CN108296138A - 一种家具木板表面的静电喷粉工艺 - Google Patents

一种家具木板表面的静电喷粉工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种家具木板表面的静电喷粉工艺，包括以下步骤：木板封边；表面打磨；表面喷漆：在木板的表面喷涂一层水性UV涂料，固化后形成一层厚度为1‑3μm的涂料层，用于增强木板表面的导电性；抛光；预热；静电喷粉：将木板转移到喷粉房中，用静电喷枪将粉末均匀地喷涂在木板表面，在木板表面形成粉末涂层，此过程相对湿度大于85％；固化：将静电喷粉后的木板转移到红外线辐射炉中，红外线辐射炉中还通入高温气体，粉末涂层在高温气体和红外线的同时作用下快速固化，在木板表面形成厚度为100‑120μm的涂膜。本发明的静电喷粉工艺适用于家具木板表面，其加工效率高，生产的家具木板的涂层附着力强，不易脱落。

Description

一种家具木板表面的静电喷粉工艺
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种家具木板表面的静电喷粉工艺。
背景技术
粉末涂料是一种以微细粉末状态存在的涂料，主要分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料。粉末涂料具有无害、喷涂效率高、节省资源和环保的特点，被广泛应用于建筑行业中。而静电喷涂是将粉末涂料涂抹在物体表面的主要方式。
静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。工作时喷枪内的涂料微粒部分接负极，工件接正极并接地，在高压电源的高电压作用下，喷枪的端部与工件之间就形成一个静电场。
现有技术中，如申请号为201410699437.9的专利文件《一种静电喷涂工艺》公开了一种静电喷涂工艺，包括1)预处理：除油、除锈、磷化、钝化；2)利用静电吸附原理，在工件的表面均匀的喷上一层粉末涂料；落下的粉末通过回收系统回收，过筛后再用；3)高温固化：将喷涂好的工件推入固化炉，加热到预定的温度，一般185度，并保温15分钟；开炉取出冷却即得到成品。该工艺方法虽然步骤简单，但是，存着以下问题：第一，预处理的作用为除去工件表面的油污、灰尘、铁锈等，并在工件表面生成一层“磷化层”，用于增强涂层的附着力，其原理是一种化学反应，适用于钢铁、锌材料、铝材等金属表面，对于木质材料，无法进行磷化和钝化；第二，高温固化为在185度的条件保温15分钟，加工时间过长，生产效率低；第三，由于固化过程一般是直接将工件置于烘箱中，在高温条件下涂层固化，这种固化的传热方式并无提前预热，导致工件内层温度较低，而涂层先与热的气体接触，涂层外层受热固化，而内层缓慢固化，类似钢化玻璃的制作原理，涂层外层产生应压力，与工件接触的涂层内层产生应张力，若工件为木质材料，由于木质材料的稳定性较强，将导致内层与木质材料表面附着力下降，涂层容易脱落木质材料表面。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种家具木板表面的静电喷粉工艺，该工艺加工效率高，生产的家具木板的涂层附着力强，不易脱落。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：
一种家具木板表面的静电喷粉工艺，包括以下步骤：
A、木板封边：在木板的四个侧边贴附一层保护层；
B、表面打磨：对木板的表面进行打磨，使其表面平整；
C、表面喷漆：在木板的表面喷涂一层水性UV涂料，固化后形成一层厚度为1-3μm的涂料层，用于增强木板表面的导电性；
D、抛光：对涂料层进行抛光、除尘，使其表面光滑；
E、预热：将木板转移到预热炉中预热，预热炉的温度设置为90-110℃，预热时间为5-10分钟；
F、静电喷粉：将木板转移到喷粉房中，用静电喷枪将粉末均匀地喷涂在木板表面，在木板表面形成粉末涂层，此过程相对湿度大于85％；
G、固化：将静电喷粉后的木板转移到红外线辐射炉中，红外线辐射炉中还通入高温气体，粉末涂层在高温气体和红外线的同时作用下快速固化，在木板表面形成厚度为100-120μm的涂膜。
具体的，所述步骤A中的保护层为PVC封边条、ABS封边条、或者胶水。
具体的，所述步骤B在恒温恒湿的条件下进行，温度为25-30℃，相对湿度大于85％。
具体的，所述步骤C的水性UV涂料是通过自然表干的方式在恒温恒湿的条件下干燥固化，温度为25-30℃，相对湿度大于90％。
具体的，所述步骤G中的高温气体的温度为120-180℃，高温气体将粉末涂层从外向内传热固化，红外线将粉末涂层从内向外传热固化，固化时间为3-5分钟。
具体的，所述步骤G中的红外线为中红外线。
具体的，所述中红外线的波长为3.1-3.5μm。
具体的，所述步骤G中的高温气体为惰性气体。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的静电喷粉工艺，适用于家具木板表面，由于静电喷涂时需要将木板接正极并接地，而木板为绝缘材料，并不能导电，传统的静电喷粉方法并不适用，而本方法目的在预处理阶段增加了封边、打磨、喷漆、抛光的工序，使家具表面形成一层较薄的、导电性极佳的UV涂料层，增强了木板表面的导电性；
第二，本工艺在木板表面打磨、表面喷漆、静电喷粉过程中的温度和湿度都有严格的控制，要求湿度分别大于85％、90％、85％，目的是使木板表面和UV漆层始终保持相对潮湿的条件，潮湿的条件空气中的水分子较多，增强了静电喷粉过程中粉末涂料的导电性，从而粉末涂料更容易附着于木板表面；
第三，固化前先进行预加热，使木板整体温度逐渐上升，固化过程使用了红外线辐射炉，红外线辐射炉中还通入高温气体，高温气体将粉末涂层从外向内传热固化，红外线将粉末涂层从内向外传热固化，与传统的固化方式相比，避免了由于粉末涂层外层先高温固化，外层产生应压力，而内层缓慢固化，与工件接触的粉末涂层内层产生应张力，而导致内层与木质材料表面附着力下降，粉末涂层容易脱落木质材料表面的问题。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
一种家具木板表面的静电喷粉工艺，包括以下步骤：
A、木板封边：由于需要在木板的正反表面印上粉末涂料，为了保护其他不需要印刷的部位，需要在木板的四个侧边贴附一层保护层；
B、表面打磨：对木板的表面进行打磨，使其表面平整；
C、表面喷漆：在木板的表面喷涂一层水性UV涂料，该水性UV涂料为导电性涂料，固化后形成一层厚度为1-3μm的涂料层，用于增强木板表面的导电性；
D、抛光：对涂料层进行抛光、除尘，使其表面光滑；
E、预热：将木板转移到预热炉中预热，预热炉的温度设置为90-110℃，预热时间为5-10分钟，预热过程采用逐渐加热的方式，在5-10分钟内将木板整体缓慢加热到90-110℃；
F、静电喷粉：将木板转移到喷粉房中，用静电喷枪将粉末均匀地喷涂在木板表面，在木板表面形成粉末涂层，此过程相对湿度大于85％；
G、固化：将静电喷粉后的木板转移到红外线辐射炉中，红外线辐射炉中还通入高温气体，粉末涂层在高温气体和红外线的同时作用下快速固化，在木板表面形成厚度为100-120μm的涂膜。
步骤A中的保护层为PVC封边条、ABS封边条、或者胶水，保护层用于保护木板的四个侧边不被水性UV涂料和粉末涂料污染。
步骤B在恒温恒湿的条件下进行，温度为25-30℃，相对湿度大于85％，使木板表面保持较为湿润的条件。
步骤C的水性UV涂料是通过自然表干的方式在恒温恒湿的条件下干燥固化，温度为25-30℃，相对湿度大于90％，使涂料层保持较为湿润的条件。
步骤G中的高温气体的温度为120-180℃，高温气体将粉末涂层从外向内传热固化，红外线将粉末涂层从内向外传热固化，固化时间为3-5分钟，内外同时固化的方式，既加快了固化时间，也避免了由于粉末涂层外层先高温固化，外层产生应压力，而内层缓慢固化，与工件接触的粉末涂层内层产生应张力，而导致内层与木质材料表面附着力下降，粉末涂层容易脱落木质材料表面的问题。
红外线具有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应，容易被物体吸收并转化为物体的内能，用红外线辐射被涂饰的工件及涂层，辐射到工件的能量被吸收并转化为热量，从而固化涂层。红外线有两种重要特征，一个是能穿过空间，称投射能力；另一种是射到物体上面，容易使物体变热，成热效应。对于粉末涂层固化过程，应选择能最大限度的透过涂层而很少透过木材的某种波长范围的红外线，使其刚好在涂层与木材的交界处转换为热能，从而使涂层由内向外固化。对于本工艺来说，波长过大的远红外线穿透力太强，在穿透粉末涂层的同时也透过木板，而波长过小的近红外线穿透力太弱，不足以穿透粉末涂层到达木板表面，作为优选方案，本案例的步骤G中的红外线为中红外线。
中红外线的标准波长范围在2.5～25μm之间，对于本发明，若红外波长小于3.1μm，红外线无法穿透厚度为100-120μm的粉末涂层，若红外波长大于3.5μm，红外线在穿透厚度为100-120μm的粉末涂层后还进入木板内，因此，作为优选方案，本案例的中红外线的波长为3.1-3.5μm。
传统的固化过程大多在空气条件下进行，由于空气成分复杂，容易使粉末涂层产生杂质，影响粉末涂层色泽，而且传热不均匀，导致粉末涂层受热不均，影响粉末涂层的固化效果；而惰性气体成分单一，传热均匀，从而使粉末涂层受热均匀，所以，作为优选方案，步骤G中的高温气体为惰性气体，惰性气体为氮气、氩气中的一种。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、木板封边：在木板的四个侧边贴附一层保护层；
B、表面打磨：对木板的表面进行打磨，使其表面平整；
C、表面喷漆：在木板的表面喷涂一层水性UV涂料，固化后形成一层厚度为1-3μm的涂料层，用于增强木板表面的导电性；
D、抛光：对涂料层进行抛光、除尘，使其表面光滑；
E、预热：将木板转移到预热炉中预热，预热炉的温度设置为90-110℃，预热时间为5-10分钟；
F、静电喷粉：将木板转移到喷粉房中，用静电喷枪将粉末均匀地喷涂在木板表面，在木板表面形成粉末涂层，此过程相对湿度大于85％；
G、固化：将静电喷粉后的木板转移到红外线辐射炉中，红外线辐射炉中还通入高温气体，粉末涂层在高温气体和红外线的同时作用下快速固化，在木板表面形成厚度为100-120μm的涂膜。
2.根据权利要求1所述的一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，所述步骤A中的保护层为PVC封边条、ABS封边条、或者胶水。
3.根据权利要求1所述的一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，所述步骤B在恒温恒湿的条件下进行，温度为25-30℃，相对湿度大于85％。
4.根据权利要求1所述的一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，所述步骤C的水性UV涂料是通过自然表干的方式在恒温恒湿的条件下干燥固化，温度为25-30℃，相对湿度大于90％。
5.根据权利要求1所述的一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，所述步骤G中的高温气体的温度为120-180℃，高温气体将粉末涂层从外向内传热固化，红外线将粉末涂层从内向外传热固化，固化时间为3-5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，所述步骤G中的红外线为中红外线。
7.根据权利要求6所述的一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，所述中红外线的波长为3.1-3.5μm。
8.根据权利要求1所述的一种家具木板表面的静电喷粉工艺，其特征在于，所述步骤G中的高温气体为惰性气体。
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