CN110614208A - 一种实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，包括卫浴产品依次经过DISK静电喷涂、一次往复静电喷涂和二次往复静电喷涂的处理步骤；所述DISK静电喷涂采用水性漆、静电稀释剂和功能化石墨烯的混合物。本发明能够实现在卫浴产品表面形成色彩表现力好并具有自洁功能的涂层，同时降低DISK静电喷涂工艺中反电离化带来的不良影响。

Description

一种实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法
【技术领域】
本发明属于卫浴产品的表面处理技术领域，尤其涉及一种实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法。
【背景技术】
近年来，随着经济的发展和居民生活水平的提高，消费者对于卫浴洁具的功能性要求也愈加关注，具有丰富色彩和强烈表现力的卫浴家具用品具有更好的市场表现。现有大部分的卫浴家具用品是经过压铸成型或机加工后，再经过打磨抛光或者各种表面处理，最后形成完好的成品。对卫浴家具用品的表面处理方法而言，主要有喷漆加工、电镀加工、电泳加工、喷塑加工、氧化加工、磷化加工等等；而色彩，则主要是通过喷漆来实现的。
喷漆加工是大众熟知的一种处理办法，成本低，处理工艺简单，它是将漆通过喷枪并借助于空气压力，分散成均匀而微细的雾滴，涂施于产品表面的一种方法。静电喷涂法是喷漆工艺中一种环保的涂装技术，是根据电泳的物理现象，使雾化了的油漆微粒在直流高压电场中带上负电荷，并在静电场的作用下，定向地流向带正电荷的工件表面，被中和沉积成一层均匀附着牢固的薄膜。目前静电喷涂法有多种方法，其中DISK(圆盘)静电喷涂法可以绕360度旋转无死角的喷涂，涂层与金属件的结合力好，适合批量性生产，是卫浴产品领域中先进的喷涂方法。
但是，DISK静电喷涂法无法避免地存在一种静电现象——反电离化现象，这种现象会使喷枪与工件之间充满着数以万计的自由离子，这些自由离子沿着电力线方向被吸引到接地的工件，只要工件表面尚未被电介质粉末层所覆盖，自由离子便很容易地抵达金属表面和流向接地处。如果金属表面已经有一层粉末涂层，这一涂层就会使金属表面部分绝缘，从而限制自由离子的电荷流入接地处的能力。粉末涂层越厚，自由离子的电荷越不易流入接地处。当电荷越来越不易流入接地处时，涂层上便积累越来越多的电荷，导致反电离化迅速发展，明显降低粉末上粉率，恶化涂层表观质量与均匀性。因此，DISK静电喷涂法无法涂装较厚的涂层，不仅无法实现多种颜色的表现力，也无法实现更多如自洁、杀菌等新型复合功能，应用和发展均受到很大的限制。
【发明内容】
本发明提供一种实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，能够实现在卫浴产品表面形成色彩表现力好并具有自洁功能的涂层，同时降低DISK静电喷涂工艺中反电离化带来的不良影响。
本发明的技术解决方案如下：一种实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，它包括卫浴产品依次经过DISK静电喷涂、一次往复静电喷涂和二次往复静电喷涂的处理步骤；所述DISK静电喷涂采用水性漆、静电稀释剂和功能化石墨烯的混合物。
优选地，所述实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法包括以下步骤：
(1)将卫浴产品表面进行去污、去油处理；
(2)采用DISK静电喷涂设备，选择喷枪转速为3～5万转/分钟，空气压力为0.3～0.5MPa，静电电压为60～100kV，达到出漆量为150～300cc/min进行喷涂，流平；DISK静电喷涂采用重量比为500水性漆∶(300～400)静电稀释剂∶(40～50)功能化石墨烯的混合物；
(3)采用往复机进行一次往复静电喷涂，选择频率0～60Hz/min，空气压力为0.1～0.3MPa，静电电压为60～85kV，达到喷涂过程出漆量为100～200cc/min进行喷涂，流平；一次往复静电喷涂采用重量比为300水性漆∶(150～200)静电稀释剂的混合物；
(4)采用往复机进行二次往复静电喷涂，选择频率0～60Hz/Min,空气压力为0.1～0.3MPa，静电电压为60～85kV，达到喷涂过程出漆量为100～200cc/min进行喷涂，流平；二次往复静电喷涂采用重量比为500水性漆∶(300～400)静电稀释剂∶(15～40)功能化石墨烯的混合物；
(5)固化。
优选地，所述功能化石墨烯为经过离子液体改性的纳米石墨烯。上述纳米石墨烯能够起到疏水、抑制微生物粘附增殖的作用。
进一步优选地，所述离子液体为组氨酸阳离子型离子液体。换句话说，所述功能化石墨烯为经过组氨酸接枝改性的纳米石墨烯，它通过抑制界面处的电荷传输，能进一步提高涂层的耐腐蚀性能。
进一步优选地，所述步骤(2)的DISK静电喷涂厚度d1控制在5-10μm，流平时间t1为10～12min；所述步骤(3)的一次往复静电喷涂厚度d2控制在15-20μm，流平时间t2为13～15min；所述步骤(4)的二次往复静电喷涂厚度d3控制在10-15μm，流平时间t3为14～16min。
更进一步优选地，所述步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)的喷涂厚度满足d1＜d2＜d3，流平时间满足t1＜t2≤t3。
进一步优选地，所述步骤(2)的DISK静电喷涂过程中，卫浴产品沿着圆形轨迹围绕喷枪进行移动，在DISK静电喷涂和一次往复静电喷涂的工序间隙移动时自然流平。
进一步优选地，所述步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)的温度均为24～28℃，相对湿度均为70～80％。
进一步优选地，所述步骤(5)固化为140～150℃烘干45～60min。
进一步优选地，所述步骤(2)的水性漆为水性环氧高光透明漆。
进一步优选地，所述步骤(3)的水性漆为黑色水性漆、水性哑光透明漆或水性白色漆。
进一步优选地，所述步骤(4)的水性漆为水性哑光透明漆。
进一步优选地，所述步骤(2)采用重量比为500水性环氧高光透明水性漆∶300静电稀释剂∶40功能化石墨烯的混合物，其中功能化石墨烯为经过组氨酸阳离子型离子液体改性的纳米石墨烯作为静电调节剂。
进一步优选地，所述步骤(3)采用重量比为300水性漆∶150静电稀释剂的混合物，其中水性漆为黑色水性漆、水性哑光透明漆或水性白色漆。在铜制的卫浴产品上用水性哑光透明漆，能实现仿古铜的色彩。
进一步优选地，所述步骤(4)采用重量比为500水性哑光透明面漆∶300静电稀释剂∶15功能化石墨烯的混合物，其中功能化石墨烯为经过组氨酸阳离子型离子液体改性的纳米石墨烯作为静电调节剂。
本发明的有益效果如下：
1)本发明通过将DISK静电喷涂与往复静电喷涂相结合，工艺环保，薄膜沉积牢固，能够实现多层涂漆的有效附着，使得涂层既有较大的结合强度，又具有足够的厚度，能够显示出丰富的色彩，甚至是以往DISK静电喷涂无法实现的黑色、仿古铜、陶瓷白色，实现自洁、杀菌的新型复合功能；
2)石墨烯经过一定的功能化修饰后可具备一定的疏水性能，并且有效抑制细菌等微生物的粘附增殖，本发明通过加入功能化石墨烯作为改性剂，不仅构建一种兼具耐腐蚀性和易洁性能的含石墨烯复合涂层；而且由于功能化石墨烯具有一定的导电性，即使粉末涂层较厚，喷枪与工件之间大量的自由离子也能够顺利地流入接地处，所以大大减弱DISK静电喷涂后期的反电离化作用，保证涂层表观质量，提高上粉率和涂层均匀性；
3)组氨酸接枝改性的纳米石墨烯，通过抑制界面处的电荷传输，可进一步提高涂层的耐腐蚀性能；
4)基于不同厚度和品质的涂层，利用各个工序过程之间的连接和移动速度控制流平时间，能使涂层达到更好的流平效果，减少凹坑、流光、桔皮等不良现象产生，提高生产效率。
【附图说明】
图1为本发明实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法的流程框图。
【具体实施方式】
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序，所描述的方向仅限于附图。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。
本发明涉及多种试剂原料，如水性漆、静电稀释剂、功能化石墨烯，其中水性漆可以选用水性环氧漆、水性聚氨酯漆，如市售的LT256-D水性环氧高光透明漆、LT256-H黑色水性漆、T256-T1水性哑光透明面漆、LT256-T12水性哑光透明漆、LT256-T2哑光透明漆、LT256-B1水性白色漆、LT256-B2水性透明漆；静电稀释剂是静电喷涂时所用的稀释剂，具体可选用市售的K4KB07型稀释剂；功能化石墨烯是经过组氨酸阳离子型离子液体改性的纳米石墨烯，作为电荷调节剂，采用高温热解法制得组氨酸接枝的石墨烯片，纳米石墨烯、组氨酸均可从市场采购。
卫浴产品包括但不限于铝制挂架、铝制把手、不锈钢锁具、铜制挂钩、铜制水龙头、铜制花洒。
实施例一
在铝制挂架上形成黑色涂层，过程如下：
(1)将铝制挂架放入热水池中预清洗，再浸入脱脂液中脱脂，在常温清水下浸泡，配合风机进行干燥；
(2)将水性漆(LT256-D环氧高光透明漆)、静电稀释剂(K4KB07)、功能化石墨烯改性剂(组氨酸接枝的石墨烯片10-50nm)按照500∶300∶40的重量比配制成DISK静电喷涂涂料；将清洗后的铝制金属把手悬架在挂具上，进入DISK静电喷涂室，喷涂室温度均为26℃、喷涂室相对湿度为75％，喷枪流量气压4.5MPa，雾化气压2MPa，齿轮泵漆量27cc/min，喷枪电压70kV，喷枪转速为3-5万转/分钟，空气压力为0.3MPa，静电电压为60kV，达到喷涂过程出漆量为150cc/min进行喷涂，使产品上沉积5μm涂层厚度，等10分钟流平后进入下一工序；
(3)将水性漆(LT256-H黑色水性漆)、静电稀释剂(K4KB07)按照300∶150的重量比配制成一次喷涂涂料，采用往复机进行一次往复静电喷涂，选择频率10Hz/min,空气压力为0.1MPa，静电电压为60kV，达到喷涂过程出漆量为100cc/min进行喷涂，使产品上沉积15μm涂层厚度，等13分钟流平后进入下一工序；
(4)将水性漆(T256-T1水性哑光透明面漆)、静电稀释剂(K4KB07)、静电调节剂(H65)、离子液体功能化石墨烯改性剂按照500∶300∶15的重量比配置成二次喷涂涂料，采用往复机进行二次往复静电喷涂，选择频率0Hz/Min,空气压力为0.1MPa，静电电压为60kV，达到喷涂过程出漆量为100cc/min进行喷涂，使产品上沉积10μm涂层厚度，等14分钟流平后进入下一工序；
(5)在145℃下高温固化55min。
经上述方法处理的卫浴产品具有L＝25-27、A＝0.1-0.5、B＝0.1-0.6的黑色色彩以及光泽度14-20，并能达到以下性能：
1、96小时酸性盐雾测试后达到GB/T 6461的10级要求；
2、耐刮擦测试1000转无损坏；
3、结合力达到5B要求；
4、硬度达到3H要求；
5、表面颜色通过200小时紫外线防老化测试无变色。
实施例二
在不锈钢锁具上形成仿古铜涂层，过程如下：
(1)将不锈钢锁具放入热水池中预清洗，再浸入脱脂液中脱脂，在常温清水下浸泡，配合风机进行干燥；
(2)将水性漆(LT256-D水性环氧高光透明漆)、静电稀释剂(K4KB07)、功能化石墨烯改性剂(组氨酸接枝的石墨烯片30nm)按照500∶350∶45的重量比配制成DISK静电喷涂涂料；将清洗后的铝制金属把手悬架在挂具上，进入DISK静电喷涂室，喷涂室温度均为26℃、喷涂室相对湿度为75％，喷枪流量气压4.5MPa，雾化气压2MPa，齿轮泵漆量27cc/min，喷枪电压70kV，喷枪转速为4万转/分钟，空气压力为0.4MPa，静电电压为80kV，达到喷涂过程出漆量为220cc/min进行喷涂，使产品上沉积5μm涂层厚度，等10分钟流平后进入下一工序；
(3)将水性漆(LT256-T12水性哑光透明漆)、静电稀释剂(K4KB07)按照300∶170的重量比配制成一次喷涂涂料，采用往复机进行一次往复静电喷涂，选择频率30Hz/Min,空气压力为0.2MPa，静电电压为75kV，达到喷涂过程出漆量为150cc/min进行喷涂，使产品上沉积15μm涂层厚度，等13分钟流平后进入下一工序；
(4)将水性漆(LT256-T2哑光透明漆)、静电稀释剂(K4KB07静电稀释剂)、静电调节剂(H65)、离子液体功能化石墨烯改性剂按照500∶350∶27的重量比配置成二次喷涂涂料，采用往复机进行二次往复静电喷涂，选择频率30Hz/Min,空气压力为0.2MPa，静电电压为75kV，达到喷涂过程出漆量为150cc/min进行喷涂，使产品上沉积10μm涂层厚度，等14分钟流平后进入下一工序；
(5)在145℃下高温固化55min。
经上述方法处理的产品具有L＝27-31、A＝0.5-1、B＝0.1-1.0的仿古铜色彩以及光泽度30-45，并能达到以下性能：
1、96小时酸性盐雾测试后达到GB/T 6461的10级要求；
2、耐刮擦测试1000转无损坏；
3、结合力达到5B要求；
4、硬度达到3H要求；
5、表面颜色通过200小时紫外线防老化测试无变色。
实施例三
在铜制挂钩上形成陶瓷白涂层，过程如下：
(1)将铜制挂钩放入热水池中预清洗，再浸入脱脂液中脱脂，在常温清水下浸泡，配合风机进行干燥；
(2)将水性漆(LT256-D水性环氧高光透明漆)、静电稀释剂(K4KB07静电稀释剂)、功能化石墨烯改性剂(组氨酸接枝的石墨烯片50nm)按照500∶400∶50的重量比配制成DISK静电喷涂涂料；将清洗后的铝制金属把手悬架在挂具上，进入DISK静电喷涂室，喷涂室温度均为26℃、喷涂室相对湿度为75％，喷枪流量气压4.5MPa，雾化气压2MPa，齿轮泵漆量300cc/min，喷枪电压70kV，喷枪转速为5万转/分钟，空气压力为0.5MPa，静电电压为100kV，达到喷涂过程出漆量为300cc/min进行喷涂，使产品上沉积5μm涂层厚度，等10分钟流平后进入下一工序；
(3)将水性漆(LT256-B1水性白色漆)、静电稀释剂(K4KB07)按照300∶200的重量比配制成一次喷涂涂料，采用往复机进行一次往复静电喷涂，选择频率60Hz/Min,空气压力为0.3MPa，静电电压为85kV，达到喷涂过程出漆量为200cc/min进行喷涂，使产品上沉积15μm涂层厚度，等13分钟流平后进入下一工序；
(4)将水性漆(LT256-B2水性透明漆)、静电稀释剂(K4KB07)、静电调节剂(H65)、离子液体功能化石墨烯改性剂按照500∶400∶40的重量比配置成二次喷涂涂料，采用往复机进行二次往复静电喷涂，选择频率60Hz/Min,空气压力为0.3MPa，静电电压为85kV，达到喷涂过程出漆量为200cc/min进行喷涂，使产品上沉积10μm涂层厚度，等14分钟流平后进入下一工序；
(5)在145℃下高温固化55min。
经上述方法处理的产品具有L＝27-31、A＝0.5-1、B＝0.1-1.0的陶瓷白色彩以及光泽度30-45，并能达到以下性能：
1、96小时酸性盐雾测试后达到GB/T 6461的10级要求；
2、耐刮擦测试1000转无损坏；
3、结合力达到5B要求；
4、硬度达到3H要求；
5、表面颜色通过200小时紫外线防老化测试无变色。

Claims (10)

1.一种实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，它包括卫浴产品依次经过DISK静电喷涂、一次往复静电喷涂和二次往复静电喷涂的处理步骤；所述DISK静电喷涂采用水性漆、静电稀释剂和功能化石墨烯的混合物。
2.根据权利要求1所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)将卫浴产品表面进行去污、去油处理；
(2)采用DISK静电喷涂设备，选择喷枪转速为3～5万转/分钟，空气压力为0.3～0.5MPa，静电电压为60～100kV，达到出漆量为150～300cc/min进行喷涂，流平；DISK静电喷涂采用重量比为500水性漆∶(300～400)静电稀释剂∶(40～50)功能化石墨烯的混合物；
(3)采用往复机进行一次往复静电喷涂，选择频率0～60Hz/min，空气压力为0.1～0.3MPa，静电电压为60～85kV，达到喷涂过程出漆量为100～200cc/min进行喷涂，流平；一次往复静电喷涂采用重量比为300水性漆∶(150～200)静电稀释剂的混合物；
(4)采用往复机进行二次往复静电喷涂，选择频率0～60Hz/Min,空气压力为0.1～0.3MPa，静电电压为60～85kV，达到喷涂过程出漆量为100～200cc/min进行喷涂，流平；二次往复静电喷涂采用重量比为500水性漆∶(300～400)静电稀释剂∶(15～40)功能化石墨烯的混合物；
(5)固化。
3.根据权利要求1或2所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述功能化石墨烯为经过离子液体改性的纳米石墨烯。
4.根据权利要求3所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述离子液体为组氨酸阳离子型离子液体。
5.根据权利要求2所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述步骤(2)的DISK静电喷涂厚度d1控制在5-10μm，流平时间t1为10～12min；所述步骤(3)的一次往复静电喷涂厚度d2控制在15-20μm，流平时间t2为13～15min；所述步骤(4)的二次往复静电喷涂厚度d3控制在10-15μm，流平时间t3为14～16min。
6.根据权利要求5所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)的喷涂厚度满足d1＜d2＜d3，流平时间满足t1＜t2≤t3。
7.根据权利要求2所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述步骤(2)在DISK静电喷涂过程中，卫浴产品沿着圆形轨迹围绕喷枪进行移动，在DISK静电喷涂和一次往复静电喷涂的工序间隙移动时自然流平。
8.根据权利要求2所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)的温度均为24～28℃，相对湿度均为70～80％。
9.根据权利要求2所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述步骤(2)的水性漆为水性环氧高光透明漆，所述步骤(4)的水性漆为水性哑光透明漆。
10.根据权利要求2所述的实现卫浴产品丰富色彩的自洁涂层的喷涂方法，其特征在于，所述步骤(3)的水性漆为黑色水性漆、水性哑光透明漆或水性白色漆。
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