静电粉末喷涂工艺的新应用

作者：裕东（中山）机械工程公司 龚永谦

欢迎访问e展厅 展厅 7 喷涂/清洗/表面工程展厅 PVD涂层设备, 电镀设备, 热镀锌设备, 超声波清洗机, 静电喷粉机, ... 众所周知，静电粉末喷涂工艺自60年代诞生以来，几乎是100％应用于金属表面涂装。虽然很久以来许多粉末制造厂商、设备供应商均声称“静电粉末喷涂能运用于非金属表面”，但能形成工业化生产的产品，均没有出现。进入90年代末，随着粉末涂料和喷涂设备的发展，使静电粉末喷涂工艺应用于非金属表面成为一种可能性。针对非金属材料的涂装，裕东高廷仕及英国依路达在近二年的时间内，致力于中密度纤维板(MDF)的静电粉末喷涂，并已进入工业化生产成为现实。本文主要介绍目前在喷涂MDF方面的最新情况，以促进我国的静电粉末喷涂技术的发展。 1．静电粉末喷涂的相关因素 静电粉末喷涂就是将粉末涂料，通过静电作用涂敷在彼涂物体上，并通过一定时间温度的烘烤形成涂层的过程。在此工艺中所涉及的因素有彼涂物件、粉末涂料、喷枪、烘烤设备等。对这些因素进行分析有助于对整个工艺的理解。 2．被涂物件的确认 从经济角度讲，被涂物件音定是大宗商品。除金属外，木材、塑料应在选择之列。其中塑料由于目前阶段耐温问题，暂时无法考虑的。对于木材来说，MDF(中密度纤维板)成为首选。原因有：作为静电粉末喷涂要求材料具导电性，而木材是一种吸湿性材料，即会与周围环境交换水分，经过一定的时间，它会在一定的温度下吸收特定环境中的水分，从而达到平衡。因此通常情况下，木村制成品的含水量会与当地气候保持适当的平衡。可以认为通过对于木制品基材含水量的调整，可使木材成为接近或相当于导体状态。MDF是木材制品，同样具备上述特点。另外MDF作为符合环保的绿色建材，其应用量巨大，并且在木质人造板中的增长也非常快。而且MDF是作为大规模工业化生产的产品，其产品具有质量稳定和产品工艺的可调性也是重要因素。正是这些因素促成我们认为MDF成为粉末喷涂的首选。 3．粉末涂料的技术进步 热固性粉末涂料长期以来，一直受到固化温度(常规固化温度为180℃，20min)的影响，使工艺应用范围受到限制。近年以来，越来越多的低温固化粉末涂料已面世。据有关报道已可制备120℃ x20min固化的粉末，当然低温固化粉末尚存在贮存稳定性差等问题，一定程度上制约了应用范围。相信在不久会有改善。在MDF板材喷涂中，采用的粉末有紫外线固化型和超低温固化型等。据报道 DSM公司已发表了马来酸／乙烯基醚系紫外线固化粉末涂料的资料，其涂装对象是针对MDF。而目前依路达公司运用于MDF(中密度纤维板)的为环氧／聚酯类混合粉末，其固化温度控制在一般油漆的最大固化温度范围内(150℃)内。 4．静电粉末喷涂设备的新突破 电晕式充电喷枪经历了电压充电、电流充电、总能量控制充电(T．E．C)等几个阶段。前两种充电方式使喷涂的工件限于金属类零件， 而采用 “TEC总能量控制充电” 技术 (TOTAL ENERGY CONTROL)则突破了上述局限。其技术主要在于当喷枪和工件(接电点)的距离变化时，能同时自动调整电流和电压以保持总充电能量，有效地控制粉末的带电量，确保上粉效率。其具体的喷涂距离与电流及电压的变化见图一。 5．烘烤设备 对于超低温固化型粉末，通过运用特种烘道(高廷仕报告中所提的 IR固化烘道)加以固化 并且消除 MDF在连续高温状态下产生的挥发成分。即在烘道内部将挥发物消耗掉，同时保证固化温度稳定在工艺温度。这有别于紫外线(UV)固化，紫外线固化是先使用红外线灯使粉末熔融流平(100℃以下)，然后用紫外线灯幅照数秒固化成膜。 综合上述几点，MDF的静电粉末喷涂(超低温固化)工业化生产开始于九十年代末，1999年8月英国第一条全自动MDF板材专用生产线成功投产。可以预见在未来二、三年内，MDF喷粉工艺将有一个迅猛的发展。当然对于MDF喷粉工艺今后需加以改进的方面有：涂料方面的固化低温化(包括UV固化粉末的进一步开发利用)；涂料品种的多样化；通过选用具 TEC充电技术的喷枪和改造现有固化设备，从而使生产线既能喷涂金属制品又可喷涂MDF等等。同时我们也可预见将有其它非金属制品进入静电粉末喷涂领域。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/10/2004)