MDF人造板粉末静电涂装技术

摘要:介绍了MDF粉末静电喷涂的几种分娩工艺道路，固化工艺和设备的要害问题，以及室温电性活化中波脉冲红外固化粉末静电涂装分娩线的特色。

20世纪40年代人们开端用粉末涂料资料对化工用阀门一类零件进行热涂敷工艺的探究。

50年代德国Geman公司开发成功选用环氧粉末流化床涂敷电机铁芯和管道内壁防腐等运用，走出了粉末装技能工业化分娩运用的第一步。

60年代法国Sames公司发明晰粉末静电涂装技能替代金属制品装饰防腐传统运用的液体涂料工艺技能，拉开了涂装技能革命性飞跃发展的前奏。

近30年来，国内外相继研讨了MDF人工板粉末静电涂装的各种工艺技能：工件预热的静电喷涂工艺，导电漆或导电液前处理的静电冷喷涂工艺，传统的循环热风烘道，中波红外(高红外)+循环热风烘道，中波红外+UV光固化烘道以及相应的UV光固化粉末涂料和低温快固化粉末涂料等。

尽管现在这方面的研讨效果尚不足以为咱们供给类同于今日用在金属制品那样具有经典含义、较完好老练的工艺道路、涂装工艺技能和涂装设备，但这些效果为MDF人工板粉末静电涂装技能终究取得完美运用奠定了坚实基础。

近10年来，国内外商场开端呈现UV粉末涂装和低温固化粉末涂装(国外称之为LTCP技能)的平板家具产品供给，欧美国家首肯了这类绿色环保家具产品将是往后家具行业的干流。

现在，欧美国家已有几条UV光固化粉末静电涂装分娩线投入分娩，但由于其设备出资大(1条分娩线的价格达数千万元人民币)、粉末涂料价格昂贵(1kg粉末在160元以上)、粉末色彩挑选有局限性、工艺操作较杂乱等原因，广泛推广运用此项工艺技能具有必定难度。

选用低温快固粉末静电涂装(LTCP技能)MDF人工板的工艺道路是近期研发的抢手课题。从设备和粉末涂料投人的本钱来看是具有竞赛优势的。

但由于MDF人工木板的基材与金属制品有着很大差异，它的外表细密性差且不耐高温。因此木板外表吸附粉末后在烘道中流平缓固化历程中，关于温度和时刻参数的操控要求非常严厉。

可以说加热烘道是MDF粉末涂装分娩线中最中心、最要害的设备，也是MDF粉末静电涂装工艺的最大技能难题。

MDF板粉末静电喷涂工艺

1.1工艺道路

国内外MDF板粉末静电喷涂研发的几种工艺道路示意图如图1所示。

1.2工艺特色

1.2.1MDF板的电性处理

(1)预热法
使木板受热将板内水分驱逐至外表，让MDF板外表具有导电性而取得静电吸粉才干。预热的办法有以下几种:

a)传统热风加热，为使板温到达135℃。需在190℃炉温下预热20min。

b)中波红外+热风混合式预热炉中预热2min，使板材温度挨近110℃。

c)国外近期开发的燃气明火灼烧MDF板的办法，显着缩短了预热时问，并可除掉板材外表的纤维浮毛，但安全等级偏低。

(2)导电底漆
MDF板喷涂导电底漆可实现在室温下进行粉末静电吸附，这是较为老练的经典办法。但施工周期长，分娩本钱添加并有必定污染。

(3)选用水性导电液对MDF板进行电性处理既便利又环保，可是现在商场供给的这类产品不多。

1.2.2MDF板的粉末熔融流平

现在研发的MDF板粉末静电涂装分娩线中，大大都烘道都选用红外十热风办法进行熔融流平工序。

传统的单一热风加热办法由于不能取得优异流平功能的涂膜正逐渐被筛选。UV光固化烘道也是选用红外加热办法对粉层进行熔融流平处理的。

这种加热办法的长处是可以在2min内使MDF板面温度快速升至150℃以上，能在较短时刻内使粉层快速熔化，黏度敏捷下降而取得杰出的流平效果。

红外加热技能可以选用高红外加热办法，也可选用中波红外加热办法。

1.2.3MDF板的粉末固化

(1)传统循环热风固化的运用
国外烘道选用红外加热技能熔融流平粉末后，再进入循环热风烘道固化，这种固化办法也是卓有成效的办法.但要留意的是运用的MDF板质量有必要习惯低温快固粉末的固化条件这样才干得到完美的MDF粉末涂装的产品。

(2)粉末涂料UV光固化
UV专用粉末配方中含有光敏引发剂。粉末涂层在受热历程中不会发生分子之间的交联反响，因此可以取得最佳流平效果。

只要当涂膜在UV灯照射下，粉末吸收必定强度的UV光照后，光敏引发剂会在瞬间促进粉末快速聚合完结粉末固化。

紫外固化时刻很短，仅需数10秒钟。UV光固化技能、涂料和设备的开发比较老练，UV粉末涂料的种类也比较多。

UV固化设备的中心部件是UV灯，美国Fusion公司的产品在国际上最具知名度，它归于无电极的汞灯，选用微波替代电极发射光波。

它的长处是寿命长，紫外光输出份额高，发动快，可是价格昂贵。产品有”H灯”、"D灯”、和“V灯“，它们发射的波长规模不同，关于不同色彩和涂膜厚度的UV粉末涂料，怎么选用UV灯是很有考究的。

(3)红外+循环热风
红外技能中可分为远红外、中波红外、近红外和高红外，MDF粉末涂装一般都选用中波红外加热技能.高红外和近红外的研讨运用也有报导，它们的加热才干大，加热速度迅猛，在工艺操控上要求严厉，操作上有难度。

远红外技能的运用在20世纪60年代曾风行全国，因其加热元件发射功率的单位能量密度偏低，在MDF板加热中运用得较少，中波红外加热元件是各种红外加热设备的首要加热部件。

中波红外辐照能量大部分只能被物体外表吸收，这正是MDF板熔平固化粉末涂料所须要的最佳加热办法，既能快速固化MDF外表涂膜而又不损害MDF基材。

中波红外辐照元件外表温度在900℃时发射能量的波长分配为:2微米占13%；4微米占46.4%；4微米占40.6%。

中波红外辐照元件在烘道中首要供给辐照能量，一起也发生部分热能温度场，怎么利用好MDF粉末涂装线的红外烘道中这部分温度场的热能，这也是须要研讨的内容之一。

各种分娩线的平面布置

MDF粉末静电涂装分娩线示意图见图图6。

本项目LA-1400型MDF选用的是室温电性活化中波脉冲红外固化粉末静电涂装分娩线，其特色在于:

(1)平面布置
a)喷粉室选用主动喷粉枪。
b)粉尘采纳二级收回.全程主动过筛收回送人供粉中心。
c)喷粉前MDF板选用SY型水性导电液进行电性活化处理。
d)分娩线工件分娩运转的速度为3m/min左右。
e)MDF工件出烘道口时的板温100℃。

(2)中波红外脉冲加热烘道
f)烘道发动作业的升温时刻30min。
g)工件在烘道中固化时刻为8min。

(3)C系列MDF快固粉末涂料
它是专门为LT-1400型涂装分娩线配套运用研发的环氧聚酯快固粉末。

MDF粉末涂装的技能难点

3.1MDF板的静电吸粉

以往以为木材导电率低是MDF静电吸粉的首要妨碍，事实上低的导电率尽管会影响MDF的静电吸粉才干。

但并不是最重要的，即便底材的电阻值到达1x101x1011Ω依然可以进行静电涂装，当然这种静电吸粉才干的状况是不稳定的。

室温下规范的MDF板材的电阻值为1x1012Ω，经过预热很简单提高板材外表的导电率而坚持杰出的吸粉才干。

可是怎么操控好不同厚度的板材在不同环境下的预热温度和时刻非常重要，既要保证板材内部有足量的水格外逸至板材外表，又不能使内部失水过多破坏了板材含水量的平衡，防止发生涂装后的MDF板在寄存历程中因吸湿发生开裂或变形等弊端。

水性导电液处理后，MDF板材外表含水率的增值约0.1%,因此可以防止预热办法带来的质量危险，但没有阅历四季改变和南北区域环境差异的检测。

3.2固化工艺和设备

固化工艺和设备是LTCP涂装技能有必要霸占的中心技能。粉末涂装运用于MDF木板涂装还存在一些艰难，现在要害设备是中波红外加热固化炉（见图7）。

其最大的问题是固化不均匀，特别是旁边面固化不充分，外表有些当地固化不完全。

处理这个问题在国内尚归于前沿技能，尽管经过预先效果原理，周期性效果原理和物场模型等提出了5个处理方案，但验证实验都未到达预期效果。

从图图图5也可以看到，红外加热都是与UV烘道或许循环热风烘道组台在一起用于MDF粉末涂装分娩线固化工艺中的。

3.3低温快固粉末涂料

粉末涂料的固化温度和速度是LTCP涂装技能须要霸占的另一个要害技能难点。固化温度低，固化速度快的粉末涂料当然有利于MDF的涂装，但假如其归纳功能的和谐不抱负，将会给分娩、运送、储存和涂膜平坦性带来问题。

现在商场上已有纯环氧低温快固粉末产品供给，但由于耐黄变性差，不宜用作为MDF板的装饰性涂料。

环氧聚酯粉末涂料作为户内MDF家具板的涂装是比较适宜的，有关这方面的专利和报导不少但大都粉末的固化温度还稍偏高或许固化时刻偏长，这在涂装施工中给设备要求和工艺操作带来压力。

纯环氧低温快固粉末涂料在国内有不少产品但并不舒服用于MDF的装饰涂装。环氧聚酯低温固化粉末涂料以广州电科院和TIGER公司的产品在MDF粉末涂装运用方面具有代表性.表1列出了几家公司供给的环氧聚酯低温固化粉末涂料产品的固化条件。

表1中所列的固化条件数据是在传统循环热风烘道中取得的，可以用作产品的固化工艺参数来编制工艺规程，但在红外辐照加热烘道中就比较杂乱了。

由于MDF板处于辐照场和温度场的两层效果下，其间辐照场又起着主导效果，烘道中加热元件发射波的波峰与涂料吸收峰的匹配程度，与粉末的吸热升温速度有着密切关系。

表2列出了粉末涂料高分子结构中的一些基团的吸收峰波长，尽管这些基团组成的高分子树脂是粉末料配方中的首要成份，但配方中还有多种其他成份。

这些混合物固化后构成的网络结构体远比上述基团杂乱得多，因此在红外辐照场中网络体系中分子的吸收峰值和分子共振运动的特性也会杂乱得多，这方面的研讨报导不多。

所以研讨开发适用于红外辐照的抱负粉末涂料不仅是当时须要霸占的技能课题，而且也将是往后MDF板粉末涂料技能中最为活泼的研讨课题。

结语

(1)MDF粉末涂装是新式的研讨范畴，尽管当时已取得了一些技能发展，而且开端投人商业分娩运用，为商场供给了绿色环保的家具新产品。

但这仅仅是又一次粉末涂装技能飞跃发展的开端，跟着技能研讨的深化，分娩实验的累积，必定会在涂装范畴中开创出越来越好的局势。

(2)研讨涂装工艺技能的终端方针是保证粉末涂装的MDF产品功能到达家具行业规范的要求。

在这个前提下，对粉末涂料和涂装设备提出了相应的要求，这些要求相互配合，互相互补，因此在较短时刻内取得了较为满意的全体处理方案。

可为家具制造商供给LA-1400粉末涂装分娩线、涂装工艺技能和C系列专用快固粉末等全体处理方案。

(3)涂装分娩经过多种类、多批次、不同色彩的批量涂装分娩查核标明LA-1400型涂装分娩线运转状况杰出，到达设备功能规划要求。

C系列粉末涂料的配套运用成果可以满意MDF产品功能要求，样板经国家家具产质量量监督查验中心(广东)和国家装饰装饰资料质量监督查验中心(山东)按GB/T33200《木家具通用技能条件》有关要求取得检测经过。