摩擦静电喷涂不需要高压静电喷涂时使用的高压静电发生器, 不需要在喷粉枪与工件之间建立高压静电场。关键在于它的喷粉枪枪体要用强电阴性材料制成, 当两种电阴性不同的材料相互摩擦时, 弱电阴性材料会带上正电, 而强电阴性材料则会带上负电 。 在使用弱电阴性成膜物的粉末涂料时, 在喷涂过程中, 粉末涂料粒子之间的碰撞以及粉末与强电阴性材料制成的枪体之间的摩擦就会使粉末涂料带上正电荷, 而枪体内壁产生负电荷 (此负电荷可以通过接地电缆而引入大地) 。 所以当选用合适的强电阴性材料作喷粉枪的枪体时,粉末涂料在压缩空气的推动下,在枪体中运动时就会与枪体内壁及输粉管内壁发生摩擦而带上正电荷, 带有正电荷的粉末涂料粒子离开枪体后, 在空气流的推动下就会飞向接地的工件并被吸附到工件表面上。吸附形成的松散涂膜经过固化处理就会形成均匀、连续、光滑的涂膜。由此可知,与高压静电喷涂不同的是,此时粉末涂料上带的电荷不是由外电场提供的, 而是通过粉末涂料与枪体发生摩擦时带上的。
高分子材料的电阴性由弱到强的顺序大致为: 聚氨酷<环氧树脂<聚酰胺<聚酯<聚氯乙烯<聚丙烯<聚乙烯<聚四氟乙烯。 上述高分子材料大都可以作为涂料中的成膜物, 所以用它们制成的粉末涂料与其他高分子材料制成的枪体发生摩擦时就可以形成带电粒子,而且粉末涂料与枪体材料的相对电阴性差别越大,粉末涂料的带电效果就越好, 相反, 相对电阴性差别越小, 粉末涂料的带电效果就越差, 所以常选用聚四氟乙烯作摩擦喷枪枪体材料, 而选用聚氨酯、 环氧树脂作粉末涂料中的成膜物, 目的就是为获得更好的带电效果。
带电的粉末涂料粒子自身形成的空间电场的电场强度取决于它空间的电荷密度和电场的几何形状, 即决定于粉末粒子的带电量, 粉末在气一粉混合物中所占的比例和喷枪口的喷射图形 。 由喷枪口喷出的气一粉混合物, 由于气流的扩散效应和带有同种电荷的粉末之间的斥力作用, 它的体积是逐渐增大的, 因此电荷密度在下降, 电场强度逐渐减弱, 而且电场减弱的方向与气流运动的方向是一致的, 而粉末的受力方向是与气流运动方向相同的 。 这是摩擦静电喷涂形成的空间电场的特点 。 正因为它的静电场不是由高压外电场形成的, 所以在电场的正负极之问不存在由于电力线分布不匀造成在工件的凹陷部分缺少电力线的法拉第屏蔽现象。
摩擦静电喷涂原理如图6-3所示 。 利用向流化床供应压缩空气使供粉桶中的粉末涂料悬浮分散, 再通过向文丘里泵中通气产生负压作用,把粉末涂料吸入摩擦喷枪中,在与摩擦喷枪枪体的摩擦过程中使粉末涂料带上正电荷并通过喷嘴喷向被涂工件,在工件表面吸附并形成涂膜 。 由于不存在由外电场形成的电力线作用, 粉末涂料颗粒不会在喷涂工件的外部边缘堆积而可以进入工件的凹陷处和其他难以涂覆部位。 .
粉末涂料向工件移动的动力主要是空气的推力, 在空气推力作用下, 粉末涂料可以达到工件不同角度的各个部位, 并能较好地附着,形成致密的涂层。如上所述,由于不存在外电场,摩擦静电喷涂能很好地克服法拉第屏蔽效应而能提高工件的一次上粉率,减少粉末的回收量。
