木板静电喷涂粉末涂料的工艺流程

　　随着我国社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，消费者对木质家居产品的外观质量和环保性能提出了更高的要求。因此，粉末涂料静电喷涂技术开始引起大型家居企业的关注，一些行业领军企业已经开始尝试应用这项技术。

　　粉末涂料静电喷涂技术对于基材均匀性、导电性、热稳定性等方面要求较高，在木质家居产品领域，只有以人造板为基材并且通过合理预处理的部件，才能够实现稳定、低返工率的粉末涂料静电喷涂。系统梳理粉末涂料静电喷涂技术的主要特征以及对人造板基材的性能要求等，为这项技术在木质家居产品领域的进一步推广应用提出建议，以期为业内相关人员提供参考。

　　01

　　粉末涂料静电喷涂工艺流程

　　木质家居产品粉末涂料静电喷涂的工艺流程，如图1所示。木质家居产品粉末涂料静电喷涂的部件，多以板类部件为主，主要分为平板件和造型件两大类。其中，造型件的造型多在板件侧边出现，即在板件侧边通过铣型加工制作拉手结构等造型。根据粉末涂料静电喷涂各工艺环节，可将其分为3段，如图2所示，包括板件机加工、板件预处理和板件喷涂环节。

　　1

　　1.1 板件机加工

　　板件机加工包括开料、铣型、打磨等工序。目前，开料、铣型、平面打磨均由自动化设备完成，而造型部位的打磨则以人工打磨为主。

　　1.2 板件预处理

　　板件预处理常用的方法是利用紫外光固化底漆或水性底漆对板件表面进行涂饰，主要目的是将板件表面进行封闭，防止板件在后续涂层固化过程中受热开裂，同时提高最终产品的表面质量。

　　1.3 板件喷涂

　　1)板件预热

　　板件在经过预热炉预热，表面温度可升至90℃左右。通过加热板件，促进板件内水分向表面迁移，提升板件表面的导电性能，最终提高板件的上粉率。

　　2)板件静电喷涂

　　静电喷枪头部装有金属环或极针作为电极，接通由高压静电发生器产生的负高压后在附近产生大量负电荷。粉末在压缩空气作用下，经过输粉管进入静电喷枪，在经过喷枪头部电极的时候带上负电荷，工件通过金属挂钩接地，工件与静电喷枪之间形成静电场。带负电荷的粉末涂料在电场力与气流的共同作用下，粉末吸附于工件表面，粉末涂料静电喷涂过程如图3所示。

　　在板件静电喷涂过程中，粉末粒径、喷涂距离、供粉气压、静电电压等因素都会对喷涂质量产生影响。研究人员基于粉末涂料粒径分布特性，归纳总结出影响静电喷涂一次上粉率和死角上粉率的主要因素，并探讨了高上粉率应具备的粉末涂料粒径分布特性;采用正交试验方法，分析得出了纤维板粉末涂料静电喷涂最佳工艺参数为喷涂距离150mm、供粉气压0.05MPa，静电电压60kV。

　　3)板件涂层固化

　　中波红外辐射波长最适合粉末涂料的吸收加热，因此目前最常用的涂层固化方式为中波红外辐射加热。

　　针对板件涂层固化，研究人员介绍了一种红外线催化技术配合低温热处理促使粉末涂料在纤维板表面快速、有效地结合固化方法，并指出这种方法的涂饰效果接近于金属材料的粉末涂饰效果。研究人员提出了粉末涂装红外辐射波长与能量匹配技术，并将其应用于人造板粉末涂料静电喷涂涂层固化中。

　　02

　　静电喷涂用粉末涂料

　　粉末主要分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料两大类。人造板静电喷涂主要用的涂料主要为热固性粉末涂料。热固性粉末涂料主要以聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等热固性树脂及相关固化剂为主要成膜物质，在一定温度下溶融流平后，在固化剂作用下，热固性树脂与固化剂反应交联固化并形成涂层。

　　在粉末涂料制备工艺方面，低温快速固化粉末涂料一直是主要的研究方向。目前，人造板静电喷涂用粉末涂料的固化温度为120～150℃，固化时间为3～4min。

　　03

　　粉末涂料静电喷涂对人造板的要求

　　目前，木板静电喷涂应用最多的中密度纤维板和刨花板。对于纤维板而言有一些特别的要求如下：

　　1)纤维板密度宜控制在0.72-0.83g/cm3，在厚度方向上的密度尽可能一致。

　　2)纤维板含水率宜控制在4.5%～7.5%。

　　3)纤维板应具有优良的热稳定性，要求纤维板板件在粉末涂料静电喷涂前的预热以及涂料固化过程中，其侧边无裂纹、开裂现象。

　　04

　　粉末涂料静电喷涂技术

　　在木质家居喷涂中的优势

　　4.1 主要优势

　　粉末涂料静电喷涂技术的主要优势体现在生产过程环保、产品环保且漆膜性能优良、生产效率高3个方面，具体如下：

　　1)生产过程环保。

　　粉末涂料挥发性有机化合物(VOC)含量低于5g/L，在涂装过程中多余粉末涂料可由回收系统收集再利用，利用率达90%左右，满足生产过程环保性能的要求。

　　2) 产品环保且漆膜性能优良。

　　喷涂后产品无溶剂挥发，无刺激性气味;与传统油漆饰面相比，粉末静电喷涂后的膜在硬度、耐磨性、耐湿热、耐干热等方面具有明显的优势;产品表面膜外观质量好，适合现代简约风格木质家居产品的表面涂饰。

　　3) 生产效率高。

　　与传统油漆饰面相比，粉末静电喷涂对工件形状限制小，自动化程度高，生产效率高。

　　05

　　粉末涂料静电喷涂技术

　　在木质家居中的应用建议

　　1)粉末静电喷涂专用纤维板，对板材含水率、密度及其均匀性、热稳定性要进行严格控制;

　　2)板件预处理工艺技术，降低板件预处理工序中VOC释放量，提高板件预处理工序生产效率。

　　3)优化树脂、固化剂等涂料配方，进一步降低涂料固化温度或固化时间，从而减少纤维板过度受热导致的边部开裂现象。

　　4)研发适用于木质家居产品生产的粉末涂料静电喷涂专用生产线。木质家居产品具有大规模、个性化定制的特点，板件尺寸差异大，为充分发挥自动化生产线效能，建议粉末涂料静电喷涂生产线设置多种喷涂单元，不同尺寸规格的板件可自动流转到对应的喷涂单元进行喷涂;针对需要返工的板件，建议配置单独的喷涂单元，以保证生产过程的有序可控。

　　5)创制粉末涂料静电喷涂板件全流程信息追踪系统。

　　6)创制粉末涂料静电喷涂生产线运行参数及板件质量在线检测可视化平台，一方面可以实现粉末涂料静电喷涂生产线以及板件质量的实时监控，另一方面也可通过生产线运行参数与板件质量历史数据的深度学习实现粉末涂料静电喷涂工艺的优化。

　　7)针对木质家居产品粉末涂料静电喷涂技术，研制生产过程全流程管控规范与实施细则，指导家居企业进行科学有效管理。

　　8)通过技术攻关，进一步扩大粉末涂料静电喷涂技术适用的木质材料范围，力争在刨花板、胶合板等木质材料上实现产业化应用。

　　9)在家居产业园区，广泛建设粉末涂料静电喷涂专用工厂，帮助中小型企业推出粉末涂料喷涂家居产品，进一步扩大粉末涂料喷涂家居产品的市场份额。

　　在国家大力推动清洁生产和绿色转型的政策引导下，粉末涂料静电喷涂技术因其市场、环保和经济效益等方面的优势，在木质家居产品领域的应用已逐渐形成规模。本文从人造板基材管理、低温快速固化粉末涂料制备、粉末涂料静电喷涂工艺优化、生产线优化配置与信息化等方面提出了推动粉末涂料静电喷涂技术在家居行业广泛应用的具体建议，希望能对行业从业人员有所启发。