mostrado na Tabela 3.

Tabela 3: Resultados do teste de carga triboelétrica para diferentes tipos de resinas de poliéster

Figura 1: Carga triboelétrica de diferentes tipos de resinas de poliéster

A análise da Tabela 3 mostra que

Há diferenças significativas nas propriedades de carga triboelétrica de diferentes tipos de poliéster, sendo que o poliéster híbrido tem as piores propriedades de carga triboelétrica. Entretanto, a adição de uma quantidade muito pequena de auxiliar de carga triboelétrica pode melhorar significativamente as propriedades de carga:

as propriedades de carga triboelétrica do poliéster curado com HAA são significativamente mais altas do que as de outros tipos de poliéster;

Sem a adição de promotores de fricção, a ordem da capacidade de carga dos diferentes tipos de cura do poliéster é a seguinte: Poliéster do tipo HAA > poliéster do tipo TGIC > poliéster de cura de isocianato > poliéster híbrido.

A revista americana 'PCI' coatings também apresenta uma análise de dados semelhante, e a Figura 1 comprova ainda mais a diferença no desempenho triboelétrico de diferentes tipos de poliéster.

3.4 Efeito da pressão do ar

Foram selecionados revestimentos em pó com promotor de atrito 0,2%, e os resultados do teste do efeito da pressão do ar de pulverização sobre a carga triboelétrica do revestimento foram obtidos ajustando-se a pressão do ar de pulverização da pistola triboelétrica (Tabela 4).

Como pode ser visto nos dados da Tabela 4, à medida que a pressão do ar aumenta, a chance de colisão entre o pó e a pistola tribo aumenta. A carga tribo das partículas de pó aumenta. No entanto, à medida que a pressão do ar continua a aumentar, a velocidade de voo das partículas de pó é muito rápida, o que intensifica a flutuação e o salto do pó no espaço, resultando em uma diminuição da taxa de transferência de pó. Portanto, embora a leitura da eletricidade estática tribo aumente, ela não garante uma alta taxa de transferência de pó. O ajuste da pressão de ar adequada é particularmente importante para o processo de pulverização com pistola tribo.

Tabela 4 Efeito da pressão do ar de pulverização na carga de pó

3.5 Outros fatores de influência

Há muitos outros fatores que afetam a carga triboelétrica dos revestimentos em pó e a taxa de transferência de pó na peça de trabalho, como a umidade do ar, a temperatura do ponto de orvalho do ar comprimido, o aterramento da peça de trabalho, a fluidez do pó etc. A pulverização triboelétrica tem altos requisitos para a umidade do ar na oficina. A umidade do ar excessivamente alta ou baixa afeta diretamente a taxa de transferência de pó na peça de trabalho. A umidade do ar excessivamente alta também causa maior desgaste na haste de fricção e na parede do tubo da pistola triboelétrica, reduzindo a vida útil da pistola triboelétrica. Outros fatores de influência não serão descritos em detalhes aqui.

A análise do teste acima mostra que os principais fatores que afetam a carga triboelétrica do pó na pistola tribo são o auxílio de fricção, o tamanho da partícula do revestimento em pó, o tipo de revestimento em pó, a pressão do ar de pulverização e o ambiente de pulverização.

A pulverização com pistola tribo de peças complexas tem uma excelente taxa de carregamento de pó e uma qualidade de filme de revestimento mais perfeita, de modo que a pulverização com pistola tribo está se tornando cada vez mais popular. É particularmente importante que os fornecedores de revestimentos em pó compreendam as propriedades de carga triboelétrica dos revestimentos em pó. Portanto, selecionando a resina do tipo tribo correta ou adicionando triboassistentes, pulverizando e pulverizando sob condições de processo razoáveis, é possível obter resultados de revestimento satisfatórios e benefícios econômicos.

Os dados do teste acima foram obtidos em condições específicas. Diferentes testes com pistola tribo foram usados em diferentes condições de pulverização, e os dados inevitavelmente diferiram. No entanto, as estatísticas podem refletir o impacto de vários fatores sobre a tribo-carga de revestimentos em pó. Se você tiver opiniões diferentes, sinta-se à vontade para corrigir e discutir.

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Poliol/Polimercaptana
Monômero DMES	Sulfeto de bis(2-mercaptoetil)	3570-55-6
Monômero DMPT	THIOCURE DMPT	131538-00-6
Monômero de PETMP	TETRA(3-MERCAPTOPROPIONATO) DE PENTAERITRITOL	7575-23-7
Monômero PM839	Polioxi(metil-1,2-etanodil)	72244-98-5
Monômero monofuncional
Monômero HEMA	Metacrilato de 2-hidroxietil	868-77-9
Monômero HPMA	Metacrilato de 2-hidroxipropila	27813-02-1
Monômero THFA	Acrilato de tetrahidrofurfurila	2399-48-6
Monômero HDCPA	Acrilato de diciclopentenila hidrogenado	79637-74-4
Monômero DCPMA	Metacrilato de di-hidrodiciclopentadienila	30798-39-1
Monômero DCPA	Acrilato de di-hidrodiciclopentadienila	12542-30-2
Monômero DCPEMA	Metacrilato de diciclopenteniloxietil	68586-19-6
Monômero DCPEOA	Acrilato de diciclopenteniloxietil	65983-31-5
Monômero NP-4EA	(4) nonilfenol etoxilado	50974-47-5
Monômero LA	Acrilato de laurila / Acrilato de dodecila	2156-97-0
Monômero THFMA	Metacrilato de tetrahidrofurfurila	2455-24-5
Monômero de PHEA	ACRILATO DE 2-FENOXIETIL	48145-04-6
Monômero LMA	Metacrilato de lauril	142-90-5
Monômero IDA	Acrilato de isodecila	1330-61-6
Monômero IBOMA	Metacrilato de isobornila	7534-94-3
Monômero IBOA	Acrilato de isobornila	5888-33-5
Monômero EOEOEA	2-(2-Etoxietoxi)acrilato de etila	7328-17-8
Monômero multifuncional
DPHA Monômero	Dipentaeritritol hexaacrilato	29570-58-9
Monômero DI-TMPTA	TETRAACRILATO DE DI(TRIMETILOLPROPANO)	94108-97-1
Monômero de acrilamida
Monômero ACMO	4-acriloilmorfolina	5117-12-4
Monômero di-funcional
Monômero PEGDMA	Dimetacrilato de poli(etilenoglicol)	25852-47-5
Monômero TPGDA	Diacrilato de tripropilenoglicol	42978-66-5
Monômero TEGDMA	Dimetacrilato de trietilenoglicol	109-16-0
Monômero PO2-NPGDA	Diacrilato de neopentileno glicol propoxilado	84170-74-1
Monômero de PEGDA	Diacrilato de polietileno glicol	26570-48-9
Monômero PDDA	Ftalato de diacrilato de dietilenoglicol
Monômero NPGDA	Diacrilato de neopentil glicol	2223-82-7
Monômero HDDA	Diacrilato de hexametileno	13048-33-4
Monômero EO4-BPADA	DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (4)	64401-02-1
Monômero EO10-BPADA	DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (10)	64401-02-1
Monômero EGDMA	Dimetacrilato de etilenoglicol	97-90-5
Monômero DPGDA	Dienoato de Dipropileno Glicol	57472-68-1
Monômero Bis-GMA	Bisfenol A Metacrilato de glicidila	1565-94-2
Monômero trifuncional
Monômero TMPTMA	Trimetacrilato de trimetilolpropano	3290-92-4
Monômero de TMPTA	Triacrilato de trimetilolpropano	15625-89-5
Monômero PETA	Triacrilato de pentaeritritol	3524-68-3
Monômero de GPTA ( G3POTA )	TRIACRILATO DE GLICERIL PROPOXI	52408-84-1
Monômero EO3-TMPTA	Triacrilato de trimetilolpropano etoxilado	28961-43-5
Monômero fotorresistente
Monômero IPAMA	Metacrilato de 2-isopropil-2-adamantila	297156-50-4
Monômero ECPMA	Metacrilato de 1-etilciclopentila	266308-58-1
Monômero ADAMA	Metacrilato de 1-amantílico	16887-36-8
Monômero de metacrilatos
Monômero TBAEMA	Metacrilato de 2-(terc-butilamino)etila	3775-90-4
Monômero NBMA	Metacrilato de n-butilo	97-88-1
Monômero MEMA	Metacrilato de 2-metoxietil	6976-93-8
Monômero i-BMA	Metacrilato de isobutilo	97-86-9
Monômero EHMA	Metacrilato de 2-etil-hexila	688-84-6
Monômero EGDMP	Bis(3-mercaptopropionato) de etilenoglicol	22504-50-3
Monômero EEMA	2-etoxietil 2-metilprop-2-enoato	2370-63-0
Monômero DMAEMA	N,M-Dimetilaminoetil metacrilato	2867-47-2
Monômero DEAM	Metacrilato de dietilaminoetila	105-16-8
Monômero CHMA	Metacrilato de ciclohexila	101-43-9
Monômero BZMA	Metacrilato de benzila	2495-37-6
Monômero BDDMP	Di(3-mercaptopropionato) de 1,4-butanodiol	92140-97-1
Monômero de BDDMA	1,4-Butanodioldimetacrilato	2082-81-7
Monômero AMA	Metacrilato de alila	96-05-9
Monômero AAEM	Metacrilato de acetilacetoxietil	21282-97-3
Monômero de acrilatos
Monômero de IBA	Acrilato de isobutilo	106-63-8
Monômero EMA	Metacrilato de etila	97-63-2
Monômero DMAEA	Acrilato de dimetilaminoetila	2439-35-2
Monômero DEAEA	2-(dietilamino)etil prop-2-enoato	2426-54-2
Monômero CHA	ciclohexil prop-2-enoato	3066-71-5
Monômero BZA	prop-2-enoato de benzila	2495-35-4