木板靜電噴涂粉末涂料的工藝流程

　　隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)木質(zhì)家居產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和環(huán)保性能提出了更高的要求。因此，粉末涂料靜電噴涂技術(shù)開始引起大型家居企業(yè)的關(guān)注，一些行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)開始嘗試應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。

　　粉末涂料靜電噴涂技術(shù)對(duì)于基材均勻性、導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性等方面要求較高，在木質(zhì)家居產(chǎn)品領(lǐng)域，只有以人造板為基材并且通過合理預(yù)處理的部件，才能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、低返工率的粉末涂料靜電噴涂。系統(tǒng)梳理粉末涂料靜電噴涂技術(shù)的主要特征以及對(duì)人造板基材的性能要求等，為這項(xiàng)技術(shù)在木質(zhì)家居產(chǎn)品領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提出建議，以期為業(yè)內(nèi)相關(guān)人員提供參考。

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　　粉末涂料靜電噴涂工藝流程

　　木質(zhì)家居產(chǎn)品粉末涂料靜電噴涂的工藝流程，如圖1所示。木質(zhì)家居產(chǎn)品粉末涂料靜電噴涂的部件，多以板類部件為主，主要分為平板件和造型件兩大類。其中，造型件的造型多在板件側(cè)邊出現(xiàn)，即在板件側(cè)邊通過銑型加工制作拉手結(jié)構(gòu)等造型。根據(jù)粉末涂料靜電噴涂各工藝環(huán)節(jié)，可將其分為3段，如圖2所示，包括板件機(jī)加工、板件預(yù)處理和板件噴涂環(huán)節(jié)。

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　　1.1 板件機(jī)加工

　　板件機(jī)加工包括開料、銑型、打磨等工序。目前，開料、銑型、平面打磨均由自動(dòng)化設(shè)備完成，而造型部位的打磨則以人工打磨為主。

　　1.2 板件預(yù)處理

　　板件預(yù)處理常用的方法是利用紫外光固化底漆或水性底漆對(duì)板件表面進(jìn)行涂飾，主要目的是將板件表面進(jìn)行封閉，防止板件在后續(xù)涂層固化過程中受熱開裂，同時(shí)提高最終產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

　　1.3 板件噴涂

　　1)板件預(yù)熱

　　板件在經(jīng)過預(yù)熱爐預(yù)熱，表面溫度可升至90℃左右。通過加熱板件，促進(jìn)板件內(nèi)水分向表面遷移，提升板件表面的導(dǎo)電性能，最終提高板件的上粉率。

　　2)板件靜電噴涂

　　靜電噴槍頭部裝有金屬環(huán)或極針作為電極，接通由高壓靜電發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)高壓后在附近產(chǎn)生大量負(fù)電荷。粉末在壓縮空氣作用下，經(jīng)過輸粉管進(jìn)入靜電噴槍，在經(jīng)過噴槍頭部電極的時(shí)候帶上負(fù)電荷，工件通過金屬掛鉤接地，工件與靜電噴槍之間形成靜電場。帶負(fù)電荷的粉末涂料在電場力與氣流的共同作用下，粉末吸附于工件表面，粉末涂料靜電噴涂過程如圖3所示。

　　在板件靜電噴涂過程中，粉末粒徑、噴涂距離、供粉氣壓、靜電電壓等因素都會(huì)對(duì)噴涂質(zhì)量產(chǎn)生影響。研究人員基于粉末涂料粒徑分布特性，歸納總結(jié)出影響靜電噴涂一次上粉率和死角上粉率的主要因素，并探討了高上粉率應(yīng)具備的粉末涂料粒徑分布特性;采用正交試驗(yàn)方法，分析得出了纖維板粉末涂料靜電噴涂最佳工藝參數(shù)為噴涂距離150mm、供粉氣壓0.05MPa，靜電電壓60kV。

　　3)板件涂層固化

　　中波紅外輻射波長最適合粉末涂料的吸收加熱，因此目前最常用的涂層固化方式為中波紅外輻射加熱。

　　針對(duì)板件涂層固化，研究人員介紹了一種紅外線催化技術(shù)配合低溫?zé)崽幚泶偈狗勰┩苛显诶w維板表面快速、有效地結(jié)合固化方法，并指出這種方法的涂飾效果接近于金屬材料的粉末涂飾效果。研究人員提出了粉末涂裝紅外輻射波長與能量匹配技術(shù)，并將其應(yīng)用于人造板粉末涂料靜電噴涂涂層固化中。

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　　靜電噴涂用粉末涂料

　　粉末主要分為熱塑性粉末涂料和熱固性粉末涂料兩大類。人造板靜電噴涂主要用的涂料主要為熱固性粉末涂料。熱固性粉末涂料主要以聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂等熱固性樹脂及相關(guān)固化劑為主要成膜物質(zhì)，在一定溫度下溶融流平后，在固化劑作用下，熱固性樹脂與固化劑反應(yīng)交聯(lián)固化并形成涂層。

　　在粉末涂料制備工藝方面，低溫快速固化粉末涂料一直是主要的研究方向。目前，人造板靜電噴涂用粉末涂料的固化溫度為120～150℃，固化時(shí)間為3～4min。

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　　粉末涂料靜電噴涂對(duì)人造板的要求

　　目前，木板靜電噴涂應(yīng)用最多的中密度纖維板和刨花板。對(duì)于纖維板而言有一些特別的要求如下：

　　1)纖維板密度宜控制在0.72-0.83g/cm3，在厚度方向上的密度盡可能一致。

　　2)纖維板含水率宜控制在4.5%～7.5%。

　　3)纖維板應(yīng)具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，要求纖維板板件在粉末涂料靜電噴涂前的預(yù)熱以及涂料固化過程中，其側(cè)邊無裂紋、開裂現(xiàn)象。

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　　粉末涂料靜電噴涂技術(shù)

　　在木質(zhì)家居噴涂中的優(yōu)勢(shì)

　　4.1 主要優(yōu)勢(shì)

　　粉末涂料靜電噴涂技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在生產(chǎn)過程環(huán)保、產(chǎn)品環(huán)保且漆膜性能優(yōu)良、生產(chǎn)效率高3個(gè)方面，具體如下：

　　1)生產(chǎn)過程環(huán)保。

　　粉末涂料揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量低于5g/L，在涂裝過程中多余粉末涂料可由回收系統(tǒng)收集再利用，利用率達(dá)90%左右，滿足生產(chǎn)過程環(huán)保性能的要求。

　　2) 產(chǎn)品環(huán)保且漆膜性能優(yōu)良。

　　噴涂后產(chǎn)品無溶劑揮發(fā)，無刺激性氣味;與傳統(tǒng)油漆飾面相比，粉末靜電噴涂后的膜在硬度、耐磨性、耐濕熱、耐干熱等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì);產(chǎn)品表面膜外觀質(zhì)量好，適合現(xiàn)代簡約風(fēng)格木質(zhì)家居產(chǎn)品的表面涂飾。

　　3) 生產(chǎn)效率高。

　　與傳統(tǒng)油漆飾面相比，粉末靜電噴涂對(duì)工件形狀限制小，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。

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　　粉末涂料靜電噴涂技術(shù)

　　在木質(zhì)家居中的應(yīng)用建議

　　1)粉末靜電噴涂專用纖維板，對(duì)板材含水率、密度及其均勻性、熱穩(wěn)定性要進(jìn)行嚴(yán)格控制;

　　2)板件預(yù)處理工藝技術(shù)，降低板件預(yù)處理工序中VOC釋放量，提高板件預(yù)處理工序生產(chǎn)效率。

　　3)優(yōu)化樹脂、固化劑等涂料配方，進(jìn)一步降低涂料固化溫度或固化時(shí)間，從而減少纖維板過度受熱導(dǎo)致的邊部開裂現(xiàn)象。

　　4)研發(fā)適用于木質(zhì)家居產(chǎn)品生產(chǎn)的粉末涂料靜電噴涂專用生產(chǎn)線。木質(zhì)家居產(chǎn)品具有大規(guī)模、個(gè)性化定制的特點(diǎn)，板件尺寸差異大，為充分發(fā)揮自動(dòng)化生產(chǎn)線效能，建議粉末涂料靜電噴涂生產(chǎn)線設(shè)置多種噴涂單元，不同尺寸規(guī)格的板件可自動(dòng)流轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的噴涂單元進(jìn)行噴涂;針對(duì)需要返工的板件，建議配置單獨(dú)的噴涂單元，以保證生產(chǎn)過程的有序可控。

　　5)創(chuàng)制粉末涂料靜電噴涂板件全流程信息追蹤系統(tǒng)。

　　6)創(chuàng)制粉末涂料靜電噴涂生產(chǎn)線運(yùn)行參數(shù)及板件質(zhì)量在線檢測可視化平臺(tái)，一方面可以實(shí)現(xiàn)粉末涂料靜電噴涂生產(chǎn)線以及板件質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，另一方面也可通過生產(chǎn)線運(yùn)行參數(shù)與板件質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)粉末涂料靜電噴涂工藝的優(yōu)化。

　　7)針對(duì)木質(zhì)家居產(chǎn)品粉末涂料靜電噴涂技術(shù)，研制生產(chǎn)過程全流程管控規(guī)范與實(shí)施細(xì)則，指導(dǎo)家居企業(yè)進(jìn)行科學(xué)有效管理。

　　8)通過技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步擴(kuò)大粉末涂料靜電噴涂技術(shù)適用的木質(zhì)材料范圍，力爭在刨花板、膠合板等木質(zhì)材料上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

　　9)在家居產(chǎn)業(yè)園區(qū)，廣泛建設(shè)粉末涂料靜電噴涂專用工廠，幫助中小型企業(yè)推出粉末涂料噴涂家居產(chǎn)品，進(jìn)一步擴(kuò)大粉末涂料噴涂家居產(chǎn)品的市場份額。

　　在國家大力推動(dòng)清潔生產(chǎn)和綠色轉(zhuǎn)型的政策引導(dǎo)下，粉末涂料靜電噴涂技術(shù)因其市場、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益等方面的優(yōu)勢(shì)，在木質(zhì)家居產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用已逐漸形成規(guī)模。本文從人造板基材管理、低溫快速固化粉末涂料制備、粉末涂料靜電噴涂工藝優(yōu)化、生產(chǎn)線優(yōu)化配置與信息化等方面提出了推動(dòng)粉末涂料靜電噴涂技術(shù)在家居行業(yè)廣泛應(yīng)用的具體建議，希望能對(duì)行業(yè)從業(yè)人員有所啟發(fā)。