一、粉末涂裝工藝的發(fā)展史：
粉末涂料與涂裝始于20世紀(jì)30年代，最初采用火焰噴涂法，把聚乙烯粉末以熔融狀態(tài)涂覆到金屬表面，這就是粉末涂裝的開始。直到20世紀(jì)50年代，德國(guó)發(fā)明了粉末的硫化床浸涂法后，粉末涂料以涂裝工藝得到了較大發(fā)展。從20世紀(jì)60年代法國(guó)SAMES公司發(fā)明了靜電粉末噴涂設(shè)備，并開發(fā)了熱固性環(huán)氧粉末涂料，粉末涂料與涂裝技術(shù)以其省資源、低污染的特點(diǎn)，引起了世界各國(guó)技術(shù)界的觀注，從而得到了全世界各國(guó)迅速的推廣與應(yīng)用、我國(guó)是從20世紀(jì)90年代初，開始在鋁型材表面處理上進(jìn)行推廣和使用。
粉末涂裝在我國(guó)起步較晚，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，粉末涂料與涂裝技術(shù)在我國(guó)發(fā)展速度更是驚人。它具有節(jié)能、環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)、涂層堅(jiān)固耐用，粉末可回收再利用等特點(diǎn)。目前在我國(guó)，粉末涂裝的應(yīng)用以涉及到建筑、裝飾、家電、紡織、輕工、器具、電子元件、家用機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，特別是近幾年在鋁合金行業(yè)，粉末涂裝大量應(yīng)用于建筑鋁型材表面處理所占份額已達(dá)到50％以上，它以其色彩豐富、生態(tài)環(huán)保優(yōu)良等特點(diǎn)，受到廣大消費(fèi)市場(chǎng)的青睞，使得粉末涂裝的加工工藝技術(shù)在鋁合金表面處理領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足發(fā)展。
涂料利用率大幅度提高，一般用空氣噴涂時(shí)涂料的利用率僅為（30~60）%左右，若工件為多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，涂料利用率低至30%以下，采用靜電涂裝，涂料粒子受電場(chǎng)作用力被吸附于工件表面，顯著減少飛散及回彈，涂料利用率空氣噴涂提高1~2倍。
二、粉末涂層的特點(diǎn)
與普通液體涂層相比，有以下特點(diǎn)：
1.堅(jiān)固耐用
粉末涂層采用高溫不溶于溶劑的樹脂，制造各種功能的高性能涂層。粉末制做過程中，或形成涂層無溶劑加入和放出，不易形成貫通涂層針孔，可得到致密涂層，使涂層更加堅(jiān)固、耐用。
2.耐化學(xué)介質(zhì)性能好
粉末涂料所用樹脂分子量比溶劑涂料樹脂分子量大，因此涂層耐化學(xué)介質(zhì)性能好。
3.涂層厚度易控制
粉末涂層一次就能得到50-300?m厚的涂層，相當(dāng)于液體涂料涂幾道甚至十道的厚度。
三、粉末涂料分類
粉末涂料是一種含99%以上的固體分。它可分為熱固性和熱塑性兩大類。由于這二大類合成樹脂的成膜機(jī)理不同，它們成膜后的物理性能和化學(xué)性迥然不同，所以應(yīng)用范圍亦有所區(qū)別。
目前在鋁合金上涂覆的粉末涂料，大部分都是熱固性聚酯粉末涂料，它具有較高的“流平性”，能夠牢固地粘附于經(jīng)過預(yù)處理的鋁合金材料表面，固化后有較好的裝飾性和防腐性，本文淺談鋁合金表面處理用熱固性聚酯粉末涂料。
1.熱固性聚酯粉末涂料組成份
（1）熱固性樹脂；（2）固化劑（或交聯(lián)樹脂）；（3）顏色（染色劑）；（4）填料和助劑；
2.粉末制作程序
（1）把以上組分經(jīng)預(yù)混合；（2）熔融劑初混合；（3）冷卻；（4）破碎；（5）細(xì)致粉碎；（6）分級(jí)過篩
3.粉末成膜過程
樹脂本身分子量較少，不易成膜，只有進(jìn)行烘烤使其與固化劑進(jìn)行化學(xué)反映（交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)）后才能形成涂膜。
四、熱固性粉末涂料分類
1.環(huán)氧類粉末涂料：（耐候性差），不宜用于戶外
2.聚脂類粉末涂料：（耐候性好），宜用于戶外
提示：當(dāng)涂料中顏料和填料添加量多時(shí)，易影響涂層的抗沖擊強(qiáng)度。
3.丙烯酸類粉末涂料：（耐候性粉末涂料的重要品種之一）
提示：它是戶外高檔裝飾材料，顏料分散性稍差，涂層抗沖擊性稍差。
4.氟樹脂粉末涂料：分為二種，熱塑性和熱固性。
熱固性氟樹脂粉末涂料特點(diǎn)是：耐各種形式的腐蝕性能好，是粉末涂料中，耐化學(xué)性能最好的品種，它的物理機(jī)械性能優(yōu)良。
目前：國(guó)內(nèi)鋁合金表面涂裝絕大部分用聚酯類粉末涂料。
五、粉末涂裝工藝方法分類
1.空氣噴涂法；2、流化床浸涂法 ；3、靜電流化床浸涂法；4、靜電粉末噴涂法；5、火焰噴涂法；6、電場(chǎng)云霧噴涂法
靜電粉末噴涂法是目前最普遍采用的粉末涂裝工藝，粉末的上粉率高達(dá)95%以上。
六、靜電粉末噴涂原理及生產(chǎn)工藝
1.原理：靜電粉末噴涂是利用高壓靜電電暈電場(chǎng)原理，噴槍頭的金屬導(dǎo)流環(huán)上接上高壓負(fù)極，被涂件接地形成正極。在噴槍和工件之間形成較強(qiáng)的靜電場(chǎng)。由于導(dǎo)流環(huán)接上高壓負(fù)極電暈放電，其周圍產(chǎn)生密集的電荷，而使粉末帶上負(fù)電荷，在靜電力和壓縮空氣兩種動(dòng)力的共同作用下，粉末從槍口飛出。均勻的吸附在工件表面，經(jīng)過加熱，粉末熔融并流平，固化成均勻、連續(xù)、平整、光滑的粉末涂層。
2.粉末吸附工件表面的過程分為以下三個(gè)階段
第一階段：粉末在靜電場(chǎng)力的作用下均勻的吸附工件表面上，形成一種稀薄的連續(xù)覆蓋層，粉末基本上被工件吸附。
第二階段：粉末在靜電電場(chǎng)的作用下繼續(xù)飛向工件表面，由于覆蓋上的粉末與新的粉末所帶電荷相同而產(chǎn)生排斥作用。但靜電電場(chǎng)力比排斥力強(qiáng)大。因此粉末將繼續(xù)吸附，涂層將不斷增厚，但有部分粉末不能吸附從工件表面掉下來。
第三階段：隨著粉末涂層的不斷增加，排斥力將增大，當(dāng)增大到與靜電電場(chǎng)相同時(shí)，粉末將不在被工件吸附，這時(shí)涂層不再增加，噴出的粉末完全不被吸附，全部掉下來，因此，靜電粉末涂層的厚度有一定限制。
3.靜電粉末噴涂生產(chǎn)工藝
（1）預(yù)處理
除油（脫脂表調(diào)）－水洗－化學(xué)轉(zhuǎn)化（鉻化）－水洗－烘干
（2）預(yù)處理分類
鉻化處理 涂層厚度 0.4-0.8g/m2
無鉻化處理 涂層厚度 0.2-0.4g/m2
烘干溫度：一般控制在60-80C0之間，最高不能超過90 C0 ，以免造成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜破裂，影響涂層抗沖擊性能。
（3）粉末噴涂
電壓控制；60-80KV 槍距型材；200-300mm
噴粉氣壓；0.3-0.6bar 硫化氣壓；0.1-0.2bar
濾芯反沖氣壓 ；≤0.8MPa 鏈速 ；1.5-4.0m/min
固化溫度；200℃±5℃ 固化時(shí)間；10-12min
圖為：鋁型材靜電粉末涂裝工藝流程
影響靜電粉末噴涂的因素較多，如：設(shè)備因素、操作因素等。但主要因素為粉末電導(dǎo)率、粉末粒徑、噴涂電壓、噴涂距離（槍與工件之間）、供氣壓力等。
1、粉末電導(dǎo)率：粉末粒子的體積必須適中，體積電阻太大，粉末電荷不易放出，工件表面聚集電荷太多，排斥力大得不到厚膜。體積電阻太小，帶電粉末易放出電荷，附著粉末易脫落。所以粉末的體積電阻一般在1010-1014Ω.cm的范圍內(nèi)最宜。
2、粉末粒徑：粒徑大小影響粉末流動(dòng)性，涂覆性，及對(duì)噴槍堵塞及膜厚等。粒徑太小，帶電量小，靜電引力小，涂料粒子容易被甩掉，上粉率低。粒徑太大，自重大，帶電量大，涂料粒子間的排斥力也大，上粉率降低。
3、噴涂電壓：噴涂電壓與靜電引力成正比，一般低電壓時(shí)，隨電壓升高，粉末帶電量增加，附著量增加，但達(dá)到飽和值，將產(chǎn)生靜電排斥，起到相反作用，由于電壓太高，會(huì)使粉末擊穿。一般電壓控制在60-80KV.
4、噴涂距離（槍與工件）：噴涂距離的大小影響電場(chǎng)強(qiáng)度大小。一般噴涂距離控制在200-300mm，粉末沉積效率最好，當(dāng)距離太小時(shí)，易產(chǎn)生打火，使粉末擊穿，影響質(zhì)量。當(dāng)距離太大時(shí)，粉末沉積效率太低，增加了回收粉末，使粉末被污染的機(jī)會(huì)多了。
5、供氣壓力：噴涂時(shí)盡量把氣壓和粉末輸送空氣量保持在所需最小的要求量，供氣壓力大，粉末動(dòng)能增加，易引起粉末在工件表面上反彈，使粉末沉積率下降，因此，供氣壓力包括－供粉氣壓、霧化氣壓、流化氣壓，這三壓都會(huì)影響噴涂效率和涂層質(zhì)量。噴槍分類：二種 電暈式噴槍和摩擦槍
摩擦槍可較好的克服法拉第屏蔽效應(yīng)，粉末包覆效果好，上粉率高。電暈式噴槍不能克服法拉第屏蔽效應(yīng)
八、粉末涂層常見的缺陷成因及預(yù)防措施
1.縮孔成因：粉末存放時(shí)間長(zhǎng)吸潮、工件預(yù)處理不干燥、工件表面有油污、水污染、鉻化殘液污染、壓縮空氣中帶水份和油份。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
2.桔皮、桔紋成因：粉末配方不合理、粉末顆粒大小分布不均勻、涂層不均勻，涂層偏厚、固化預(yù)熱升溫太慢。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
3.涂層附著力不好成因：被涂工件預(yù)處理不好，粉末涂料質(zhì)量不好，固化溫度太低，時(shí)間不足。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
4.涂膜流掛成因：涂料熔融粘度太低，涂層太厚，預(yù)熱升溫太快。固化溫度太高，烘烤前涂層不均勻。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
5.涂層失光、變色成因：粉末的耐熱性不好，烘烤溫度太高時(shí)間過長(zhǎng)，預(yù)處理不干凈，回收系統(tǒng)清理不干凈。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
6.涂層中有氣泡成因：粉末中有揮發(fā)性物質(zhì)和水，工件表面有水份，壓縮空氣中有水份和油。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
7.涂層出現(xiàn)凹膜、針孔成因：粉末涂層過厚，造成靜電排斥，槍距工件太近，造成打火擊穿，工件表面有油脂或水份，粉末含水量大，壓縮空氣中帶油或水份，工件本身有針孔。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
8.涂層厚度不均勻成因：粉末噴涂速度不均勻，壓縮空氣壓力不穩(wěn)定，供粉裝置流化效果差，輸送鏈速不均勻，工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成靜電屏蔽，粉末受潮、結(jié)團(tuán)、造成流化效果不好。
預(yù)防措施：改進(jìn)以上缺陷
結(jié)語(yǔ)：
從靜電粉末涂裝工藝分析影響粉末涂層表面質(zhì)量的原因，并提出預(yù)防措施。通過幾年來的生產(chǎn)與實(shí)踐總結(jié)，認(rèn)識(shí)到影響鋁型材涂裝表面質(zhì)量的因素是多方面的，本文只是從靜電粉末涂裝工藝方面對(duì)影響型材涂層質(zhì)量的原因進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述。粉末涂層質(zhì)量的缺陷，從單一的一種現(xiàn)象或一種原因去分析和總結(jié)很難找出其產(chǎn)生的主要根源。只有通過大量的生產(chǎn)實(shí)踐，不斷地從多方面查找缺陷產(chǎn)生原因，并尋找出確實(shí)可行的解決辦法，才能進(jìn)一步提高我國(guó)鋁型材產(chǎn)品的表面處理水平，為我國(guó)的鋁型材產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的占有率提升做出我們的貢獻(xiàn)。
在噴槍與工件之間形成一個(gè)高壓電暈放電電場(chǎng)，當(dāng)粉末粒子由噴槍口噴出經(jīng)過放電區(qū)時(shí)，便補(bǔ)集了大量的電子，成為帶負(fù)電的微粒，在靜電吸引的作用下，被吸附到帶正電荷的工件上去。當(dāng)粉末附著到一定厚度時(shí)，則會(huì)發(fā)生“同性相斥”的作用，不能再吸附粉末，從而使各部分的粉層厚度均勻，然后經(jīng)加溫烘烤固化后粉層流平成為均勻的膜層。
粉末靜電噴涂工藝流程
典型的粉末靜電噴涂工藝流程如下：上件→脫脂→清洗→去銹→清洗→磷化→清洗→鈍化→粉末靜電噴涂→固化→冷卻→下件
