Главная » Нанесение покрытий в электростатическом поле
Нанесение покрытий в электростатическом поле
Наиболее часто используемым на практике методом нанесения полимерных покрытий является электростатический метод. Он в сравнении с другими имеет следующий ряд преимуществ:
1. Большая технологичность;
2. Экономный расход полимерного порошка;
3. Возможность нанесения покрытий одинаковой толщины на поверхности сложной формы, многослойных и композиционных покрытий;
4. Возможность автоматизации процесса нанесения.
Электростатические методы нанесения полимерных покрытий предполагают реализацию следующих основных стадий процесса:
В общем случае электрозарядка полимерных порошков может осуществляться следующими способами: контактным методом; поляризацией; ионной адсорбцией.
Контактная зарядка осуществляется при непосредственном контакте двух твердых тел. Контакт может быть и динамическим, в этом случае протекает трибоэлектризация. В зависимости от характера электризации, знака заряда при электризации материалы составляют так называемый трибоэлектрический ряд – это ряд, в котором впереди размещается материал, получающий положительный заряд при трении с другими, размещенными в ряду после данного материала.
Этот ряд следующий: шерсть, полиамид, вискоза, хлопок, натуральный шелк, поливиниловый спирт, лавсан, поливинилхлорид, полиэтилен, политетрафторэтилен.
Характер контактной зарядки может быть определен с помощью эмпирического правила Кена: положительный заряд при контакте получают т.е. диэлектрики, у которых более высокая диэлектрическая проницаемость.
Степень и характер электризации зависит не только от природы полимера, но и от температуры, наличия или отсутствия на поверхности адсорбированных слоев. При этом надо учитывать, что поверхность порошка, как правило, неоднородна. Поэтому есть основания считать, что на поверхности полимерной частицы имеются области, содержащие различные по знаку заряды. Следовательно, частицы полимера нужно рассматривать как объекты, имеющие избыточный заряд и дипольный момент. Так как перенос частиц осуществляется, как правило, в неоднородных электрических полях, то данное обстоятельство оказывает значительное влияние на характер их движения.
Известно, что основным параметром, определяющим знак заряда при контактной электризации, является работа выхода электронов. При этом адсорбция кислорода на поверхности тела постоянно увеличивает работу выхода электронов, а адсорбция влаги снижает эту работу. Работа выхода электрона достаточно сложным образом зависит также от степени заполнения поверхности адсорбционной фазой.
При контакте одинаковых по природе тел также наблюдается их электризация. Известно, что если тело имеет более высокую температуру, то при контакте с телом такой же природы, оно получает преимущественно положительный заряд.
Наиболее значительны по своей эффективности процессы трибоэлектризации. В ряде случаев для интенсификации процессов электризации дисперсных частиц, на заряжающую поверхность подают напряжение 30-50 кВ.
Электризация поляризацией заключается в появлении поверхностного заряда при размещении полимера во внешнее электрическое поле. Она особенно эффективна при зарядке полярных полимеров при относительно высоких температурах.
Электризация ионной адсорбцией реализуется, например, при обработке полимерных порошков в коронном разряде.
Полимерный порошок, нанесенный на поверхность детали, удерживается на ней электростатическими силами. При определенной толщине покрытия, напряженность возникающего электрического поля может быть даже выше напряженности пробоя воздуха; в результате происходит электрический разряд, нарушающий сплошность полимерного слоя. По этой причине толщина наносимого полимерного порошкового слоя относительно невелика.
