CN114292035A - 一种玻璃表面的喷涂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，所述喷涂工艺包括对玻璃表面进行前处理以及喷涂易清洁涂料的步骤，所述前处理包括对玻璃表面依次进行碱洗、研磨、冲洗以及等离子体处理的步骤的组合，先采用上述前处理步骤的组合，可以使前处理完成后的玻璃表面完全亲水，彻底去除了表面残留的丝印油墨，同时增加了玻璃表面的粗糙度，进而有助于提高玻璃表面与易清洁涂层的附着力；且采用等离子对玻璃表面的活化处理，增加了玻璃表面的羟基含量，使更多的羟基和涂料进行缩水反应，增加了涂层和玻璃的结合力，从而增加易清洁涂层的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于玻璃表面处理技术领域，具体涉及一种玻璃表面的喷涂工艺。
背景技术
厨房电器玻璃外观质感好，且具有耐高温，耐刮伤性能好的优势，但使用久了受油污、汤汁等粘附很难清洁，目前常用的解决方式是将氟系涂料喷涂在玻璃表面，制作疏水疏油的易清洁涂层，提升了玻璃表面的易清洁性。
对于同样的涂层，玻璃表面的前处理和喷涂工艺的差异，对涂层的性能影响非常大，会严重影响涂层的寿命。CN110420820A公开了一种耐刮擦玻璃瓶表面喷涂工艺，包括以下步骤S1、对玻璃表面进行清洁处理和糙化处理；S2、对玻璃品表面均匀涂覆抗静电溶液，在120℃±10℃的温度下干燥10分钟以上；S3、高压静电对玻璃瓶表面喷涂涂料；S4、加热烘烤固化形成涂料涂膜。该发明通过对玻璃瓶清洗、涂覆抗静电溶液工序，保证了良好的涂装均匀性与上粉率；采用高压静电喷枪喷涂粉末涂料，其与玻璃瓶表面具有极好的静电吸附力，固化后的涂层增加了玻璃瓶的光亮度、耐候性和耐刮擦性，涂膜硬度高、耐磨性好、附着力优良。
但是，目前厨房电器在喷涂工艺前，玻璃背面需要做2～3道丝印处理，丝印LOGO或黑色背景等，然后还需要进行钢化处理，上述工艺对玻璃表面的污染很严重，特别是残留的丝印油墨以及钢化后油墨会和玻璃牢固的结合在一起，很难完全去除，而现有技术中心提供的喷涂工艺无法完全去除剥离表面的油墨且没有判断是否清洗干净的方法，并且等离子处理的气源为空气，等离子处理不均匀，空气的杂质容易污染玻璃表面。
因此，开发一种可以将玻璃表面完全清洗干净，有助于提升涂层与玻璃表面附着力的玻璃表面的喷涂工艺，是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种玻璃表面的喷涂工艺，所述喷涂工艺可以将玻璃表面完全清洗干净且可以大幅度提高玻璃表面的羟基活性基团的含量，有助于提高易清洁涂层与玻璃之间粘附性能，进而提高易清洁涂层的寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种玻璃表面的喷涂工艺，所述喷涂工艺包括如下步骤：
(1)对玻璃表面依次进行碱洗、研磨、冲洗以及等离子体处理，完成所述玻璃表面的前处理；
(2)将易清洁涂料喷涂在前处理后的玻璃表面，完成所述玻璃表面的喷涂工艺。
本发明提供的玻璃表面的喷涂工艺包括对玻璃表面进行前处理以及喷涂易清洁涂料的步骤，所述前处理包括对玻璃表面依次进行碱洗、研磨、冲洗以及等离子体处理的步骤，采用上述步骤的组合，可以彻底去除玻璃表面残留的丝印油墨，进而使得玻璃表面为完全亲水状态，提高了玻璃表面与易清洁涂层的之间的附着力，解决了由于在喷涂工艺之前，在玻璃表面进行丝印和钢化导致喷涂的玻璃正面被污染，以及钢化后油墨和玻璃牢固的结合在一起而难以完全去除的问题；且本发明针对目前使用的玻璃易清洁涂层大部分为氟素涂层，氟素涂层中的涂料和玻璃表面会羟基化学反应，使涂层和玻璃牢固的结合的特点，采用等离子对玻璃表面进行活化处理，增加了玻璃表面的羟基含量，使得玻璃表面含有更多的羟基可以与易清洁涂料发生缩水反应，进一步增加易清洁涂层和玻璃之间结合力，从而增加易清洁涂层的寿命。
优选地，步骤(1)所述碱洗的具体方式为采用碱液对玻璃表面进行擦拭。
优选地，所述碱液按照质量百分含量包括如下组分：有机活性聚合物5～10％、氟素表面活性剂1～5％、促进剂1～5％、润滑剂2～5％、渗透剂3～6％和水69～82％。
其中，所述有机活性聚合物可以为5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％或9.5％等。
所述氟素表面活性剂可以为1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等。
所述促进剂可以为1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等。
所述润滑剂可以为2.3％、2.6％、2.9％、3.1％、3.4％、3.7％、4％、4.3％、4.6％或4.9％等。
所述渗透剂可以为3.3％、3.6％、3.9％、4.2％、4.5％、4.8％、5.1％、5.4％或5.7％等。
所述水可以为71％、73％、75％、77％、79％或81％等。
优选地，步骤(1)所述碱洗后玻璃表面的接触角不大于10°，例如9°、8°、7°、6°、5°、4°、3°、2°或1°等。
作为本发明的优选技术方案，选择有机活性聚合物质量百分含量为5～10％、氟素表面活性剂质量百分含量为1～5％、促进剂质量百分含量为1～5％、润滑剂质量百分含量为2～5％、渗透剂质量百分含量为3～6％和水质量百分含量为69～82％组成的碱液对玻璃表面进行擦拭，可以使得碱洗后玻璃表面被清洗十分干净，达到亲水状态，测试得到接触角不大于10°。
优选地，步骤(1)所述研磨采用研磨机进行。
优选地，步骤(1)所述研磨后玻璃表面的接触角不大于5°，例如4.5°、4°、3.5°、3°、2.5°、2°、1.5°、1°或0.5°等。
作为优选技术方案，采用研磨机对玻璃表面进行研磨处理，目的是为了使玻璃表面更加光滑，进一步去掉玻璃表面污渍，研磨后玻璃表面的接触角不大于5°。
优选地，步骤(1)所述冲洗采用纯净水进行。
优选地，步骤(1)所述冲洗结束后还包括烘烤的步骤。
优选地，所述烘烤后玻璃表面的接触角为0°。
优选地，步骤(1)所述等离子处理为线性等离子处理。
优选地，步骤(1)所述等离子处理使用的气源为氮气。
优选地，步骤(1)所述等离子处理后的玻璃表面含有羟基。
优选地，步骤(2)所述喷涂采用双喷嘴喷枪进行。
优选地，所双喷嘴喷枪的喷枪直径为0.3～0.5mm，例如0.32mm、0.34mm、0.36mm、0.38mm、0.4mm、0.42mm、0.44mm、0.46mm或0.48mm等。
优选地，所述双喷嘴喷枪的喷枪高度为35～40mm，例如35.5mm、36mm、36.5mm、37mm、37.5mm、38mm、38.5mm、39mm或39.5mm等。
优选地，所述双喷嘴喷枪的雾化压力为0.8～1kg·f/cm2，例如0.82kg·f/cm2、0.84kg·f/cm2、0.86kg·f/cm2、0.88kg·f/cm2、0.9kg·f/cm2、0.92kg·f/cm2、0.94kg·f/cm2、0.96kg·f/cm2或0.98kg·f/cm2等。
优选地，步骤(2)所述喷涂处理后还包括烘烤的步骤。
作为优选技术方案，所述喷涂工艺包括如下步骤：
(1)采用含有5～10％有机活性聚合物、1～5％氟素表面活性剂、1～5％促进剂、2～5％润滑剂、3～6％渗透剂和69～82％水的碱液对玻璃表面进行擦拭，使得碱洗后玻璃表面的接触角不大于10°，再采用研磨机对玻璃表面进行研磨，使研磨后玻璃表面的接触角不大于5°，再采用纯净水进行对玻璃表面进行冲洗和烘烤，使得烘烤后玻璃表面的接触角为0°，最后对玻璃表面进行线性等离子体处理，处理气源为氮气，使等离子处理后的玻璃表面含有羟基，完成所述玻璃表面的前处理；
(2)采用喷枪直径为0.3～0.5mm、喷枪高度为35～40mm以及雾化压力为0.8～1kg·f/cm2的双喷嘴喷枪将易清洁涂料喷涂在前处理后的玻璃表面，烘烤，完成所述玻璃表面的喷涂工艺。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的玻璃表面的喷涂工艺包括对玻璃表面进行前处理以及喷涂易清洁涂料的步骤，所述前处理包括依次对玻璃表面进行碱洗、研磨、冲洗以及等离子体处理的组合，先采用上述前处理工艺的组合，可以使得玻璃表面完全亲水，彻底去除了丝印油墨的残留，碱液处理可以使得玻璃表面完全清洗干净，搭配打磨处理，可以进一步去除玻璃表面的杂质，使得玻璃表面相对较粗糙，进而有助于提高玻璃表面与清洁涂层的的附着力，所述前处理工艺解决了由于在喷涂工艺之前，玻璃背面的丝印和钢化导致喷涂的玻璃正面被污染，以及钢化后油墨和玻璃牢固的结合在一起，无法判断是否完全去除的问题。
(2)本发明采用等离子对玻璃表面的活化处理，可以增加玻璃表面的羟基含量，更多的羟基和涂料做缩水反应，进一步增加涂层和玻璃的结合力，从而增加涂层寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，所述喷涂工艺包括如下步骤：
(1)采用碱液(由质量百分含量为7％的有机活性聚合物(由60％的烷基酚聚氧乙烯醚和40％的烷基苄氧化铵组成)、4％的全氟辛酸钾、1.5％的羟甲基纤维素钠、4.5％的脂肪酸酰胺、3％的脂肪醇聚氧乙烯醚和80％的水组成)对玻璃表面进行擦拭，再采用研磨机对玻璃表面进行研磨，再采用纯净水进行对玻璃表面进行冲洗和烘烤，，最后对玻璃表面进行线性等离子体处理，处理气源为氮气，使等离子处理后的玻璃表面含有羟基，完成所述玻璃表面的前处理；
(2)采用喷枪直径为0.4mm、喷枪高度为37mm以及雾化压力为0.9kg·f/cm2的双喷嘴喷枪自动将易清洁涂料(大金、OPTOOLUD120)喷涂在前处理后的玻璃表面，烘烤，完成所述玻璃表面的喷涂工艺。
实施例2
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中碱洗的碱液由(山口科技、P3)组成，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
实施例3
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别仅在于，采用单喷嘴喷枪替换步骤(2)中双喷嘴喷枪，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
实施例4
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别仅在于，采用手动喷枪替换步骤(2)中双喷嘴喷枪，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
对比例1
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别仅在于，步骤(1)没有进行研磨的步骤，直接进行冲洗，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
对比例2
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别仅在于，步骤(1)没有进行等离子处理的步骤，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
对比例3
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别在于，步骤(1)中碱洗的碱液由(山口科技、P3)组成且步骤(1)没有进行研磨的步骤，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
对比例4
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别在于，步骤(1)中没有碱洗和研磨的步骤，直接进行冲洗，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
对比例5
一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其与实施例1的区别在于，步骤(1)中没有碱洗、研磨以及等离子处理的步骤，直接进行冲洗，其他工艺参数和步骤均与实施例1相同。
性能测试：
水接触角测试：试验测试的所有接触角为静态接触角，在被测表面上随机选择至少两个位置进行测量，使注射器针头贴住被测表面，并且被测表面处于水平位置；操纵注射器，将体积在0.02～0.05mL范围内的液滴滴到表面上，形成前进角；针头应保持浸没在液滴内，并且位于液滴中心。在松开注射器的柱塞时应特别注意，运动不能传递给柱塞，以免引起液滴的任何收缩。在选定的每一个位置，在液滴尺寸连续增大过程中两次测量前进角，每次分别在液滴左、右两侧测量前进角(每个液滴共测量四个前进角)。如果两组数据中左侧与右侧的测量结果之间存在一致性的差异，最好在进一步操作前调整台板使之水平。静态角需迅速测量以减少样品暴露于环境中可能引起的污染。应避免将样品存贮于塑料容器和带有塑料或者塑料做衬底的容器中。在测量不同的样品前，应将注射器和针头仔细清洗干净。
(1)碱洗后：测试步骤(1)碱洗后玻璃表面的水接触角；
(2)研磨后：测试步骤(1)研磨后玻璃表面的水接触角；
(3)烘烤后：测试步骤(2)烘烤后玻璃表面的水接触角；
(4)耐碱性：配制5±1％的碳酸钠溶液，在常温下浸泡喷涂完成易清洁涂料的玻璃样品24h，取出后使用清水冲洗，无纺布擦拭干净，测试水接触角；
(5)耐温性：将喷涂完成易清洁涂料的玻璃样品放置于230±3℃的烤箱环境中8h，取出冷却60min后，使用清水冲洗后，无纺布擦拭干净，测试水接触角；
(6)耐摩擦性：以10N的力，使用犀牛0000号钢丝绒擦试喷涂完成易清洁涂料的玻璃样品面板涂层，行程50mm，60次/分钟，往返算一次，共擦拭3000次，将表面清洗擦拭干净后，测试水接触角；
(7)耐水煮性：将喷涂完成易清洁涂料的玻璃样品侧放在容器中进行水煮，浸入水中部分高度不低于150mm，保持水沸腾状态2h，取出冷却30min后，无纺布将水擦拭干净，测试涂层水接触角；
需要说明的是，碱洗后、研磨后以及烘烤后测试的均是玻璃表面的水接触角，因此，水接触角值越小，说明玻璃表面亲水性越好；而耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性均测试的是喷涂完自清洁涂料后玻璃表面的水接触角，水接触角越大，说明易清洁涂料与玻璃表面的粘附性能越好，进而说明耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性较好。
按照上述测试方法对实施例1～4和对比例1～5提供的样品进行测试，测试结果如表1所示：
表1
根据表1数据可以看出：采用实施例1～4提供的喷涂工艺在前处理结束后玻璃表面的水接触角较低，说明其亲水性较好；而喷涂完易清洁涂料后耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性测试的水接触角较高，说明玻璃表面具有优异的耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性能。
比较实施例1、对比例1和对比例3可以发现，前处理中没有进行研磨步骤的玻璃表面喷涂完易清洁涂料后水接触角有所降低，进而说明其耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性均有所下降；进一步比较实施例1和对比例4可以发现，前处理中没有碱洗以及研磨处理完的玻璃表面喷涂完易清洁涂料后水接触角有大幅度降低，说明玻璃表面的耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性均有大幅度降低。
比较实施例1和对比例2可以发现，前处理过程中没有进行等离子处理步骤的玻璃在喷涂自清洁涂料前表面的水接触角虽然可以达到0°，具有良好的亲水性，但是由于没有进行等离子处理，进而后续与自清洁涂料粘结较差，进而耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性较差；进一步比较实施例1和对比例5可以发现，前处理中没有碱洗、研磨以及等离子处理的步骤得到的玻璃表面的水接触角很大，说明其亲水性较差，进而喷涂完易清洁涂料后，其表面的耐碱性能、耐温性能、耐摩擦性以及耐水煮性同样很差。
进一步比较实施例1和实施例2可以发现，采用现有技术中提供的碱液对玻璃表面进行擦拭后玻璃表面的水接触角＞10°，进而导致后续前处理结束后玻璃表面的水接触角较大，证明玻璃表面的亲水性较低。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种厨房电器用玻璃表面的喷涂工艺，其特征在于，所述喷涂工艺包括如下步骤：
(1)对玻璃表面依次进行碱洗、研磨、冲洗以及等离子体处理，完成所述玻璃表面的前处理；
(2)将易清洁涂料喷涂在前处理后的玻璃表面，完成所述玻璃表面的喷涂工艺。
2.根据权利要求1所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(1)所述碱洗的具体为采用碱液对玻璃表面进行擦拭；
优选地，所述碱液按照质量百分含量包括如下组分：有机活性聚合物5～10％、氟素表面活性剂1～5％、促进剂1～5％、润滑剂2～5％、渗透剂3～6％和水69～82％。
3.根据权利要求1或2所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(1)所述碱洗后玻璃表面的接触角不大于10°。
4.根据权利要求1～3任一项所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(1)所述研磨采用研磨机进行；
优选地，步骤(1)所述研磨后玻璃表面的接触角不大于5°。
5.根据权利要求1～4任一项所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(1)所述冲洗为纯净水清洗。
6.根据权利要求1～5任一项所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(1)所述冲洗结束后还包括烘烤的步骤；
优选地，所述烘烤后玻璃表面的接触角为0°。
7.根据权利要求1～6任一项所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(1)所述等离子处理为线性等离子处理；
优选地，步骤(1)所述等离子处理使用的气源为氮气；
优选地，步骤(1)所述等离子处理后的玻璃表面含有羟基。
8.根据权利要求1～7任一项所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(2)所述喷涂为自动喷涂；
优选地，所述自动喷涂采用双喷嘴喷枪进行；
优选地，所双喷嘴喷枪的喷枪直径为0.3～0.5mm；
优选地，所述双喷嘴喷枪的喷枪高度为35～40mm；
优选地，所述双喷嘴喷枪的雾化压力为0.8～1.0kg·f/cm2。
9.根据权利要求1～8任一项所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(2)所述喷涂处理后还包括烘烤的步骤。
10.根据权利要求1～9任一项所述的喷涂工艺，其特征在于，所述喷涂工艺包括如下步骤：
(1)采用含有质量百分含量为5～10％有机活性聚合物、质量百分含量为1～5％氟素表面活性剂、质量百分含量为1～5％促进剂、质量百分含量为2～5％润滑剂、质量百分含量为3～6％渗透剂和质量百分含量为69～82％水的碱液对玻璃表面进行擦拭，使得玻璃表面的接触角不大于10°，再采用研磨机对玻璃表面进行研磨，使玻璃表面的接触角不大于5°，再采用纯净水进行对玻璃表面进行冲洗，烘烤，使得烘烤后玻璃表面的接触角为0°，最后对玻璃表面进行线性等离子体处理，处理气源为氮气，使玻璃表面含有羟基，完成所述玻璃表面的前处理；
(2)采用喷枪直径为0.3～0.5mm、喷枪高度为35～40mm以及雾化压力为0.8～1.0kg·f/cm2的双喷嘴喷枪将易清洁涂料自动喷涂在前处理后的玻璃表面，烘烤，完成所述玻璃表面的喷涂工艺。
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