靜電粉末噴涂工藝的新應用

眾所周知，靜電粉末噴涂工藝自60年代誕生以來(lái)，幾乎是100％應用于金屬表面涂裝。雖然很久以來(lái)許多粉末制造廠(chǎng)商、設備供應商均聲稱(chēng)“靜電粉末噴涂能運用于非金屬表面”，但能形成工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品，均沒(méi)有出現。進(jìn)入90年代末，隨著(zhù)粉末涂料和噴涂設備的發(fā)展，使靜電粉末噴涂工藝應用于非金屬表面成為一種可能性。針對非金屬材料的涂裝，裕東高廷仕及英國依路達在近二年的時(shí)間內，致力于中密度纖維板(MDF)的靜電粉末噴涂，并已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)成為現實(shí)。本文主要介紹目前在噴涂MDF方面的最新情況，以促進(jìn)我國的靜電粉末噴涂技術(shù)的發(fā)展。

　　1．靜電粉末噴涂的相關(guān)因素

　　靜電粉末噴涂就是將粉末涂料，通過(guò)靜電作用涂敷在彼涂物體上，并通過(guò)一定時(shí)間溫度的烘烤形成涂層的過(guò)程。在此工藝中所涉及的因素有彼涂物件、粉末涂料、噴槍、烘烤設備等。對這些因素進(jìn)行分析有助于對整個(gè)工藝的理解。

　　2．被涂物件的確認

　　從經(jīng)濟角度講，被涂物件音定是大宗商品。除金屬外，木材、塑料應在選擇之列。其中塑料由于目前階段耐溫問(wèn)題，暫時(shí)無(wú)法考慮的。對于木材來(lái)說(shuō)，MDF(中密度纖維板)成為首選。原因有：作為靜電粉末噴涂要求材料具導電性，而木材是一種吸濕性材料，即會(huì )與周?chē)h(huán)境交換水分，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，它會(huì )在一定的溫度下吸收特定環(huán)境中的水分，從而達到平衡。因此通常情況下，木村制成品的含水量會(huì )與當地氣候保持適當的平衡?？梢哉J為通過(guò)對于木制品基材含水量的調整，可使木材成為接近或相當于導體狀態(tài)。MDF是木材制品，同樣具備上述特點(diǎn)。另外MDF作為符合環(huán)保的綠色建材，其應用量巨大，并且在木質(zhì)人造板中的增長(cháng)也非?？?。而且MDF是作為大規模工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品，其產(chǎn)品具有質(zhì)量穩定和產(chǎn)品工藝的可調性也是重要因素。正是這些因素促成我們認為MDF成為粉末噴涂的首選。

　　3．粉末涂料的技術(shù)進(jìn)步

　　熱固性粉末涂料長(cháng)期以來(lái)，一直受到固化溫度(常規固化溫度為180℃，20min)的影響，使工藝應用范圍受到限制。近年以來(lái)，越來(lái)越多的低溫固化粉末涂料已面世。據有關(guān)報道已可制備120℃ x20min固化的粉末，當然低溫固化粉末尚存在貯存穩定性差等問(wèn)題，一定程度上制約了應用范圍。相信在不久會(huì )有改善。在MDF板材噴涂中，采用的粉末有紫外線(xiàn)固化型和超低溫固化型等。據報道 DSM公司已發(fā)表了馬來(lái)酸／乙烯基醚系紫外線(xiàn)固化粉末涂料的資料，其涂裝對象是針對MDF。而目前依路達公司運用于MDF(中密度纖維板)的為環(huán)氧／聚酯類(lèi)混合粉末，其固化溫度控制在一般油漆的最大固化溫度范圍內(150℃)內。

　　4．靜電粉末噴涂設備的新突破

　　電暈式充電噴槍經(jīng)歷了電壓充電、電流充電、總能量控制充電(T．E．C)等幾個(gè)階段。前兩種充電方式使噴涂的工件限于金屬類(lèi)零件， 而采用 “TEC總能量控制充電” 技術(shù) (TOTAL ENERGY CONTROL)則突破了上述局限。其技術(shù)主要在于當噴槍和工件(接電點(diǎn))的距離變化時(shí)，能同時(shí)自動(dòng)調整電流和電壓以保持總充電能量，有效地控制粉末的帶電量，確保上粉效率。

　　5．烘烤設備

　　對于超低溫固化型粉末，通過(guò)運用特種烘道(高廷仕報告中所提的 IR固化烘道)加以固化 并且消除 MDF在連續高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的揮發(fā)成分。即在烘道內部將揮發(fā)物消耗掉，同時(shí)保證固化溫度穩定在工藝溫度。這有別于紫外線(xiàn)(UV)固化，紫外線(xiàn)固化是先使用紅外線(xiàn)燈使粉末熔融流平(100℃以下)，然后用紫外線(xiàn)燈幅照數秒固化成膜。

　　綜合上述幾點(diǎn)，MDF的靜電粉末噴涂(超低溫固化)工業(yè)化生產(chǎn)開(kāi)始于九十年代末，1999年8月英國第一條全自動(dòng)MDF板材專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)成功投產(chǎn)?？梢灶A見(jiàn)在未來(lái)二、三年內，MDF噴粉工藝將有一個(gè)迅猛的發(fā)展。當然對于MDF噴粉工藝今后需加以改進(jìn)的方面有：涂料方面的固化低溫化(包括UV固化粉末的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用)；涂料品種的多樣化；通過(guò)選用具 TEC充電技術(shù)的噴槍和改造現有固化設備，從而使生產(chǎn)線(xiàn)既能?chē)娡拷饘僦破酚挚蓢娡縈DF等等。同時(shí)我們也可預見(jiàn)將有其它非金屬制品進(jìn)入靜電粉末噴涂領(lǐng)域。