粉末涂料喷涂工艺主要包括电晕喷涂和三波喷涂。电晕喷涂在国内应用广泛，对粉末涂料的要求不高。但法拉第效应会在复杂工件上产生死角，造成喷涂困难，即在一些边角处很难喷粉。电晕喷枪经过多次改进，但法拉第效应只能减弱，无法避免。法拉第效应是无法避免的。三波喷涂可以有效解决复杂工件上的粉末死角问题，但它对粉末涂料的荷电性要求很高。为此，许多聚酯粉末涂料生产厂家都相继推出了适合三电喷涂的聚酯树脂，如我公司的 SJ4EDT、SJ4ETDT、SJ4866DT、SJ4C 等型号，都具有很好的三电荷电效果，在国内外客户的实际应用中取得了理想的效果。
2 三用喷枪喷洒的原理、优点和缺点
三电枪的工作原理是三电充电，即粉末颗粒与枪管内壁的特殊聚合物材料（聚四氟乙烯或尼龙）碰撞、摩擦、接触和脱离，从而产生电荷。
三喷枪喷涂工艺的优势在于
- 首次喷粉率高，可提高喷涂效率，减少粉末回收。
克服法拉第效应，对喷涂复杂工件特别有效。
与电晕枪相比，粉末在工件上的分布更均匀，涂膜表面更光滑平整。
它可以完全实现自动化，降低劳动力成本。
三电喷涂的缺点主要有以下几点：
三电喷枪价格昂贵，维护成本高。
三电喷涂对环境和工艺要求很高。
- 三喷枪喷涂对粉末涂料的质量要求很高，必须具有良好的三喷枪喷涂性能。
鉴于三喷枪喷涂的诸多优点，受到国内外粉末涂料生产商的广泛青睐，粉末涂料生产商也对粉末涂料的三喷枪喷涂性能提出了相应的技术要求。本文通过实验论证了影响粉末涂料三喷枪喷涂的因素。
3 测试部分
不同制造商提供的不同型号的 Tribo 喷枪之间存在差异。为了消除实验误差，本研究使用了诺信公司的 Tribomatic 500 手动 tribo 喷枪进行所有测试。测试条件为室温 25°C，空气湿度 50%，压缩空气总压力 6MPa。
3.1 添加三联助剂的效果
摩擦枪的摩擦杆和管壁材料是一种特殊的聚合材料 PTFE，介电常数为 2.1。任何介电常数高于此值的材料在摩擦后都会带上正电荷。粉末涂料中使用的聚酯树脂的介电常数仅为 3.0 左右。两者之间的差异太小，因此三波充电效果不好。为了满足三电喷枪喷涂的需要，可以在粉末涂料中引入介电常数较高的物质作为三电助充。常用的三电增强剂是立体胺化合物，对粉末涂料的性能没有影响。我们选择了国内外不同厂家生产的三电增强剂，分别标记为 A（国外液体）、B（国外固体）、C（国内液体）和 D（国内固体），按不同比例添加到同类型的聚酯/TGIC 粉末涂料配方中。粉末涂料和涂膜样品的制备过程相同。表 1 列出了三电荷测试结果。
表 1：摩擦促进剂对粉末涂料三次充电的影响
在正常情况下，使用三波喷枪喷涂不含摩擦促进剂的粉末涂料时，三波充电仅为 0.2-0.4μA，粉末涂料很难连续喷出粉末，导致粉末在工件上的覆盖率很低。从表 1 中的数据可以看出，少量的摩擦促进剂就能显著提高粉末颗粒的三次充电。随着助摩剂用量的增加，反馈电荷值逐渐增大，当用量增加到一定程度时，粉末涂层的三电荷值将保持不变。这是因为每个摩擦枪的摩擦杆和摩擦管壁的长度是固定的，并有一个电荷饱和值。不同类型的摩擦助剂对粉末的三次装料也有一定的影响，液体摩擦助剂一般比固体摩擦助剂更有效。
3.2 粉末粒度的影响
通过选择添加了 0.2% 摩擦促进剂 A 的聚酯树脂，冷却挤出的粉末，然后用不同目数的筛子筛分粉末，得到了一组具有代表性的不同粒径的粉末涂料。在相同条件下将涂层喷涂到平板上，得到表 2 所示的三次充电试验结果。
从表 2 中的数据可以看出，粒度越小，粉末涂料的三电荷量越大，但粒度太小不利于提高粉末涂覆率。原因是粒径越小，在摩擦过程中粉末与摩擦棒和筒壁之间的摩擦力越大，因此三电荷量也越大。然而，粉末离开摩擦喷枪后，细粉末颗粒很容易受到喷房气流的影响，从而降低粉末喷涂率。同样，粗颗粒也很容易受到气流和重力的影响，因为它们不像细颗粒那样容易受到摩擦电荷的影响。它们不容易与工件接触，容易反弹。因此，Tribo 喷枪喷涂的粉末涂料的粒度分布应适当。一般控制在 35-45 微米，较细或较粗的粉末颗粒应尽可能少。
表 2：粉末涂料的粒度与三重加料之间的关系
3.3 聚酯的选择性
分别选用混合聚氨酯（50:50）、TGIC 固化纯聚酯（93:7）、HAA 固化纯聚酯（95:5）和异氰酸酯固化聚酯（80:20）制备填料配比相同的粉末涂料，在相同的工艺条件下喷涂，得到表 3 所示的三电荷测试结果。
表 3：不同类型聚酯树脂的三电荷测试结果
图 1：不同类型聚酯树脂的三电荷量
对表 3 的分析表明
不同类型聚酯的三电荷电特性差异很大，其中混合聚酯的三电荷电特性最差。不过，添加极少量的三电荷助剂就能显著改善充电性能：
HAA 固化聚酯的三电荷特性明显高于其他类型的聚酯；
在不添加摩擦促进剂的情况下，不同固化类型聚酯的荷电性顺序如下：HAA 型聚酯 > TGIC 型聚酯 > 异氰酸酯固化聚酯 > 混合型聚酯。
美国《PCI》涂料杂志也给出了类似的数据分析，图 1 进一步验证了不同类型聚酯的三电性能差异。
3.4 气压的影响
选择了 0.2% 摩擦促进剂的粉末涂料，通过调节三电喷枪的喷涂气压，得到了喷涂气压对涂层三电电荷的影响试验结果（表 4）。
从表 4 中的数据可以看出，随着气压的增加，粉末与三波枪碰撞的几率也会增加。粉末颗粒的三波装药量也随之增加。但是，随着气压的不断增加，粉末颗粒的飞行速度过快，加剧了粉末在空间的漂浮和弹跳，导致粉末传输速率下降。因此，虽然三波静电读数增加，但并不能保证高的粉末传输率。调整适当的气压对三合一喷枪的喷涂过程尤为重要。
表 4 喷涂气压对粉末装载量的影响
3.5 其他影响因素
影响粉末涂料三电荷和粉末在工件上转移率的因素还有很多，如空气湿度、压缩空气露点温度、工件接地、粉末流动性等。三电喷涂对车间的空气湿度要求很高。空气湿度过高或过低都会直接影响粉末在工件上的转移率。过高的空气湿度还会导致三电喷枪的摩擦杆和管壁磨损加剧，缩短三电喷枪的使用寿命。其他影响因素在此不再详述。
上述试验分析表明，影响摩擦辅助剂、粉末涂料粒度、粉末涂料类型、喷涂气压和喷涂环境等因素是影响三电喷枪上粉末三电荷的主要因素。
复杂工件的三电喷枪喷涂具有极佳的粉末充填率和更完美的涂膜质量，因此三电喷枪喷涂越来越受欢迎。对于粉末涂料供应商来说，了解粉末涂料的三电荷特性尤为重要。因此，通过选择正确的三电型树脂或添加三电型助剂，并在合理的工艺条件下进行粉碎和喷涂，可以获得满意的涂装效果和经济效益。
上述测试数据是在特定条件下获得的。在不同的喷涂条件下使用不同的三喷枪测试，数据难免存在差异。不过，这些统计数据可以反映出各种因素对粉末涂料三喷涂的影响。如有不同意见，欢迎指正和讨论。
立即联系我们！
如果您需要价格，请在下表中填写您的联系信息，我们通常会在 24 小时内与您联系。您也可以给我发电子邮件 info@longchangchemical.com 请在工作时间（UTC+8 周一至周六，上午 8:30 至下午 6:00）或使用网站即时聊天工具获得及时回复。
| 聚硫醇/聚硫醇 | ||
| DMES 单体 | 双（2-巯基乙基）硫醚 | 3570-55-6 |
| DMPT 单体 | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP 单体 | 季戊四醇四(3-巯基丙酸酯) | 7575-23-7 |
| PM839 单体 | 聚氧（甲基-1,2-乙二基） | 72244-98-5 |
| 单官能团单体 | ||
| HEMA 单体 | 甲基丙烯酸 2-羟乙基酯 | 868-77-9 |
| HPMA 单体 | 甲基丙烯酸羟丙酯 | 27813-02-1 |
| THFA 单体 | 丙烯酸四氢糠酯 | 2399-48-6 |
| HDCPA 单体 | 氢化双环戊烯丙烯酸酯 | 79637-74-4 |
| DCPMA 单体 | 甲基丙烯酸二氢双环戊二烯酯 | 30798-39-1 |
| DCPA 单体 | 丙烯酸二氢双环戊二烯酯 | 12542-30-2 |
| 二氯丙烯酰亚胺单体 | 甲基丙烯酸二环戊氧基乙酯 | 68586-19-6 |
| DCPEOA 单体 | 丙烯酸二环戊烯基氧基乙基酯 | 65983-31-5 |
| NP-4EA 单体 | (4) 乙氧基化壬基酚 | 50974-47-5 |
| LA 单体 | 丙烯酸十二烷基酯/丙烯酸十二烷基酯 | 2156-97-0 |
| THFMA 单体 | 甲基丙烯酸四氢糠酯 | 2455-24-5 |
| PHEA 单体 | 2-苯氧基乙基丙烯酸酯 | 48145-04-6 |
| LMA 单体 | 甲基丙烯酸月桂酯 | 142-90-5 |
| IDA 单体 | 丙烯酸异癸酯 | 1330-61-6 |
| IBOMA 单体 | 甲基丙烯酸异冰片酯 | 7534-94-3 |
| IBOA 单体 | 丙烯酸异冰片酯 | 5888-33-5 |
| EOEOEA 单体 | 2-(2-乙氧基乙氧基)丙烯酸乙酯 | 7328-17-8 |
| 多功能单体 | ||
| DPHA 单体 | 双季戊四醇六丙烯酸酯 | 29570-58-9 |
| DI-TMPTA 单体 | 二（三羟甲基丙烷）四丙烯酸酯 | 94108-97-1 |
| 丙烯酰胺单体 | ||
| ACMO 单体 | 4-丙烯酰基吗啉 | 5117-12-4 |
| 双功能单体 | ||
| PEGDMA 单体 | 聚乙二醇二甲基丙烯酸酯 | 25852-47-5 |
| TPGDA 单体 | 三丙二醇二丙烯酸酯 | 42978-66-5 |
| TEGDMA 单体 | 三乙二醇二甲基丙烯酸酯 | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA 单体 | 丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯 | 84170-74-1 |
| PEGDA 单体 | 聚乙二醇二丙烯酸酯 | 26570-48-9 |
| PDDA 单体 | 邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯 | |
| NPGDA 单体 | 新戊二醇二丙烯酸酯 | 2223-82-7 |
| HDDA 单体 | 二丙烯酸六亚甲基酯 | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA 单体 | 乙氧基化 (4) 双酚 A 二丙烯酸酯 | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA 单体 | 乙氧基化 (10) 双酚 A 二丙烯酸酯 | 64401-02-1 |
| EGDMA 单体 | 乙二醇二甲基丙烯酸酯 | 97-90-5 |
| DPGDA 单体 | 二丙二醇二烯酸酯 | 57472-68-1 |
| 双-GMA 单体 | 双酚 A 甲基丙烯酸缩水甘油酯 | 1565-94-2 |
| 三官能单体 | ||
| TMPTMA 单体 | 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 | 3290-92-4 |
| TMPTA 单体 | 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 15625-89-5 |
| PETA 单体 | 季戊四醇三丙烯酸酯 | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) 单体 | 丙氧基三丙烯酸甘油酯 | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA 单体 | 三羟甲基丙烷三丙烯酸乙氧基化物 | 28961-43-5 |
| 光阻单体 | ||
| IPAMA 单体 | 2-异丙基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯 | 297156-50-4 |
| ECPMA 单体 | 1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯 | 266308-58-1 |
| ADAMA 单体 | 1-金刚烷基甲基丙烯酸酯 | 16887-36-8 |
| 甲基丙烯酸酯单体 | ||
| TBAEMA 单体 | 2-(叔丁基氨基)乙基甲基丙烯酸酯 | 3775-90-4 |
| NBMA 单体 | 甲基丙烯酸正丁酯 | 97-88-1 |
| MEMA 单体 | 甲基丙烯酸 2-甲氧基乙酯 | 6976-93-8 |
| i-BMA 单体 | 甲基丙烯酸异丁酯 | 97-86-9 |
| EHMA 单体 | 甲基丙烯酸 2-乙基己酯 | 688-84-6 |
| EGDMP 单体 | 乙二醇双(3-巯基丙酸酯) | 22504-50-3 |
| EEMA 单体 | 2-甲基丙-2-烯酸 2-乙氧基乙酯 | 2370-63-0 |
| DMAEMA 单体 | 甲基丙烯酸 N,M-二甲基氨基乙酯 | 2867-47-2 |
| DEAM 单体 | 甲基丙烯酸二乙氨基乙酯 | 105-16-8 |
| CHMA 单体 | 甲基丙烯酸环己基酯 | 101-43-9 |
| BZMA 单体 | 甲基丙烯酸苄酯 | 2495-37-6 |
| BDDMP 单体 | 1,4-丁二醇二（3-巯基丙酸酯） | 92140-97-1 |
| BDDMA 单体 | 1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯 | 2082-81-7 |
| AMA 单体 | 甲基丙烯酸烯丙酯 | 96-05-9 |
| AAEM 单体 | 甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙基酯 | 21282-97-3 |
| 丙烯酸酯单体 | ||
| IBA 单体 | 丙烯酸异丁酯 | 106-63-8 |
| EMA 单体 | 甲基丙烯酸乙酯 | 97-63-2 |
| DMAEA 单体 | 丙烯酸二甲胺基乙酯 | 2439-35-2 |
| DEAEA 单体 | 2-(二乙基氨基)乙基丙-2-烯酸酯 | 2426-54-2 |
| CHA 单体 | 丙-2-烯酸环己基酯 | 3066-71-5 |
| BZA 单体 | 丙-2-烯酸苄酯 | 2495-35-4 |