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静电粉末喷涂工艺的新应用

时间: 2011-07-09 18:02 来源: 作者: 裕东(中山)机械工程公司 龚永谦点击:
众所周知,静电粉末喷涂工艺自60年代诞生以来,几乎是100%应用于金属表面涂装。虽然很久以来许多粉末制造厂商、设备供应商均声称“静电粉末喷涂能运用于非金属表面”,但能形成工业化生产的产品,均没有出现。进入90年代末,随着粉末和喷涂设备的发展,使静电粉末喷涂工艺应用于非金属表面成为一种可能性。针对非金属材料的涂装,裕东高廷仕及英国依路达在近二年的时间内,致力于中密度纤维板(MDF)的静电粉末喷涂,并已进入工业化生产成为现实。本文主要介绍目前在喷涂MDF方面的最新情况,以促进我国的静电粉末喷涂技术的发展。

1.静电粉末喷涂的相关因素

静电粉末喷涂就是将粉末涂料,通过静电作用涂敷在彼涂物体上,并通过一定时间温度的烘烤形成涂层的过程。在此工艺中所涉及的因素有彼涂物件、粉末涂料、喷枪、烘烤设备等。对这些因素进行分析有助于对整个工艺的理解。

2.被涂物件的确认

从经济角度讲,被涂物件音定是大宗商品。除金属外,木材、塑料应在选择之列。其中塑料由于目前阶段耐温问题,暂时无法考虑的。对于木材来说,MDF(中密度纤维板)成为首选。原因有:作为静电粉末喷涂要求材料具导电性,而木材是一种吸湿性材料,即会与周围环境交换水分,经过一定的时间,它会在一定的温度下吸收特定环境中的水分,从而达到平衡。因此通常情况下,木村制成品的含水量会与当地气候保持适当的平衡。可以认为通过对于木制品基材含水量的调整,可使木材成为接近或相当于导体状态。MDF是木材制品,同样具备上述特点。另外MDF作为符合环保的绿色建材,其应用量巨大,并且在木质人造板中的增长也非常快。而且MDF是作为大规模工业化生产的产品,其产品具有质量稳定和产品工艺的可调性也是重要因素。正是这些因素促成我们认为MDF成为粉末喷涂的首选。

3.粉末涂料的技术进步

热固性粉末涂料长期以来,一直受到固化温度(常规固化温度为180℃,20min)的影响,使工艺应用范围受到限制。近年以来,越来越多的低温固化粉末涂料已面世。据有关报道已可制备120℃ x20min固化的粉末,当然低温固化粉末尚存在贮存稳定性差等问题,一定程度上制约了应用范围。相信在不久会有改善。在MDF板材喷涂中,采用的粉末有紫外线固化型和超低温固化型等。据报道 DSM公司已发表了马来酸/乙烯基醚系紫外线固化粉末涂料的资料,其涂装对象是针对MDF。而目前依路达公司运用于MDF(中密度纤维板)的为环氧/聚酯类混合粉末,其固化温度控制在一般油漆的最大固化温度范围内(150℃)内。

4.静电粉末喷涂设备的新突破

电晕式充电喷枪经历了电压充电、电流充电、总能量控制充电(T.E.C)等几个阶段。前两种充电方式使喷涂的工件限于金属类零件, 而采用 “TEC总能量控制充电” 技术 (TOTAL ENERGY CONTROL)则突破了上述局限。其技术主要在于当喷枪和工件(接电点)的距离变化时,能同时自动调整电流和电压以保持总充电能量,有效地控制粉末的带电量,确保上粉效率。其具体的喷涂距离与电流及电压的变化见图一。

5.烘烤设备

对于超低温固化型粉末,通过运用特种烘道(高廷仕报告中所提的 IR固化烘道)加以固化 并且消除 MDF在连续高温状态下产生的挥发成分。即在烘道内部将挥发物消耗掉,同时保证固化温度稳定在工艺温度。这有别于紫外线(UV)固化,紫外线固化是先使用红外线灯使粉末熔融流平(100℃以下),然后用紫外线灯幅照数秒固化成膜。

综合上述几点,MDF的静电粉末喷涂(超低温固化)工业化生产开始于九十年代末,1999年8月英国第一条全自动MDF板材专用生产线成功投产。可以预见在未来二、三年内,MDF喷粉工艺将有一个迅猛的发展。当然对于MDF喷粉工艺今后需加以改进的方面有:涂料方面的固化低温化(包括UV固化粉末的进一步开发利用);涂料品种的多样化;通过选用具 TEC充电技术的喷枪和改造现有固化设备,从而使生产线既能喷涂金属制品又可喷涂MDF等等。同时我们也可预见将有其它非金属制品进入静电粉末喷涂领域。

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