CN104588301A - 一种竹木材表面粉末涂饰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹木材表面粉末涂饰方法。将竹木材先进行打磨砂光处理，后置于恒温恒湿箱中预热处理，调节温度和湿度保持其表面稳定含水率，在静电喷涂装置中进行静电粉末喷涂，喷涂完成后含粉末涂料的竹木材在红外烘箱中进行烘烤固化，再进行抛光处理，便得到粉末涂饰竹木材产品；或者根据涂膜效果质量要求，再局部砂光粉末涂饰表面，重复前面的涂饰工序，以达到更优的涂膜效果。本发明方法可使得竹材表面获得优异性能的涂层，涂饰过程无污染，工艺操作简单，生产效率高，根据不同颜色涂料还可以得到不同色彩装饰效果以及适合曲面及三维部件产品的涂饰，而且易实现机械化连续化生产。
Description
技术领域
本发明涉及了一种竹木材处理方法，具体是涉及了林产工业领域的一种竹木材表面粉末涂饰方法。
背景技术
传统的木器涂料以溶剂型为主，由于溶剂的挥发产生VOC，造成环境污染，危及人体健康，还会产生各类甲苯、酮类等有害物质。此外，涂饰过程中要经过几次涂底漆、面漆、固化、打磨等复杂工序、长时间烘干，耗时、效率低，还存在流挂现象，出现涂饰表面效果差，往往涂层附着力差，耐干热、湿热、耐酸碱、耐冷热、耐污染不能达到要求。面对上述问题，寻求一种新型安全环保、高固体、辐射固化、无溶剂涂料是十分必要的，也是符合各国木器涂料总体的发展方向。粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体粉末状涂料，其高效、优异涂膜性能、可回收、环保和节能、可在任意曲面、斜面及垂直面上快速喷涂成型，不产生流挂现象，且施工方便、效率高，一次施工及可达到设计要求，正符合涂料行业的未来发展趋势。粉末涂料广泛应用于金属表面的涂饰，尤其是铝型材方面，并且已经形成比较成熟的界面结合理论和生产技术。但竹木材不像金属材料各项同性、高导电性、耐高温和均一光滑的表面特性，易于粉末涂料静电喷涂和高温固化。要克服这些关键难题需要解决竹木材导电性差、含水率分布不均匀、表面凹凸不平等一系列不利于粉末涂料静电喷涂和涂饰过程中常出现粉末粒子难以分散、流平性差、针孔和微裂等科学问题。
CN01803313.提供了一种粉末涂料施涂到非金属基材上的方法，改方法是一种向不导电基材上施涂粉末涂料的方法，首先将不导电基材暴露于蒸汽和加热的组合中，温度介于70-140℃，时间为5s-10min，随后将粉末涂料静电施涂到接地的基材上；这种简单而可靠的预处理方法可使粉末涂料有效地涂到不导电基材上，而且对粉末涂末膜的后续固化没有不利影响，但这种工艺太繁琐，不好操控，基材至于温度较高环境中会导致竹木质材料变形，而且需要建造这种设备，增加成本。
CN102898923A 报道了一种用于MDF涂装的固化粉末涂料添加导电填料和导电颜料，该粉末涂料在进行静电涂装中克服MDF不容易上粉的缺陷。但要增加制备涂料的成本和工艺难度，同时理论上进行静电喷涂已经使粉末涂料带点，增加一点导电涂料，对不导电的竹木基材效果不会明显。
CN 1181984C、EP-A933140及文章“木基基材的粉末涂料”等报道了用涂导电漆、改性胶黏剂、喷水、高频电压干燥、微波加热等处理方法来处理，存在增加成本、使用化学物质不环保、涂膜易出现针孔等缺陷。
发明内容
针对目前上述背景技术中方法的不完善，经过多次对竹木材表面导电性提高方法的研究，本发明提供了一种竹木材表面粉末涂饰方法，找到有效控制竹木材表面电阻率，方法简单，成本低，操作简单，适合工业化生产；主要针对竹木材表面含水率的控制以及预处理方法，获得最佳喷涂的条件，克服了液体涂料有VOC排放、生产工序复杂、劳动生产效率低、涂膜理化性能差等缺点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案具体包括以下步骤：
1）先进行表面打磨和砂光处理；
2）采用预热预处理方法，将竹木材置于恒温恒湿箱中，调节温湿度预热2-30min，使竹木材的表面温度达到60-120℃，获得竹木材表面含水率为4%-8%，其电阻在106Ω-1010Ω数量级；
3）将竹木材接地，进行静电粉末喷涂；
4）喷涂完成后将含粉末涂料的竹木材在红外烘箱中烘烤固化。
所述步骤4）固化后再进行抛光处理，制备得到光洁饱满的粉末涂饰竹木产品。
所述步骤4）固化后，根据涂膜效果质量要求，先局部表面再砂光，然后重复步骤3）~4）进行二次涂装，最后进行抛光处理，以达到更优的涂膜效果。可采用1500#以上砂纸进行打磨，用打蜡抛光机进行抛光处理，以达到更好的涂膜效果。
所述步骤1）中砂光后使竹木材表面的粗糙度值在0.6-0.8μm范围，以利于喷涂上粉。
所述步骤3）静电粉末喷涂控制粒径为20-80μm，在静电压为30-90kv、雾化气压为0.01-0.1kv和供粉气压为0.2-0.4Mpa以及空气湿度不高于85%的环境条件下喷涂，喷嘴距离为200-250mm，涂层厚度为80-150μm。
所述步骤4）红外烘箱中固化的温度为140-160℃，固化时间为4-8min。
所述的静电粉末涂料为适合竹木材上应用的低温快固化的环氧聚脂粉末涂料、环氧类粉末涂料或者聚酯类粉末涂料。
粉末涂料静电喷涂效果直接与竹木材表面电阻率有关，而表面电阻率与竹木材含水率、预热温度相关联。竹木材表面含水率要调控至一定含水率范围，太高或太低都对喷涂及涂膜性能有影响。因此本发明方法通过竹木材含水率和预热温度之间协同调控作用，找到适合在竹木材表面粉末静电喷涂的最佳效果电阻率，使基材表面预处理达到最佳喷涂条件，为粉末涂料在竹木材表面静电喷涂提供基础保证。
本发明的有益效果是：
本发明方法是一种环保、高效、节能的竹木材表面装饰新方法，主要针对竹木材表面含水率的控制以及预处理方法，获得最佳喷涂的条件，生产高效，涂膜理化性能好，具有良好推广应用前景。
本发明方法简单，成本低，操作简单，适合工业化生产，克服了液体涂料有VOC排放、生产工序复杂、劳动生产效率低、涂膜理化性能差等缺点；也克服了传统的竹木材液体涂饰生产过程污染严重、工序复杂、涂膜质量差等缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种原含水率为10%的厚度为16mm的竹地板先后用240#砂纸经表面砂光处理，砂光后使竹木材表面的粗糙度值在0.56μm左右，将板材放在90℃恒温恒湿中预热20min，其表面含水率达4.5%，内部含水率为6.5%，表面电阻为6.3×107Ω。再进行静电粉末喷涂，具体静电粉末喷涂的工艺为：在静电压为60kv、雾化气压为0.06kv和供粉气压为0.25Mpa以及空气湿度不高于85%的环境条件下喷涂，喷嘴距离为200mm；
然后经温度150℃，时间5min红外熔融固化后，冷却后再经320#砂纸刷光处理，继续热处理再进行二次涂装，重复上述步骤，制成成品。涂层厚度160μm,固化后试样涂膜硬度为2H，附着力等级为一级，耐磨性200转，耐划痕，耐冲击，耐水蒸气（2h），耐酸碱溶液，耐干热[(180±2)℃，20 min]，耐咖啡渍污染，符合国家木器涂饰相关标准要求。
实施例2：一种原含水率为11.8%的厚度为18mm的榉木板用600#砂纸经表面砂光处理，砂光后使竹木材表面的粗糙度值在0.78μm左右，将板材放在在80℃恒温恒湿中预热17min，其表面含水率达6.1%，表面电阻为1.6×108Ω。再进行静电粉末喷涂，具体静电粉末喷涂的工艺为：在静电压为85kv、雾化气压为0.08kv和供粉气压为0.3Mpa以及空气湿度不高于85%的环境条件下喷涂，喷嘴距离为230mm。
然后经温度160℃，时间4min红外熔融固化后，冷却后再经1500#砂纸刷光处理，最后打蜡抛光机进行抛光处理。涂层厚度120μm，固化后试样涂膜硬度为4H，附着力等级为一级，耐磨性150转，耐划痕，耐冲击，耐水蒸气（2h），耐酸碱溶液，耐干热[(180±2)℃，20min]，耐咖啡渍污染，符合国家木器涂饰相关标准要求。
实施例3：一种原含水率为11.4%的厚度为12mm的榉木板用480#砂纸经表面砂光处理，砂光后使竹木材表面的粗糙度值在0.63μm左右，将板材放在将板材放在在110℃恒温恒湿中预热8min，其表面含水率达5.9%，表面电阻为1.5×107Ω。再进行静电粉末喷涂，具体静电粉末喷涂的工艺为：在静电压为90kv、雾化气压为0.1kv和供粉气压为0.4Mpa以及空气湿度不高于85%的环境条件下喷涂，喷嘴距离为250mm。
然后经温度140℃，时间8min红外熔融固化后，固化冷却后再经2000#砂纸刷光处理，最后打蜡抛光机进行抛光处理。涂层厚度170μm，固化后试样涂膜硬度为3H，附着力等级为一级，耐磨性225转，耐划痕，耐冲击，耐水蒸气（2h），耐酸碱溶液，耐干热[(180±2)℃，20min]，耐咖啡渍污染，符合国家木器涂饰相关标准要求。
由此，本发明方法对竹木材表面含水率的控制以进行预处理，获得最佳喷涂的条件，生产高效，涂膜理化性能好，具有显著的技术效果，克服了液体涂料有VOC排放、生产工序复杂、劳动生产效率低、涂膜理化性能差等缺点，也克服了传统的竹木材液体涂饰生产过程污染严重、工序复杂、涂膜质量差等缺陷。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1. 一种竹木材表面粉末涂饰方法，其特征在于包括以下步骤：
1）先进行表面打磨和砂光处理；
2）采用预热预处理方法，将竹木材置于恒温恒湿箱中，调节温湿度预热5-20min，使竹木材的表面温度达到80-110℃，获得竹木材表面含水率为4%-8%，其电阻在107Ω-109Ω数量级；
3）将竹木材接地，进行静电粉末喷涂；
4）喷涂完成后将含粉末涂料的竹木材在红外烘箱中烘烤固化。
2. 根据权利要求1所述的一种竹木材表面粉末涂饰方法，其特征在于：所述步骤4）固化后再进行抛光处理，制备得到光洁饱满的粉末涂饰竹木产品。
3. 根据权利要求1所述的一种竹木材表面粉末涂饰方法，其特征在于：所述步骤4）固化后，根据涂膜效果质量要求，先局部表面再砂光，然后重复步骤3）~4）进行二次涂装，最后进行抛光处理。
4. 根据权利要求1所述的一种竹木材表面粉末涂饰方法，其特征在于：所述步骤1）中砂光后使竹木材表面的粗糙度值在0.5-0.8μm范围。
5. 根据权利要求1所述的一种竹木材表面粉末涂饰方法，其特征在于：所述步骤3）静电粉末喷涂控制粒径为20-80μm，在静电压为60-90kv、雾化气压为0.05-0.1kv和供粉气压为0.2-0.4Mpa以及空气湿度不高于85%的环境条件下喷涂，喷嘴距离为200-250mm，涂层厚度为80-150μm。
6. 根据权利要求1所述的一种竹木材表面粉末涂饰方法，其特征在于：所述步骤4）红外烘箱中固化的温度为140-160℃，固化时间为4-8min。
7. 根据权利要求1所述的一种竹木材表面粉末涂饰方法，其特征在于：所述的静电粉末涂料为环氧聚脂粉末涂料、环氧类粉末涂料或者聚酯类粉末涂料。
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