CN104941885B - 一种在非导体基底进行静电涂装的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在非导体表面进行静电喷涂的工艺，其中非导体包括玻璃、塑料等。本发明采用市售普通低温环氧聚酯粉末涂料，涂装分为导电处理和静电涂装两部分，具体步骤如下：打磨、清洗、超亲水修饰、自来水喷雾、静电喷涂、固化。静电喷涂要求工件表面导电，该工艺通过在工件表面形成均匀、极薄且无流动性的导电水膜，解决了在不导电的绝缘体表面进行静电涂装的技术限制。由于水膜均匀、很薄且无流动性，避免了喷涂过程中水的流动对粉末附着的影响。而且粉末加热融化前，水膜快速蒸发，避免漆膜形成气泡或孔，具有以下优点：环保、低成本、低能耗、工序简单、上粉率高、涂层均匀。

Description

一种在非导体基底进行静电涂装的工艺

技术领域

本发明涉及静电喷涂工艺，具体是一种在非导体基底进行导电预处理并静电喷涂的方法。

背景技术

静电粉末喷涂是目前涂装工艺中发展最快的之一施工工艺。原理是：在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带正电荷的工件上去，然后经加温烘烤固化后粉层流平成为均匀的膜层。工件需要具有一定的导电性，才能带上正电荷。

对于非导体的静电喷涂，需要进行导电预处理。例如，对于木材、中纤板等含水量较高的基底，可采用红外加热的方式，将内部水分引导至表面，从而实现导电。也有人采用在木材表面直接喷水的方式，但是费时费力，不均匀，有针孔或鼓泡，直接影响喷涂质量。

玻璃、塑料及其他绝缘体的表面涂装具有重大意义，存在很强的需求。除了防腐蚀外，涂装膜可遮盖成型后制件的表面缺陷，利用喷涂获得多种色彩，改善表面静电性能、疏水性，增强塑料的硬度和耐擦伤性，提高了耐候性，可获得较好的外观及手感。

由于技术限制，目前玻璃、塑料等非导体很难实现静电喷涂。对于玻璃，目前有部分企业采用预热的方式改善导电性，实现静电涂装，但是能耗高，工序复杂，成本较高。对于塑料及其他非导体，由于无法低成本的改善表面导电性，尚无法进行大规模的静电喷涂，主要采用其他涂装方式。

发明内容

本发明目的在于：提供一种低成本的，普遍适用的在非导体表面进行静电喷涂的新工艺。对绝缘体表面进行超亲水处理，形成了一层超亲水高粘附表面，通过喷洒自来水，形成一层均匀、极薄、无流动性的水膜，作为低成本的导电改性方式，实现了在非导体上的静电喷涂，具有重大的应用价值。具有上粉率高，所得漆膜均匀、无鼓泡针孔等优点。

本发明技术方案如下：

1、粗糙化处理。用砂纸等对工件进行反复交错打磨。也可以用喷砂的方式进行。并对工件进行清洗。玻璃放置碱桶中放置2小时，拿出后用水充分清洗。对于聚碳酸酯和聚丙烯，直接用水淋洗。

2、超亲水修饰。使用喷雾装置，将表面处理溶液喷到上述工件表面，充分覆盖即可，随后晾干，形成超亲水涂层。

3、导电处理。使用喷雾装置，向上述工件喷水，全面覆盖即可。

4、静电喷涂及固化。工件接地，静电喷涂环氧聚酯型涂料。

上述非导体工件静电喷涂的工艺，所采用的工件为：玻璃、聚碳酸酯、聚丙烯。也可广泛适用于其他非导体基底。

该工艺中，所使用砂纸为100#或300#水砂。

该工艺中，所用碱液配制方法为：取塑料容器，先加入约1升自来水，然后分批加入氢氧化钠约500克，搅拌使之溶解。氢氧化钠完全溶解后，向其中加入10-15升工业乙醇即可。

该工艺中，所用自来水电导率为125~1250μs/cm。

该工艺中，超亲水涂层所用表面处理溶液为二氧化钛的乙醇溶液。

该工艺中，步骤3处理后，基底对水的接触角为0°。

该工艺中，所用设备为上海汉弘涂装技术有限公司生产的HMG501型静电粉末喷枪。静电喷涂工艺条件为：喷枪与工件距离为15~25cm，电压为38~75KV，喷粉气压为0.08~0.15MPa。

该工艺中，玻璃和塑料采取不同的环氧聚酯型粉末涂料玻璃粉末固化条件为：180℃，20min。塑料粉末固化条件为：130℃，20分钟。

附图说明

图1为三种基底经过步骤3处理后的不同放大倍数下电子显微镜图片。

图2为超亲水处理前后水在三种基底上接触角的变化。

图3为三种基底经过和未经过超亲水处理，喷水后进行静电喷涂的效果图。此处超亲水处理包括步骤1~3。

图4为本发明的静电涂装方案流程图。

具体实施方式

实施例1：

本发明为通过将玻璃进行超亲水修饰并喷水，从而达到均匀导电目的，使之适用于静电喷涂。步骤如下。

（1）取300*300*2mm普通平面玻璃，用100#水砂进行充分反复交错打磨，至无明显反光。

（2）将上述玻璃放入碱桶中浸泡3小时，然后取出，用自来水充分淋洗，至水流平铺流下。

（3）使用喷雾装置，向（2）中得到的玻璃喷表面处理溶液，至充分覆盖。然后晾干。此时，水滴可在该表面充分铺展。

（4）使用喷雾装置，向上述玻璃喷自来水至充分覆盖，且无水流。

（5）将上述玻璃接地，倾斜75°放置于喷粉室内。调整喷粉气压至0.10MPa，电压为50KV，喷枪与玻璃距离为15cm，进行粉末喷涂。

（6）将（5）中得到的玻璃转移至烘箱中，烘箱内温度为180℃，固化时间20分钟。然后取出冷却。

实施例2：

本发明为通过将聚碳酸酯进行超亲水修饰并喷水，从而达到均匀导电目的，使之适用于静电喷涂。步骤如下。

（1）取300*300*1mm普通聚碳酸酯平板，用300#水砂进行充分反复交错打磨，至无明显反光。

（2）将上述玻璃用自来水充分淋洗。并晾干。

（3）使用喷雾装置，向（2）中得到的聚碳酸酯平板喷表面处理溶液，至充分覆盖。然后晾干。此时，水滴可在该表面充分铺展。

（4）使用喷雾装置，向上述聚碳酸酯平面喷自来水至充分覆盖，且无水流。

（5）将上述聚碳酸酯接地，倾斜75°放置于喷粉室内。调整喷粉气压至0.10MPa，电压为50KV，喷枪与聚碳酸酯距离为15cm，进行粉末喷涂。

（6）将（5）中得到的聚碳酸酯转移至烘箱中，烘箱内温度为130℃，固化时间20分钟。然后取出冷却。

实施例3：

本发明为通过将聚丙烯进行超亲水修饰并喷水，从而达到均匀导电目的，使之适用于静电喷涂。步骤如下。

（1）取300*300*5mm普通聚丙烯平板，用300#水砂进行充分反复交错打磨，至无明显反光。

（2）将上述聚丙烯平板用自来水充分淋洗。并晾干。

（3）使用喷雾装置，向（2）中得到的聚丙烯喷表面处理溶液，至充分覆盖。然后晾干。此时，水滴可在该表面充分铺展。

（4）使用喷雾装置，向上述聚丙烯喷自来水至充分覆盖，且无水流。

（5）将上述工件接地，倾斜75°放置于喷粉室内。调整喷粉气压至0.10MPa，电压为50KV，喷枪与工件距离15cm，进行粉末喷涂。

（6）将（5）中得到的聚丙烯板转移至烘箱中，烘箱内温度为130℃，固化时间20分钟。然后取出冷却。

以上实施例所使用的表面处理溶液为二氧化钛的乙醇溶液，该溶液主要成分为酒精，二氧化钛纳米粒子。

Claims (5)

1.一种非导体基底表面静电喷涂的方法，其特征是包括如下步骤：

（1）对所述非导体基底打磨，进行粗糙化处理，并清洗；所述非导体基底为：玻璃、聚碳酸酯、聚丙烯，硅胶、橡胶或玻璃钢；所述打磨包括用砂纸进行反复交错打磨，或者喷砂；

（2）通过对步骤（1）中得到的基底进行超亲水涂层修饰，形成超亲水纳米涂层； 所使用的超亲水涂层修饰方法为表面处理溶液的喷雾喷洒；所述表面处理溶液为二氧化钛的乙醇溶液，该溶液主要成分为酒精、二氧化钛纳米粒子；

（3）向步骤（2）中得到的超亲水基底进行水喷雾，形成超薄均匀导电水膜，从而对所述非导体基底进行导电处理；

（4）对步骤（3）中得到的基底进行静电喷涂，并加热流平固化。

2.根据权利要求1所述方法，其特征是：在步骤（2）中，所得到的超亲水纳米涂层能够促使水的快速均匀铺展，且水在该表面无流动性，避免了水的流动影响粉末附着。

3.根据权利要求1所述方法，其特征是：在步骤（3）中，非导体的导电处理是通过对基底进行超亲水修饰实现的；通过水滴在超亲水表面的均匀铺展，形成了均匀的导电层，从而实现静电喷涂。

4.根据权利要求3所述方法，其特征是：所述均匀导电水膜的厚度约40微米，在步骤（4）中，能够在完成喷涂后快速蒸发，不需要特殊处理，不影响固化流平，所述加热的温度为180℃或130℃。

5.根据权利要求1所述方法，其特征是：在步骤（4）中，所述静电喷涂为粉末静电喷涂或液体漆的静电喷涂。