CN108031624A - 一种铁制产品的静电喷塑工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铁制产品的喷塑工艺技术领域，具体涉及一种铁制产品的静电喷塑工艺，包括静电喷塑前对铁制基体的处理和静电喷塑过程。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过渗锌处理和钝化处理结合，提高铁制基体的防锈能力，有效防止电化学腐蚀引起生锈，同时具有较强的耐撞击和耐刮擦能力，喷塑粉末的制备，能够有效与处理后的铁制基体结合，塑料粉末的科学配制，能有效避免粉末抱团、结块现象，具有较好的流化性，通过静电喷塑处理后，使铁制基体表面具有较强的耐酸碱腐蚀以及其他化学腐蚀能力，耐渗透性好，渗锌和钝化处理能够有效避免喷塑死角发生生锈，能使铁制基体在高温、高湿条件下保持性能稳定，延长铁制产品的使用寿命。

Description

一种铁制产品的静电喷塑工艺
技术领域
本发明属于铁制产品的喷塑工艺技术领域，具体涉及一种铁制产品的静电喷塑工艺。
背景技术
喷塑是指工业金属表面的一种处理工艺，塑粉为粉末涂料，是一种新型的不含溶剂的100%固体粉末状涂料，包括热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料，涂料由特制树脂、颜填料、固化剂及其他助剂，以一定的比例混合，在通过热挤塑和粉碎过筛等工艺制程，他们在常温条件下贮存稳定，经静电喷涂或流化床浸涂，再加热烘烤熔融固化，使形成平整光亮的永久性涂膜，达到装饰和防腐的目的；
喷塑工艺相比喷漆工艺具有无溶剂、公害少，有利于操作人员的身体健康，简化涂装工艺，提高涂装效率，粉末涂料利用率高，并可回收再用，粉末涂抹性能好、坚固耐用，可实现一次性涂装，不易实现涂层薄膜化，涂层的外观平整度略差等特点，目前，铁制凉棚、铁艺、铁制家具、铁制棚架等铁制家具的生产工艺如下，钢管或铁件加工-除油-除锈-中和-表面调整-磷化-钝化-表面静电喷塑，采用该传统工艺生产出的产品的内壁和铁艺零件表面静电喷塑静电屏蔽产生的死角在存放时容易生锈，从而直接影响产品在使用过程中的外观质量，为解决这一问题，现有技术中使用溶剂型防腐蚀漆或水性防腐蚀漆进行浸涂，在高温高湿的环境中还是无法避免生锈，同时在喷塑工艺中所用粉末涂料的平均粒径为30-50μm，具有较好的流化性能的同时，表面积成倍增加，使粉体件的实际吸附力大大增加，从而造成超粉体之间容易抱团、结块，出现流化性差的现象，在高温条件下由于熔融粘度高，导致涂膜平整度差，因此，需要对铁制产品的喷塑工艺进一步研究。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种铁制产品的静电喷塑工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种铁制产品的静电喷塑工艺，包括静电喷塑前对铁制基体的处理和静电喷塑过程，其中，静电喷塑前对铁制基体的处理包括以下内容：
（1）按照常规方法对铁制基体的除油、除锈、中和处理过程，完成后用质量浓度为2-4%的食盐水以10-15m/s的速度冲洗20分钟；
（2）将上述处理后的铁制基体在温度为45-55℃的混合溶剂中浸泡1-3分钟，完成后用温度为120-160℃的氮气氛围下烘干8-12分钟；
所述混合溶剂包括以下重量百分比的原料：氯化锌1-3wt%、乙二胺四乙酸0.6-1.2wt%、苯氧基环磷腈1.4-2.8wt%、溴代丙二酸二乙酯0.7-1.5wt%；
（3）将上述烘干后的铁制基体在温度为360-400℃的条件下进行渗锌加工，锌粉中包含相当于其重量0.8-1.6%的钛硼、0.1-0.3%的锶，渗锌完成后自然降温备用；
（4）将上述渗锌处理后的铁制基体在钝化液中钝化处理，所述钝化液中包含以下重量百分比的原料：磷酸2-6wt%、γ-羟基丁酸0.2-1.2wt%、4,4’-二氟二苯甲酮0.3-0.5wt%、聚乙二醇6-8wt%，备用；
静电喷塑包括以下内容：
（1）所述静电喷涂所用塑料粉末包括以下重量份的原料：丙烯酸改性酚醛环氧树脂100份、钛白粉R288 6-10份、超微细氢氧化铝4-6份、萜烯基环碳酸酯1-3份、聚醚胺1-3份、复合填料200-240份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑3-5份、交联剂1-2份、偶联剂0.6-0.8份；
所述复合填料包括以下重量份的原料：纳米铜粉1-3份、纳米铝粉26-32份、羟基磷灰石12-18份、六水氯化钙3-5份；
（2）将步骤（1）中处理后的铁制基体在预热至60-80℃，进行喷塑，每次喷涂时间为3-5s，喷涂2-3次，经喷塑处理工序后，将喷涂后的工件在温度为165-185℃的恒温炉内加热固化，即得。
作为对上述方案的进一步改进，所述丙烯酸改性酚醛环氧树脂的催化剂为N，N-二甲苯胺、三乙胺和二乙胺中的至少一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述超微细氢氧化铝中氢氧化铝的含量≥99.6%，其中90wt%的超微细氢氧化铝的粒径不大于1μm。
作为对上述方案的进一步改进，所述交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
作为对上述方案的进一步改进，所述塑料粉末在使用前研磨搅拌，得到粒径为60-2000nm的混合颗粒，并在搅拌过程中用温度为70-80℃的远红外线辐照10-20秒。
作为对上述方案的进一步改进，所述喷塑层的厚度为120-300μm。
作为对上述方案的进一步改进，锌粉的粒径为20-300nm。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过渗锌处理和钝化处理结合，提高铁制基体的防锈能力，有效防止电化学腐蚀引起生锈，同时具有较强的耐撞击和耐刮擦能力，喷塑粉末的制备，能够有效与处理后的铁制基体结合，塑料粉末的科学配制，能有效避免粉末抱团、结块现象，具有较好的流化性，通过静电喷塑处理后，使铁制基体表面具有较强的耐酸碱腐蚀以及其他化学腐蚀能力，耐渗透性好，渗锌和钝化处理能够有效避免喷塑死角发生生锈，能使铁制基体在高温、高湿条件下保持性能稳定，涂层表面均匀、光滑，在高低温环境中交替使用，涂膜不会发生龟裂，适用范围更广，延长铁制产品的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种铁制产品的静电喷塑工艺，包括静电喷塑前对铁制基体的处理和静电喷塑过程，其中，静电喷塑前对铁制基体的处理包括以下内容：
（1）按照常规方法对铁制基体的除油、除锈、中和处理过程，完成后用质量浓度为3%的食盐水以12m/s的速度冲洗20分钟；
（2）将上述处理后的铁制基体在温度为50℃的混合溶剂中浸泡2分钟，完成后用温度为140℃的氮气氛围下烘干10分钟；
所述混合溶剂包括以下重量百分比的原料：氯化锌2wt%、乙二胺四乙酸0.9wt%、苯氧基环磷腈2.2wt%、溴代丙二酸二乙酯1.2wt%；
（3）将上述烘干后的铁制基体在温度为380℃的条件下进行渗锌加工，锌粉中包含相当于其重量1.2%的钛硼、0.2%的锶，渗锌完成后自然降温备用；
（4）将上述渗锌处理后的铁制基体在钝化液中钝化处理，所述钝化液中包含以下重量百分比的原料：磷酸4wt%、γ-羟基丁酸0.7wt%、4,4’-二氟二苯甲酮0.4wt%、聚乙二醇7wt%，备用；
静电喷塑包括以下内容：
（1）所述静电喷涂所用塑料粉末包括以下重量份的原料：丙烯酸改性酚醛环氧树脂100份、钛白粉R288 8份、超微细氢氧化铝5份、萜烯基环碳酸酯2份、聚醚胺2份、复合填料220份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑4份、交联剂1.5份、偶联剂0.7份；
所述复合填料包括以下重量份的原料：纳米铜粉2份、纳米铝粉28份、羟基磷灰石15份、六水氯化钙4份；
（2）将步骤（1）中处理后的铁制基体在预热至70℃，进行喷塑，每次喷涂时间为4s，喷涂2次，经喷塑处理工序后，将喷涂后的工件在温度为175℃的恒温炉内加热固化，即得。
其中，所述丙烯酸改性酚醛环氧树脂的催化剂为N，N-二甲苯胺；所述超微细氢氧化铝中氢氧化铝的含量≥99.6%，其中90wt%的超微细氢氧化铝的粒径不大于1μm；所述交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；所述塑料粉末在使用前研磨搅拌，得到粒径为60-2000nm的混合颗粒，并在搅拌过程中用温度为75℃的远红外线辐照15秒；所述喷塑层的厚度为240μm；锌粉的粒径为20-300nm。
实施例2
一种铁制产品的静电喷塑工艺，包括静电喷塑前对铁制基体的处理和静电喷塑过程，其中，静电喷塑前对铁制基体的处理包括以下内容：
（1）按照常规方法对铁制基体的除油、除锈、中和处理过程，完成后用质量浓度为2%的食盐水以15m/s的速度冲洗20分钟；
（2）将上述处理后的铁制基体在温度为45℃的混合溶剂中浸泡3分钟，完成后用温度为120℃的氮气氛围下烘干12分钟；
所述混合溶剂包括以下重量百分比的原料：氯化锌1wt%、乙二胺四乙酸1.2wt%、苯氧基环磷腈1.4wt%、溴代丙二酸二乙酯1.5wt%；
（3）将上述烘干后的铁制基体在温度为360℃的条件下进行渗锌加工，锌粉中包含相当于其重量0.8%的钛硼、0.1%的锶，渗锌完成后自然降温备用；
（4）将上述渗锌处理后的铁制基体在钝化液中钝化处理，所述钝化液中包含以下重量百分比的原料：磷酸6wt%、γ-羟基丁酸1.2wt%、4,4’-二氟二苯甲酮0.5wt%、聚乙二醇8wt%，备用；
静电喷塑包括以下内容：
（1）所述静电喷涂所用塑料粉末包括以下重量份的原料：丙烯酸改性酚醛环氧树脂100份、钛白粉R288 10份、超微细氢氧化铝4份、萜烯基环碳酸酯3份、聚醚胺1份、复合填料200份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑5份、交联剂1份、偶联剂0.6份；
所述复合填料包括以下重量份的原料：纳米铜粉3份、纳米铝粉26份、羟基磷灰石18份、六水氯化钙3份；
（2）将步骤（1）中处理后的铁制基体在预热至80℃，进行喷塑，每次喷涂时间为3s，喷涂3次，经喷塑处理工序后，将喷涂后的工件在温度为165℃的恒温炉内加热固化，即得。
其中，所述丙烯酸改性酚醛环氧树脂的催化剂为三乙胺；所述超微细氢氧化铝中氢氧化铝的含量≥99.6%，其中90wt%的超微细氢氧化铝的粒径不大于1μm；所述交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；所述塑料粉末在使用前研磨搅拌，得到粒径为60-2000nm的混合颗粒，并在搅拌过程中用温度为80℃的远红外线辐照10秒；所述喷塑层的厚度为120μm；锌粉的粒径为20-300nm。
实施例3
一种铁制产品的静电喷塑工艺，包括静电喷塑前对铁制基体的处理和静电喷塑过程，其中，静电喷塑前对铁制基体的处理包括以下内容：
（1）按照常规方法对铁制基体的除油、除锈、中和处理过程，完成后用质量浓度为4%的食盐水以10m/s的速度冲洗20分钟；
（2）将上述处理后的铁制基体在温度为55℃的混合溶剂中浸泡1分钟，完成后用温度为160℃的氮气氛围下烘干8分钟；
所述混合溶剂包括以下重量百分比的原料：氯化锌3t%、乙二胺四乙酸0.6wt%、苯氧基环磷腈12.8wt%、溴代丙二酸二乙酯0.7wt%；
（3）将上述烘干后的铁制基体在温度为400℃的条件下进行渗锌加工，锌粉中包含相当于其重量1.6%的钛硼、0.1%的锶，渗锌完成后自然降温备用；
（4）将上述渗锌处理后的铁制基体在钝化液中钝化处理，所述钝化液中包含以下重量百分比的原料：磷酸2wt%、γ-羟基丁酸0.2wt%、4,4’-二氟二苯甲酮0.3wt%、聚乙二醇6wt%，备用；
静电喷塑包括以下内容：
（1）所述静电喷涂所用塑料粉末包括以下重量份的原料：丙烯酸改性酚醛环氧树脂100份、钛白粉R288 6份、超微细氢氧化铝6份、萜烯基环碳酸酯1份、聚醚胺3份、复合填料240份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑3份、交联剂2份、偶联剂0.8份；
所述复合填料包括以下重量份的原料：纳米铜粉1份、纳米铝粉32份、羟基磷灰石12份、六水氯化钙5份；
（2）将步骤（1）中处理后的铁制基体在预热至60℃，进行喷塑，每次喷涂时间为5s，喷涂1次，经喷塑处理工序后，将喷涂后的工件在温度为185℃的恒温炉内加热固化，即得。
其中，所述丙烯酸改性酚醛环氧树脂的催化剂为二乙胺；所述超微细氢氧化铝中氢氧化铝的含量≥99.6%，其中90wt%的超微细氢氧化铝的粒径不大于1μm；所述交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；所述塑料粉末在使用前研磨搅拌，得到粒径为60-2000nm的混合颗粒，并在搅拌过程中用温度为70℃的远红外线辐照20秒；所述喷塑层的厚度为300μm；锌粉的粒径为20-300nm。
设置对照组1，以申请号为200410003085.5专利文献中的实施例中以环氧哑光粉末为热固性粉末涂料的涂膜性能进行性能检测，得到以下结果：
表1
通过表1中数据可以看出，本发明中涂膜性能相比现有技术耐水性、耐酸性和耐高温高湿性有了明显提高，能够有效扩展其使用范围。

Claims (7)

1.一种铁制产品的静电喷塑工艺，其特征在于，包括静电喷塑前对铁制基体的处理和静电喷塑过程，其中，静电喷塑前对铁制基体的处理包括以下内容：
（1）按照常规方法对铁制基体的除油、除锈、中和处理过程，完成后用质量浓度为2-4%的食盐水以10-15m/s的速度冲洗20分钟；
（2）将上述处理后的铁制基体在温度为45-55℃的混合溶剂中浸泡1-3分钟，完成后用温度为120-160℃的氮气氛围下烘干8-12分钟；
所述混合溶剂包括以下重量百分比的原料：氯化锌1-3wt%、乙二胺四乙酸0.6-1.2wt%、苯氧基环磷腈1.4-2.8wt%、溴代丙二酸二乙酯0.7-1.5wt%；
（3）将上述烘干后的铁制基体在温度为360-400℃的条件下进行渗锌加工，锌粉中包含相当于其重量0.8-1.6%的钛硼、0.1-0.3%的锶，渗锌完成后自然降温备用；
（4）将上述渗锌处理后的铁制基体在钝化液中钝化处理，所述钝化液中包含以下重量百分比的原料：磷酸2-6wt%、γ-羟基丁酸0.2-1.2wt%、4,4’-二氟二苯甲酮0.3-0.5wt%、聚乙二醇6-8wt%，备用；
静电喷塑包括以下内容：
（1）所述静电喷涂所用塑料粉末包括以下重量份的原料：丙烯酸改性酚醛环氧树脂100份、钛白粉R288 6-10份、超微细氢氧化铝4-6份、萜烯基环碳酸酯1-3份、聚醚胺1-3份、复合填料200-240份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑3-5份、交联剂1-2份、偶联剂0.6-0.8份；
所述复合填料包括以下重量份的原料：纳米铜粉1-3份、纳米铝粉26-32份、羟基磷灰石12-18份、六水氯化钙3-5份；
（2）将步骤（1）中处理后的铁制基体在预热至60-80℃，进行喷塑，每次喷涂时间为3-5s，喷涂2-3次，经喷塑处理工序后，将喷涂后的工件在温度为165-185℃的恒温炉内加热固化，即得。
2.如权利要求1所述一种铁制产品的静电喷塑工艺，其特征在于，所述丙烯酸改性酚醛环氧树脂的催化剂为N，N-二甲苯胺、三乙胺和二乙胺中的至少一种。
3.如权利要求1所述一种铁制产品的静电喷塑工艺，其特征在于，所述超微细氢氧化铝中氢氧化铝的含量≥99.6%，其中90wt%的超微细氢氧化铝的粒径不大于1μm。
4.如权利要求1所述一种铁制产品的静电喷塑工艺，其特征在于，所述交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
5.如权利要求1所述一种铁制产品的静电喷塑工艺，其特征在于，所述塑料粉末在使用前研磨搅拌，得到粒径为60-2000nm的混合颗粒，并在搅拌过程中用温度为70-80℃的远红外线辐照10-20秒。
6.如权利要求1所述一种铁制产品的静电喷塑工艺，其特征在于，所述喷塑层的厚度为120-300μm。
7.如权利要求1所述一种铁制产品的静电喷塑工艺，其特征在于，锌粉的粒径为20-300nm。
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