Gründe und Lösungen für das Phänomen des Pulverabfalls nach der Pulverbeschichtung

Gründe und Lösungen für das Phänomen des Pulverabfalls nach der Pulverbeschichtung

Die allgemeine Antwort von Herstellern von Beschichtungsproduktionslinien ist, dass der Hauptfaktor, der die Aufnahme und Speicherung von Ladungen durch Pulverpartikel beeinflusst, die Dielektrizitätskonstante des Pulvers ist. Je niedriger die Dielektrizitätskonstante des Pulvers ist, desto leichter können sich die Partikel aufladen, aber desto leichter können sie auch Ladung verlieren. Dies spiegelt sich in der schwachen Adsorptionskraft des Pulvers am Werkstück wider, wodurch es bei leichter Vibration abfällt. Beim elektrostatischen Spritzen von Pulverbeschichtungen sollte eine möglichst hohe Dielektrizitätskonstante verwendet werden, um die Adsorptionskraft des Pulvers erheblich zu erhöhen.

Aus der Elektrostatik ist bekannt, dass die Verteilung der Oberflächenladungen auf einem geladenen isolierten Leiter mit dem Krümmungsradius der Oberfläche zusammenhängt. In Bereichen mit größerer Krümmung (also scharfen Flächen) ist die Ladungsdichte höher und auch die elektrische Feldstärke im umgebenden Raum ist höher. Wenn die elektrische Feldstärke ausreicht, um das umgebende Gas zu ionisieren, entlädt sich das obere Ende des Leiters. Handelt es sich um eine negative Hochspannungsentladung, werden die den Leiter verlassenden Elektronen durch ein starkes elektrisches Feld beschleunigt, wodurch sie mit Luftmolekülen kollidieren und diese zu positiven Ionen und Elektronen ionisieren. Die neu erzeugten Elektronen werden beschleunigt und kollidieren erneut, wodurch Luftmoleküle einen „Elektronenlawinen“-Prozess bilden. Elektronen haben eine geringe Masse, und wenn sie den Ionisierungsbereich verlassen, werden sie schnell von viel schwereren Gasmolekülen angezogen, die zu freien negativen Ionen werden. Diese Art von negativen Ionen strömt unter der Wirkung der elektrischen Feldkraft auf die positive Elektrode zu und erzeugt in der Ionosphäre eine Halo-Entladungsschicht, die Halo-Entladung genannt wird. Wenn das Pulver die Koronaperipherie passiert, wird es durch die Kollision negativer Ionen, die auf die positive Elektrode zuströmen, aufgeladen.

Bei den meisten industriellen Pulverbeschichtungen handelt es sich um strukturell komplexe Polymerisolatoren, und negative Ionen können nur dann auf der Oberfläche der Pulverpartikel adsorbieren, wenn auf der Pulveroberfläche geeignete Positionen für den Empfang von Ladungen vorhanden sind. Bei negativen Ionen kann diese Stelle eine positiv geladene Verunreinigung in der Pulverzusammensetzung oder eine potentielle Energiegrube in der Zusammensetzung sein oder rein mechanisch sein. Unabhängig vom Adsorptionsmechanismus ist die Ablagerung von Ionen auf jedem Pulverpartikel jedoch nicht einfach. Der Oberflächenwiderstand von Pulverpartikeln ist sehr hoch und die Ladung wird aufgrund der Leitfähigkeit nicht umverteilt, sodass die Oberflächenladungsverteilung ungleichmäßig ist.

Durch die Koronaentladung werden Pulverlackpartikel in der Nähe der Elektrode negativ geladen. Wenn die Pulverpartikel gerade die Mündung verlassen, werden sie durch die Förderkraft der Druckluft nahe am Werkstück (positive Elektrode) ausgeblasen und durch die elektrische Feldkraft geführt, wird die Beschichtung fest am Werkstück adsorbiert. Im Allgemeinen dauert es nur wenige Sekunden, um eine Schichtdicke von 50-100 μm zu erreichen. Gleichzeitig mit Erreichen einer bestimmten Dicke der Pulverschicht lagert sich auf der Oberfläche eine dicke Abschirmschicht für negative Ladungen ab, die dazu führt, dass die nachfolgenden negativ geladenen Teilchen zurückgestoßen werden und die Beschichtung nicht mehr dicker wird. Der Beschichtungsprozess ist nun abgeschlossen.