công nghệ sơn tĩnh điện

công nghệ sơn tĩnh điện tham khảo

Mục Lục

CÔNG NGHỆ SƠN TĨNH ĐIỆN

1 Lịch sử hình thành và phát triển.

Sơn tĩnh điện thường được sử dụng trên những nguyên lý phủ sơn dạng bột được gia nhiệt và phủ bằng những hợp chất hữu cơ, công nghệ này được áp dụng thử đầu tiên tại Châu Âu do Tiến sĩ Dr Erwin Gemmer thực hiện vào đầu thập niên

1950, tuy nhiên cho tới những năm 60 thì quy trình sơn tĩnh điện này mới được chứng thực thành công, được tiến hành thương mại hóa hiệu quả và rộng rãi

1966 – 1973 Bốn loại hóa học khởi điểm- Epoxy, Hybrid, Polyurethane, và TGIC - được giới thiệu trên thị trường Một vài loại Melamine và Acrylic vẫn chưa thành công Đầu thập niên 1970, Sơn Tĩnh Điện phát triển nhanh và được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu Đầu thập niên 1980, Phát triển nhanh và được sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ và Nhật Giữa thập niên 1980, Phát triển nhanh và được sử dụng rộng rãi ở Viễn Đông (thềm Lục Địa Thái Bình Dương)

1985 – 1993, Những loại bột sơn mới được giới thiệu trên thị trường Có đủ loại Acrylic và hỗn hợp của những loại bột sơn được tung ra

2 Công nghệ sơn tĩnh điện.

2.1 Giới thiệu chung.

Sơn tĩnh điện là 1 phương pháp phun sơn ứng dụng nguyên lý tĩnh điện có nghĩa là tích điện cho bột sơn và phun vào bề mặt cũng được tích điện bằng súng phun và tạo ra liên kết mạnh giữa bột sơn và vật cần sơn

Nhờ tác động lực đẩy của khí nén và lực hút của các ion trái dấu làm phân tử sơn bám chặt hơn lên bề mặt vật liệu nền cần sơn

Phủ một lớp chất dẻo lên bề mặt các chi tiết cần che phủ Có 2 loại chất dẻo phổ biến :

qua quá trình biến đổi cấu trúc phân tử (như polyetylen, polypropylene, nylon, polyvinyclorua và nhựa nhiệt dẻo polyyeste)

và sẽ không bị tan chảy lại (epoxy, hybrit, uretan polyester, acrylic, polyester triglycidyl isoxyanuric (TGIC))

tĩnh điện, đồng thời vật sơn cũng sẽ được tích một điện tích (-) để tạo ra hiệu ứng giữa bột sơn và vật sơn

Hiện nay trên thị trường có 2 loại sơn dùng để sơn tĩnh điện: sơn bột và sơn nước

Sơn bột: Dùng để sơn các sản phẩm bằng kim loại, sắt thép, hiệu suất sử dụng bột sơn lên đến 95%

Sơn ướt: dùng để sơn các vật liệu nền khác nhau: sản phẩm bằng kim loại, nhựa, gỗ

2.2 Cơ chế sơn tĩnh điện.

Bột sơn sẽ được tích một điện tích khi đi qua súng sơn tĩnh điện Vật cần sơn cũng được tích một điện tích (trái dấu với bột sơn) Bột sơn và vật sơn đặt trong một điện trường giữa súng phun và vật sơn Khi phun sơn dưới một áp lực nén, hạt sơn bay trong điện trường bám dính vào vật sơn do lực hút tĩnh điện

Cơ chế tĩnh điện gồm có 2 cơ chế: Tích điện corona, tích điện ma sát

Tích điện corona.

Là phương pháp sử dụng truyền thống Bột sơn được tích điện (-), vật sơn được nối đất (+) Dưới điện áp 40-100kV, tại vòi phun xảy ra sự ion hóa không khí Các ion tự do sẽ tích điện (-) cho bột sơn theo tỉ lệ nhất định trước khi phun vào nền

Lực hút tĩnh điện tạo ra lớp màng bám trên vật sơn, bột được giữ lại đến khi chảy ra dưới tác động tạo màng trên nền Các hạt bột không được tích điện sẽ thu hồi và tái sử dụng

Các ion (-) tự do thừa nhanh chóng di chuyển đến nền (+) Tùy vào điện áp ban đầu, vật sơn sẽ trung hòa điện, nếu lượng ion (-) ở nền (+) quá lớn sẽ xảy ra sự ion hóa ngược

Hạt sơn đã tích điện di chuyển theo các đường sức từ Với bề mặt nền phức tạp, bên ngoài có mật độ đường sức từ cao nhất, bên trong chứa ít đường sức từ.

Màng sơn không đồng đều về độ dày, còn gọi là hiện tượng Faraday-cage

2.2.2 Tích

điện do ma sát.

Sự tích điện (+) xảy ra do ma sát của các hạt khi chuyển động trong nòng súng phun Không cần điện áp cao, có thể tạo ra các ion tự do hoặc tạo ra điện trường Hiệu quả ma sát phụ thuộc vào sự cọ xát của hạt vào nòng súng phun

Điều chỉnh khả năng ma sát bằng cách điều chỉnh các luồng khí nén qua súng cũng như tỉ lệ bột / không khí để có hiệu suất tối ưu Tích điện ma sát tạo ra điện trường với sự phân bố các đường sức từ đồng đều hơn Màng sơn đồng đều về

độ dày hơn

2.2.3 So sánh ưu và nhược điểm.

Thông số

quan

trọng

Ưu và nhược điểm

- Ảnh hưởng xấu đến tính chất dòng chảy

- Ít xảy ra Đặc tính dòng chảy tốt hơn

- Dễ dàng phủ một lớp mỏng với dòng chảy tốt

Kỹ thuật

sơn

- Khối lượng bột ở súng phun lớn, điện

áp sử dụng cao

- Ít phụ thuộc điều kiện sản xuất

- Lượng bột dùng ở súng phun ít hơn, điện áp sử dụng thấp hơn

- Phụ thuộc nhiều vào điều kiện sản xuất

Ứng dụng Có thể sử dụng cho tất cả

2.2.4 Các lỗi thường gặp và cách khắc phục.

Bẫy không khí: do bọt khí không thoát ra được khi sơn còn ướt, chúng di

chuyển và nằm lại gần sát bề mặt màng sơn Do súng phun quá gần, di chuyển

chập, áp suất khí nén thấp Khắc phục: Dùng giấy nhám mịn chà xát để bỏ lớp sơn

có bọng khí, phủ nhẹ lại lớp sơn, sau đó đánh bóng

Màng sơn phồng dộp: có hiện tượng bị dộp, sần sùi, nổi bong bóng trên bề

mặt Thường xuất hiện 1 tháng sau khi sơn Khắc phục: Sau khi rửa cần sấy đủ thời gian thích hợp Xả nước từ máy phun sơn tĩnh điện và máy bơm khí Xả lọc khí của hệ thống cung cấp khí Chú ý thời gian giữa các lần sơn Chọn dung môi thích hợp Để lớp sơn lót thật khô mới tiến hành sơn lớp cuối

Vết loang màu trắng đục: các vệt đám mây màu trắng đục như sữa trên bề

mặt ngay sau khi sơn hoặc muộn hơn một chút Khắc phục: Sấy cục bộ khu vực bị loang, sơn phủ thêm một lớp nữa Trường hợp sơn đã khô với vùng bị loang nhỏ có thể đánh bóng, với vết loang lớn hơn phải đánh nhám và sơn lại Dùng dung môi tốt Có thể thêm chất làm chậm quá trình khô của sơn (chỉ khi sơn trong môi trường ẩm cao)

Mắt cá: trên mặt sơn

nổi lên các vết giống như mắt cá, do phun sơn lên bề mặt dính dầu mỡ, wax,

silicone… Khắc phục: Khi sơn còn ướt dùng dung môi bỏ lớp sơn đi, làm sạch và

phủ lại Nếu sơn đã khô, làm nhám cho đến khi hết

thật cẩn thận trước khi sơn, máy nén khí phải có bộ

lọc, phải được thay và làm sạch thường xuyên

Da cá sấu: trên mặt sơn xuất hiện các vết xù xì, gồ ghề như da cá sấu xảy ra

trong quá trình khô Do dung môi của sơn mới tác dụng lên sơn cũ, khi phủ thêm một lớp sơn lên lớp sơn cũ Khắc phục: Nhám và sơn phủ lại, với lớp sơn cuối không nên phủ quá dày, để cho chúng khô thật sự mới tiến hành sơn phủ hay sửa chữa trên bề mặt chúng Ngoài ra nên tránh sơn lớp cuối quá ướt

2.3 Bột sơn tĩnh điện:

Điều kiện bảo quản: bảo quản bột sơn tĩnh điện an toàn vì không sợ cháy nổ

do nó là dạng bột khô không chứa dung môi và không tốn nhiều chi phí, chỉ cần đáp ứng đầy đủ các điều kiện sau là chúng ta có thể bảo quản bột sơn an toàn và hiệu quả nhất.– Để nơi khô ráo, thoáng mát Nhiệt độ bảo quản dưới 33C (rất phù hợp với thời tiết và khí hậu của Việt Nam) Chỉ nên chất lên cao tối đa là 5 lớp

dẫn điện, đầu chia khí và bép phun sơn

Một sản phẩm sử dụng dây chuyền sơn tĩnh điện

Với dây chuyền sơn tĩnh điện những vật dụng của bạn luôn bền màu, sử dụng lâu dài ít hư hao, những bột sơn bị rơi vải khi sơn có thể sử dụng trở lại Giúp người dùng tiết kiệm chi phí rất tốt

2.4.2 Quy trình tiến hành sơn.

xử lý bề mặt kim loại trước khi sơn thường được xử lý theo phương pháp nhúng vật sơn vào các bể hóa chất Vật sơn được đựng trong các rọ làm bằng thép không rỉ, di chuyển nhờ hệ thống balang điện qua các bể Các bể chứa hóa chất xử lý có thể được xây bằng bê tông, thép hoặc bằng inox và

 Loại 2 súng phun: Vật sơn di chuyển trên băng tải vào buồng phun, 2 súng ở

2 phía đối diện phun vào 2 mặt của sản phẩm

2.4.2.4 Súng sơn.

2.4.2.5 Sấy định hình và hoàn tất sản phẩm.

Vật sơn sau khi sơn được đưa vào buồng sấy Tùy theo chủng loại thông số

• Đặc tính sử dụng

Quy trình sơn có thể được thực hiện tự động hóa dễ dàng (dùng hệ thống phun sơn bằng súng tự động) Dễ dàng vệ sinh khi bột sơn bám lên người thực hiện hoặc các thiết bị khác mà không cần dùng bất cứ loại dung môi nào như đối với sơn nước

• Chất lượng

Tuổi thọ thành phẩm lâu dài Màng sơn bóng, đẹp, bền lâu Khó bị ăn mòn bởi hóa chất hoặc bị ảnh hưởng của tác nhân hóa học hay thời tiết Màu sắc phong phú và độ chính xác khi sơn cao

• Môi trường

Ưu thế chính của phương pháp sơn tĩnh điện là không dùng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), do đó không cần đến các thiết bị phân hủy VOC tốn kém như lò thiêu hoặc các thiết bị hấp thụ carbon Phát sinh rất ít khí gây ô nhiễm môi trường Đây là công nghệ sơn an toàn, sạch sẽ và đạt tiêu chuẩn tốt cho môi trường

3.2 Nhược điểm.

điều chỉnh độ dày, khó sơn những chi tiết phức tạp Chỉ áp dụng được cho các vật liệu kim loại (đối với công nghệ sơn khô)

3.3 So sánh.

không gây ô nhiễm môi

trường…

chi phí nhân công

công nhân có tay nghề cao (khi

không đạt yêu cầu có thể làm

lại dễ dàng)

nhiễm môi trường, chi phí cao

( có thể xảy ra cháy nổ)

cao, không thể sửa đồi khi vật sơn không đạt yêu cầu

Hiện nay công nghệ sơn 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 Cơ khí,viễn thông… Đặc biệt trong lĩnh vực nhôm kính, hệ thống nhôm sử dụng bên ngoài công trình, đảm bảo được chất lượng, bền đẹp theo thời gian.

5 Tài liệu tham khảo.

Systems Group, Nordson Corporation