Nguyên lý của sơn bột tĩnh điện cũng tương tự như phương pháp phun sơn tĩnh điện.
Sự khác nhau cơ bản của nó là sơn bột tĩnh điện sử dụng sơn ở dạng bột, còn phương pháp phun sơn tĩnh điện sử dụng sơn ở dạng dung dịch.
Hình 2.13 Phương pháp sơn bột tĩnh điện b. Đặc điểm
Sơn bột tĩnh điện là công nghệ không những cho ta những ưu điểm về kinh tế mà còn đáp ứng được về vấn đề môi trường cho hiện tại và tương lai vì tính chất không có chất dung môi của nó. Do đó về vấn đề ô nhiễm môi trường trong không khí và trong nước hoàn toàn không có như ở sơn nước.
Ưu điểm
- Hiệu suất sử dụng cao trên 90%, là phương pháp phun sơn có độ ô nhiễm thấp - Thích hợp với sản xuất tự động năng suất cao
- Màng sơn dày, độ dày một lần sơn 100 - 300àm
- Dễ dàng vệ sinh khi bột sơn bám lên người thực hiện thao tác hoặc các thiết bị khác mà không cần dùng bất cứ loại dung môi nào.
- Tuổi thọ thành phẩm lâu dài
- Không bị ăn mòn bởi hóa chất hoặc bị ảnh hưởng của tác nhân hóa học hay thời tiết.
- Sơn tĩnh điện dạng bột là phương pháp sơn ít tốn kém nhất trên giá thành sản phẩm mà trong những kỹ thuật sơn hiện tại trên thế giới đang sử dụng (kể cả sơn tĩnh điện dạng nước).
Nhược điểm
- Nhiệt độ sấy cao trên 200C, màng dễ biến màu - Thiết bị chuyên dùng thay màu không thuận lợi - Sau khi sấy màng sơn khó sơn sửa chữa lại
- Tính trang trí màng sơn kém, độ bóng và độ bằng phẳng không bằng phun sơn - Sơn bột có độ bám chắc kém, nhiều trường hợp phải sử dụng xử lý bằng nhiệt
luyện. Sơn bột có hai loại: sơn nhiệt dẻo và sơn nhiệt rắn. Sơn bột nhiệt dẻo chuyên dùng có loại: liclovinyl, polivinyl, poliacrylat, nhựa Flo, poliether clo hóa… Sơn bột nhiệt rắn gồm các loại: epoxi, polieste, acrylat, poliurethan… Độ nóng chảy, độ nhớt nóng chảy của sơn bột nhiệt rắn thấp hơn sơn bột nhiệt dẻo, độ bám chắc và độ bằng phẳng của màng sơn của sơn bột nhiệt rắn tốt hơn sơn bột nhiệt dẻo. Phần lớn nhựa sơn bột nhiệt dẻo có tính kết tinh, sau khi sấy, tiến hành xử lý sấy nước để đảm bảo độ bám chắc của màng sơn.
c. Thiết bị
Thiết bị sơn bột tĩnh điện gồm có: bộ phận cung cấp sơn, bộ phận sinh tĩnh điện, máy sơn tĩnh điện, phòng phun, hệ thống bột hồi lưu và phòng sấy.
Điện áp đầu ra của bộ phận sơn tĩnh điện phải đạt đến 60 - 100KV, dòng điện nhỏ hơn 300μA. Thông thường ống tinh thể tiêu hao điện thấp, thể tích nhỏ, có thiết bị an toàn.
Hình 2.14 Máy sơn bột tĩnh điện SH - 206
Hình 2.15 Máy sơn bột tĩnh điện VPEC – 201
Hình 2.16 Buồng sơn bột tĩnh điện
Súng phun tĩnh điện gồm có loại cố định và loại cầm tay. Sản xuất trên dây chuyền thường dùng loại cố định, gia công trên hiện trường thường dùng loại cầm tay… Phân loại súng sơn tĩnh điện theo hình thức mang điện: loại mang điện bên trong và loại mang điện bên ngoài. Mang điện bên trong là nhờ vào sự phóng điện giữa cực kim và điện cực vòng trong ống mà mang điện tích, cường độ điện trường lớn 6 - 8KV/cm thích hợp phun lượng bột lớn, chi tiết có hình dánh phức tạp. Mạng điện bên ngoài là nhờ sự phóng điện giữa súng sơn và sản phẩm mà mang điện tích, cường độ điện trường nhỏ hơn loại mang điện bên trong nhưng kết tủa nhanh, năng suất cao, được ứng dụng nhiều. Tùy theo hình dáng, độ lớn nhỏ của chi tiết, giảm tác dụng phản hồi của bột sơn. Để khuếch tán sơn bột của súng phun tĩnh điện dùng các phương pháp: phương pháp phân tán va đập, phương pháp phân tán không khí, phương pháp phân tán quay và phương pháp phân tán khuấy. Trong đó phương pháp phân tán va đập thuận lợi được dùng nhiều.
1 1 2
Hình 2.17 Hình thức mang điện súng phun sơn bột 1: Mang điện bên trong
2: Mang điện bên ngoài
Hình 2.18 Súng sơn bột tĩnh điện dạng cố định
Bộ phận cung cấp sơn cần phải liên tục, đồng đều đem sơn bột cung cấp cho súng sơn. Thông thường gồm có 3 loại: loại dùng áp suất, loại hút và loại cơ khí. ộ phận cung cấp sơn loại áp suất có thể tích 15 - 25 lít, cung cấp sơn bột không liên tục, dùng để cung cấp sơn bột cho súng phun cầm tay, không thích hợp dùng trong dây chuyền tự động. Bộ phận cung cấp sơn cơ khí có thể cung cấp sơn định lượng chính xác, dùng cho dây chuyền sản xuất liên tục. Bộ phận cung cấp sơn kiểu hút, bột trong đầu ống
Không khí sạch
Đầu ra bụi
Đầu vào bụi không khí
9 1
3 2
6 5
4 8
7
được hút ra nhờ dùng không khí nén, hình thành dòng khí bột, bột trong đầu ống ít nên rửa và thay màu dễ dàng, tính thực dụng cao.
Thiết bị thu hồi sơn bột: để thu hồi bột không bám vào sản phẩm và để đề phòng bụi sơn làm ô nhiễm môi trường, hiệu suất bám của sơn bột khi sơn tĩnh điện thông thường chỉ có 30 - 35%, cần phải có thiết bị thu hồi mới có thể nâng cao hiệu suất trên 95%, nâng cao hiệu quả kinh tế. Thiết bị thu hồi gồm có ác loại: loại quay, loại túi vải và loại phối hợp của chúng. Loại quay tiếng ồn lớn tiêu hao điện nhiều, hiệu suất thu hồi không cao. Loại túi vải có thể tích nhỏ, tiếng ồn ít, hiệu suất thu hồi cao nhưng cần phải dùng biện pháp gây chấn động hoặc thổi dòng khí ngược để túi vải không bị tắc.
a) b)
Hình 2.19 Thiết bị thu hồi sơn a) Kiểu xoay
b) Kiểu vải lọc
1: vỏ ngoài 2: máy thông gió ly tâm 3: động cơ 4: vải lọc 5: ống không khí 6: kết cấu chấn động 7: đế máy 8: bảng điện 9: bộ phận giảm tiếng ồn
Hình 2.20. Phòng sơn và thiết bị thu hồi bột sơn
Những nhân tố ảnh hưởng đến công nghệ sơn tĩnh điện sơn bột là: điện áp sơn, khoảng cách, áp suất cung cấp sơn và đặc tính của sơn bột.
Đặc tính của sơn bột là độ hạt và độ dẫn điện. Bột càng mịn, tính lưu động của bột càng tốt, dễ bịt kín thiết bị, khả năng che phủ của sơn cao và được lớp sơn mỏng, nhưng bụi sơn bay ra cũng nhiều. Độ dẫn điện của sơn bột ảnh hưởng tới hiệu suất bám và hiệu suất tích điện, điện trở suất thích hợp là 1010 - 1014Ωcm.
Điện áp khi sơn là 60 - 90KV, cự ly phun thích hợp là 250mm. Lúc đó, sơn bột có hiệu suất bám cao. Áp suất cung cấp sơn ảnh hưởng tới hiệu suất tích điện của dòng khí sơn bột và tính phân tán, khi áp suất càng tăng hiệu suất bám giảm đi.
Khi sơn bột tĩnh điện cần phải tăng cường xử lý bề mặt để nâng cao độ bám chắc của sơn.
d. Một số phương pháp sơn bột khác
Sơn bột không ở trạng thái lỏng, vì thế phải gia công bằng những thiết bị và phương pháp sơn chuyên dùng như phương pháp lưu hóa, phương pháp lưu hóa tĩnh điện và phương pháp nhúng tĩnh điện … nhờ vậy mà những hạt bột sơn do lực hút tĩnh điện hoặc nóng chảy bám trên bề mặt sản phẩm. Khi sấy qua các giai đoạn nóng chảy ướt, bằng phẳng đóng rắn tạo thành màng sơn.
- Phương pháp lưu hóa là đem chi tiết gia nhiệt đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy sơn 20 - 30 , sau đó đem nhúng vào thùng sơn lưu hóa, chi tiết tiếp xúc với sơn bột, sơn bám trên bề mặt, tạo thành lớp sơn hoàn chỉnh. Phương pháp lưu hóa chỉ thích hợp với chi tiết nhỏ có dung lượng nhiệt lớn, không thích hợp với tấm mỏng dung lượng nhiệt nhỏ. Chi tiết gia nhiệt càng cao, lớp sơn càng dày, thông thường vào khoảng 100 - 300àm. Phương phỏp gia nhiệt lưu húa khụng thể hỡnh thành màng sơn mỏng, độ dày nhỏ hơn 100àm. Ngoài ra khi sơn phương phỏp lưu hóa, nhựa chịu nhiệt độ cao, thời gian dài, sau khi sấy, thường phải dùng nước làm nguội cưỡng bức làm giảm tác dụng phân hủy nhiệt.
- Phương pháp lưu hóa tĩnh điện là chi tiết trong thùng sơn lưu hóa được hấp thụ sơn bột thông qua tĩnh điện, vì thế không cần gia nhiệt sơn, vẫn được màng sơn mỏng hoàn chỉnh, nhưng chỉ thích hợp với sơn chi thiết nhỏ.
- Phương pháp nhúng tĩnh điện sơn bột là đem bột pha nhựa phân tán trong sơn nhúng tĩnh điện, theo phương pháp sơn nhúng tĩnh điện, khi sấy bám trên bề mặt một lớp sơn gồm có bột nhựa và sơn nhúng tĩnh điện. Nó có ưu điểm của sơn nhúng tĩnh điện như thời gian kết tủa ngắn, năng suất cao, độ dày màng sơn đồng đều, có thể điều chỉnh độ dày thông qua điện áp. Ngoài ra còn tránh được những vấn đề tồn tại khi gia công sơn bột theo phương pháp thông thường. Những nhược điểm của phương pháp này là do tác dụng của nước, khi sấy sinh ra lỗ xốp của sơn, nhiệt độ sấy cao, lớp sơn dày hơn khi sơn nhúng tĩnh điện thông thường vào khoảng 40 - 100μm.
e. Phạm vi ứng dụng
Hiện nay công nghệ sơn bột tĩnh điện được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp hàng hải, công nghiệp hàng không, công nghiệp chế tạo xe hơi và xe gắn máy… đến các lĩnh vực như sơn trang trí, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân dụng…
Thường dùng để sơn các sản phẩm là các chi tiết vỏ cột bơm xăng, kết cấu khung thép nhà máy, các chi tiết xe máy, vỏ nồi cơm điện, khung bếp gas... Dễ dàng tự động hoá tiết kiệm được chi phí nhân công, dễ dàng lưu trữ, không yêu cầu công nhân có tay nghề cao (khi không đạt yêu cầu có thể làm lại dễ dàng). Công nghệ sơn bột đang ngày một phát triển hơn do môi trường ngày càng đuợc quan tâm hơn.