高压无气喷涂涂料雾化特性实验研究

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1、高压无气喷涂涂料雾化特性实验研究滕燕，王譞，孙中圣，路建萍（南京理工大学机械工程学院，南京２１００９４）［摘要］采用氧化镁压痕法，以铁红防锈漆为工质，研究了高压无气喷涂中喷嘴等效孔径、雾化压力等工作参数对涂料雾化效果的影响规律。对不同等效孔径的喷嘴在不同喷涂压力下的涂料雾化特性进行了实验研究，结果表明：涂料雾化颗粒的索特平均直径（ＳＭＤ）和特征直径随雾化压力增大而减小，随喷嘴孔径增大而增大；雾化压力对雾化颗粒的相对尺寸范围影响较大，压力增大，雾化颗粒相对尺寸范围减小，雾化颗粒分布更均匀。［关键词］高压无气喷涂；雾化；索特平均直径；特征直

2、径；相对尺寸范围［中图分类号］ＴＱ６３０．６［文献标识码］Ａ［文章编号］１００１－３６６０（２０１１）０６－００６８－０３ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｔｏｍｉｚｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＰａｉｎｔｆｏｒＨｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅＡｉｒｌｅｓｓＳｐｒａｙｉｎｇＴＥＮＧＹａｎ，ＷＡＮＧＸｕａｎ，ＳＵＮＺｈｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＬＵＪｉａｎ－ｐｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９

3、４，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｌａｗｓｏｆｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅａｉｒｌｅｓｓｓｐｒａｙｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｎｏｚｚｌｅａｎｄｓｐｒａｙｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎａｔｏｍｉｚｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐａｉｎｔｈａｄｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｍａｇｎｅｓｉｕｍｏｘｉｄｅｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｉｒｏｎｒｅｄａｎｔｉｒｕｓｔｐａｉｎｔａｓｗｏｒｋｉｎｇｆｌｕｉｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈａｄｂｅｅｎｃ

4、ｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｏｚｚｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅ－ｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｒａｙｐｒｅｓｓｕｒｅ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＳａｕｔｅｒｍｅａｎｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒ－ｉｓｔｉｃｄｉａｍｅｔｅｒｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｆｔｈｅｓｐｒａｙｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｆｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｎｏｚｚｌｅ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅ

5、ｓｉｚｅｒａｎｇｅｉｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｇｒｅａｔｌｙｂｙｔｈｅｓｐｒａｙｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｉｔｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｐｒａｙｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅａｔｏｍｉｚｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅａｉｒｌｅｓｓｓｐｒａｙｉｎｇ；ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｓａｕｔｅｒｍｅａｎｄｉａｍｅｔｅｒ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄｉａｍｅｔｅｒ；ｒｅｌａｔｉｖｅｓｉｚｅｒａｎｇｅ高压无气喷涂以生产效率高、涂层质量好、涂料利用率高等优

6、点得到广泛应用［１］。采用高压无气喷涂时，涂料经增压设备增压至７．５～３０ＭＰａ后由喷嘴喷出，涂料在离开喷嘴的瞬间，以极高的速度与空气发生激烈碰撞，破碎雾化成极其微小的颗粒，撞击并粘附到工件表面，形成喷涂漆膜。涂料的雾化效果对涂层质量有着直接的影响，雾化颗粒过大将影响涂层表面的均匀性，引起结皮或挂流；雾化颗粒过小，则颗粒易飞扬，影响涂层的附着力和涂料的利用率。因此，研究高压无气喷涂中的涂料雾化特性具有十分重要的意义。由于高压无气喷涂的涂料雾化过程十分复杂，对其进行精确的理论描述十分困难，目前实验研究仍然是涂料雾化特性的主要研究手段［２－

7、３］。李天友等［４－５］通过实验得出了雾化角、雾化颗粒ＳＭＤ与喷嘴直径、雾化压力的关系，但实验中雾化压力低，评价参数少，不能很好地反映高压无气喷涂的涂料雾化效果。李冬青等［６］以气力式喷嘴为实验对象，研究了黏性液体的射流雾化过程，得到了雾化粒径的经验预测公式。但该预测公式仅限于气力式喷嘴，使用上有较大的局限性。笔者以３种不同等效孔径的扇形喷嘴为研究对象，对不同工作压力下的涂料雾化特性进行了实验研究，旨在探讨高压无气喷涂中雾化压力、喷嘴等效孔径等工作参数对涂料雾化效果的影响规律，为高压无气喷涂实际应用中的参数优化和更深入的理论研究奠定坚实

8、的基础。［收稿日期］２０１１－０９－２１；［修回日期］２０１１－１０－１６［基金项目］江苏省“六大人才高峰”资助项目（２００９１４９）；南京理工大学自主科研专项计划资助项目（２０１０ＺＹＴＳ０１１）［作者简