0 前 言

粉末静电喷涂中涂层缩孔问题较为常见，而在喷涂生产中一旦产生有缩孔缺陷的工件就要对其进行返工或返修，这不但降低了生产效率，也大大增加了企业的生产成本。有大量的学者专注研究解决此问题，目前已有众多文献分别从不同的角度分析并介绍了喷涂缩孔问题的成因及解决办法。然而，目前仍有很多静电喷涂厂家被喷涂缩孔问题所困扰，严重时不但影响了生产的正常运行，而且给公司也带来了较大的经济损失。本文较为全面地分别从人的因素、材料因素、方法因素、机械设备、环境因素等五大质量控制要素方面分析了在粉末静电喷涂中涂层缩孔问题的产生原因，并提出了防治缩孔问题的可靠方法，对提高喷涂生产一次合格品率、降低生产能耗、减少碳排放、增加企业经济效益等方面均起到了举足轻重的作用。
 

1 各质量控制要素对产生缩孔的影响及防治

1.1 人的因素对产生缩孔的影响及防治

1.1.1 换粉时喷粉系统清理不净的影响

生产过程中在更换粉末时，因喷粉系统清理不，系统内残留的粉末会对新加入的粉末造成污染，将可能产生涂层缩孔。

防治办法：喷粉系统的二次供粉和回收系统单独使用，即在换粉时将这部分设备一起更换，如果不能保证每种粉末单独使用一套二次供粉和回收系统，就必须注意在更换粉末时，对喷粉和回收系统内可能藏有积粉的地方，如输粉管、旋转筛、脉冲过滤器、旋风回收器等进行清理，反复用压缩空气吹扫干净，确认后方可向供粉桶内加入新粉。

1.1.2 不同类型的粉末混用的影响

目前，国内外的白色家电金属外壳一般都采用粉末静电喷涂工艺，对于室内使用的家电常选用双组分的环氧聚酯粉，而对于室外使用的家电则选用的是耐候性能更好些的单组分的纯聚酯粉末。如果在喷涂过程中，不慎将一种粉末混入另一种粉末中，会因为两种粉末的相容性不好，在喷涂固化后产生涂层缩孔。

防治办法：不同类型的粉末分开存放，存放区域作上醒目标识，以示区分；生产时，喷粉工需认真做好生产使用粉末情况的记录，严格按照工艺要求添加粉末。

1.1.3 粉末保存不当的影响

生产结束后，喷粉系统剩余的粉末没有进行收集和密封保存，粉末长时间裸露在空气中，很容易与空气中的水汽相结合，使得粉末吸湿受潮，在下次生产时，会产生涂层缩孔。

防治办法：生产结束后，将喷粉系统内粉末收集，装入原粉末包装袋内密封保存，然后装入包装箱内待下次生产使用。

1.2 材料因素对产生缩孔的影响及防治

1.2.1 粉末分子量分布情况的影响

粉末的分子量分布情况对缩孔的产生影响较大，粉末生产时所采用的树脂或其他高分子聚合物的分子量分布范围不易太宽，若树脂分子量分布太宽则可能会有一些低分子量的化合物与过高分子量

的化合物并存，在粉末固化时，部分低分子量化合物已经进入固化交联阶段，尚有高分子量的化合物仍未完全熔融，这就会出现涂层表面张力差异，从而产生缩孔。然而，当低分子量的化合物与颜填料混合时，虽然能混容良好，但在高温烘烤时，会挥发出来，随着固化时间的增加，树脂熔融物无法再流平，从而也会导致缩孔的产生；而遇到高分子胶凝物与颜填料混合时，它们之间难以达到真正的混容，导致其在固化时又存在表面张力差异，同样也会产生涂层缩孔。

防治办法：在粉末配方设计中，应选择性能优良的流平剂、偶联剂以消除或减缓影响。
1.2.2 粉末生产用原材料的影响

有些粉末生产厂因生产粉末的原材料贮存不当，使得一些原材料受潮，或是混入油和其他污染物，在生产时使用了这样的原材料（主要以树脂为主），或者是不洁净的树脂，这样生产出来的粉末产品，在喷涂生产使用后，就会产生缩孔。
防治办法：粉末生产厂应在原材料的贮存方面加强管理，避免原材料被污染，粉末生产时，对原材料的选用也要进行严格管理；粉末使用厂家应严格按照规定对新入厂的粉末进行喷涂样板试验，检验样板验证合格后方可投入生产使用。

1.2.3 压缩空气洁净度的影响

对于粉末静电喷涂而言，压缩空气可以当作喷涂的主要原材料之一，应该和前处理原料、粉末涂料一样都列入喷涂生产用的原料管理范畴。完美的涂装质量取决于三个客观要素：洁净的压缩空气；高质量的粉末涂料；先进的涂装设备。其中影响粉末静电喷涂质量的关键的要素就是压缩空气的洁净度。喷涂使用的压缩空气含水、含油量超标，都会使涂层产生缩孔。

防治办法：及时排放压缩空气冷凝水，定时监测油水分离器工作状态，确保其工作正常，严格控制喷涂所使用的压缩空气的质量。

喷涂用压缩空气质量标准，按照ISO8573.1标准的规定，一般对于喷涂行业所使用的压缩空气的品质要求为：压缩空气含尘量要达到标准规定的2级空气质量等级水平，即微粒含量不超过1 mg/m³，微粒大小不超过1 μm；压缩空气中的含水量要达到标准规定的3级质量等级水平，即含水量不超过880 mg/m³，对应的压力露点-20 ℃；压缩空气中的含油量要达到标准规定的1级质量等级水平，即残余含油量不超过0.01 mg/m3。

1.2.4 水洗水含油量的影响

前处理后一道水洗水的含油量过大，在工件烘干以后，会有部分油污残留在工件表面，在喷涂固化后会产生涂层缩孔。

防治办法：增加进水过滤器，防止供水泵漏油，定期更换水洗水。

1.3 方法因素对产生缩孔的影响及防治

1.3.1 前处理脱脂液浓度的影响

前处理药液浓度偏低时，工件表面的油污不易于清洗，工件表面有油污残留，喷涂固化后会产生涂层缩孔。前处理脱脂液浓度过高时，虽然工件表面的油污易于去除，但是工件表面上残留的药液浓度偏高，在水洗条件未加以改变的条件下，可能会有表面活性剂残留，也会给喷涂生产带来涂层缩孔。

防治办法：控制好预脱脂槽、脱脂槽液的浓度和比例，减少工件带油量以及强化水洗效果。

1.3.2 烘干炉温度的影响

烘干炉温度设定偏低，工件在烘干以后，会有部分游离态水分子残留在工件表面，在喷涂固化后会产生涂层缩孔。同样，烘干炉温度设定偏高，工件在烘干以后，磷化膜带有的结晶水完全蒸干，使得磷化膜结晶形态遭到破坏，也会产生涂层缩孔。
防治办法：严格控制烘干炉温度的设定，调整烘干炉内各循环回风门开度，保证各温区温度一致性。
1.3.3 喷涂线速的影响

喷涂线速设定过快，会使工件表面深层油污清洗不完全，在烘干时工件表面深层油污预热会从板面孔隙中渗出，喷粉固化后会产生涂层缩孔。

防治办法：严格按照工艺要求设定喷涂生产线速，并根据所使用的脱脂液的工艺条件合理设定脱脂温度与浓度和喷淋压力的比例关系。

1.4 机械设备对产生缩孔的影响及防治

1.4.1 喷粉设备接地不良的影响

喷粉设备接地不良会造成喷粉静电场的回路电阻增大，使工件难以得到均匀完全的粉层。喷粉后工件表面正极电荷的中和能力变弱，容易使工件表面的电荷累积，出现涂层表面张力差异，从而使得涂层产生缩孔的概率增加。

防治办法：喷粉作业前检查接地状况，使挂具输送轨道与高压回零接地，并将回零线与大地公共接线连接在一起，接地电阻小于5 Ω。其他喷粉设备亦应同大地相接，以利于消散电荷[4]。

1.4.2 静电高压不稳的影响

高压电缆接头接触不良，电流时通时断，或者限流电阻损坏，均可产生涂层缩孔。

防治办法：发现仪表显示电流频繁变化时，检查电缆接头和电阻部件，及时维修或更换电阻部件，稳定电源电流，防止电流突变。也可以在静电发生器前面增加个稳压器，在喷粉开始前30 min试挂一工件，打开静电发生器，对喷粉设备参数工作状态提前预调试。

1.4.3 接油盘变形或是滴油的影响

工件经过前处理后，不仅可以去除附着在上面的氧化皮、油污和尘垢，而且可以形成一层致密连续的转化膜，以达到整个工件的表面张力是完全一致的，在工件经前处理烘干后进入喷粉之前，倘若因为悬挂链接油盘内的油污被空调风吹落到工件表面上，将工件表面造成二次污染，使得工件被污染部位出现表面张力差异，在喷粉固化后此部位就会产生涂层缩孔。

防治办法：改变空调送风口位置和方向；定期检查输送链接油盘，发现有接油盘变形或是积油过多现象时及时更换或是处理。

1.4.4 压缩空气干燥过滤器安装距离较远的影响

在压缩空气净化装置中，末端干燥过滤器安装位置距离喷粉设备较远时，由于沿海地区空气中含水量较高，且在夏季时昼夜温差较大，夜晚空气中的水很容易在压缩空气管道内形成冷凝水吸附在管道壁内。次日早生产时，如在开启喷粉设备前就向粉桶内加入粉末，在压缩空气开启后就会将管道内壁的冷凝水带入粉桶内，使得粉末受潮，喷涂固化后就会产生涂层缩孔。

防治办法：压缩空气净化装置末端的干燥过滤器应尽可能地安装在距离喷粉设备较近的位置，缩短其与设备间的空气管路长度；在每日生产开工前半小时，先开启压缩空气设备，将管道内的冷凝水带出。可以用变色硅胶检验压缩空气管道内冷凝水是否排放干净，检查合格后，才可以向供粉桶内加入粉末等待生产。

1.4.5 油雾分离器功能失效的影响

压缩空气净化装置中的油雾分离器的滤芯损坏，未使空气压缩过程中设备等带入的油污分离出来，没能很好地起到空气净化作用，使未净化好的压缩空气直接投入使用，会给喷涂生产带来较为严重的缩孔问题。

防治办法：严格按照设备使用规范，定期检查或更换过滤器滤芯；加强日常对设备的维护与保养。

1.5 环境因素对产生缩孔的影响及防治

1.5.1 喷粉作业环境不洁净的影响

在喷粉作业时，由于喷粉作业环境不洁净，室内灰尘会进入到喷粉系统内或是粉末中，又因为灰尘粒子和粉末颗粒的表面均带有一定的电荷，在喷涂时将会产生相互作用，而当粉末涂覆到工件表面后，由于粉末颗粒同灰尘粒子的表面张力又存在差异，一般而言，灰尘粒子要比粉末颗粒表面张力低些。所以，在喷涂固化后灰尘粒子会在涂层中呈现出缩孔的缺陷。

防治办法：定期清理喷粉房室内卫生，每天生产前和生产结束后均需要用湿拖布擦拭地面。

1.5.2 环境的相对湿度偏低的影响

相对湿度较高的空气可以降低粉末的电阻率，空气中水分含量过大可以消耗部分电荷，使粉层的负电荷能积降低。有资料报道，空气相对湿度每变化30%，就相当于粉末的电阻率变化两个数量级。喷涂生产理想环境的相对湿度应是50%～65%，能够得到较好的涂装效果，但是如果环境的相对湿度低于40%时，涂层产生缩孔的几率相对就比较大。
防治办法：控制喷粉室内环境相对湿度，通过湿度计监测作业环境的相对湿度状况，必要时应在粉房周围洒水增加环境的相对湿度。

1.5.3 室外污染物进入粉房或固化炉的影响
喷粉室内进入了含有硅类的脱模剂、防水剂或是玻璃胶等对喷粉质量有严重影响的污染物，粉末树脂一般对这类物质表现都比较敏感，因为，此类物质一般都有较低的表面张力，它会严重影响粉末涂料的表面性能。给喷涂生产带来更为严重的缩孔问题。

防治办法：在喷涂生产过程中，尽量避免这类低表面张力物质混入粉末中或是进入喷粉室内，如油污、水汽、硅油等；此类物质的使用需远离喷涂作业场所，或在喷涂车间的下风带使用。
 

2 结 语

在长时间的生产实践过程中，本人总结并整理出了关于喷涂缩孔产生的种种原因以及防治办法，并运用到生产实践当中，在生产的过程质量控制上确实取得了较好的成效。大大降低了喷涂缩孔问题的产生，在提高了生产效率的同时，也给企业带来了较大的经济效益。总之，粉末静电喷涂过程中产生缩孔缺陷是多方面因素造成的，为了减少和消除缩孔问题，需要质量控制人员从过程质量控制要素各个层面着手进行防控，使缩孔问题得到有效控制，终达到粉末涂料应有的外观装饰性。