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紫外固化粉末的工艺和优点,看这篇文章就够了
2021年04月07日    阅读量:756    新闻来源:杜鹏Willy 光固化新材料  |  投稿

紫外固化粉末的工艺和优点,看这篇文章就够了 360资讯网,ChinaNews360.com

UV固化粉末涂料缩短了MDF的加工时间

原作者:劳拉·科普兰(Lara Copeland),特约作者,《UV+EB技术》杂志

编译:杜鹏 润奥化工


关键词:紫外固化 粉末涂料 MDF 中密度纤维板 木材


同样位于俄亥俄州的克利夫兰(Cleveland)市,并占据了相邻建筑物的Keyland聚合物和DVUV这两家公司已经找到了远超他们空间接近程度的合作方式。作为在应用于中密度纤维板(MDF)上紫外固化粉末涂料的创新者,DVUV专注于零售、商店固定装置、POP显示屏、医疗保健、教育和办公家具行业的定制粉末涂料组件或零件。


DVUV最大量的应用市场是订制家具涂料在线coatingol.com。这家拥有自动化生产线的中到高批量产品的制造商,也为夹具/显示器、台面、搁板、墙板、橱柜和标牌等产品提供成品组件。Keyland聚合物开发、复配、制造和销售紫外固化粉末涂料给DVUV和其他客户,这些客户对MDF及包括塑料、复合材料、金属和其他材料等基材进行涂装。

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DVUV/Keyland聚合物的营销经理丽贝卡·隆恰克(Rebecca Lonczak)解释说,DVUV并不对天然木材进行涂装,而仅针对MDF基材。因为后者的木材颗粒、密度和水分含量是均匀一致的。


“MDF易于加工,具有均匀同质的表面。天然木材也可以采用粉末涂料来涂装,但饰面可能会不均匀。由于天然木材中树脂和水分含量的变化,可能会出现放气和针孔的问题”,丽贝卡说。


天然木材的密度、纤维、树脂和水分含量因木材类型而异,此外还有生长地点的影响,即使树种相同,每棵树也都是不同的。


由于粉末涂装过程使用热来熔化粉末,即使在较低温度下且暴露时间短,热量也会在天然木材中引起无法控制的反应。这使得粉末涂料涂装天然木材时,要达到均匀一致的表面特别成问题。MDF的紫外固化粉末涂装可产生更一致、视觉上赏心悦目的表面


Keyland聚合物通过将树脂、颜料、高性能添加剂和光引发剂相结合,来生产紫外固化粉末涂料。光引发剂是其中的关键成分,它们吸收高强度紫外线,产生并激活自由基来对涂层进行交联。固化是整个涂层在分子层面的交联,是一个瞬时固化阶段。隆恰克说:“一旦光引发剂暴露在紫外线下,交联就会发生,涂层会立即固化。”


添加剂通过改进或调整特定的性能来增强涂层表面——抗划伤或抗擦伤、光泽和纹理。颜料则产生颜色和不透明性。


紫外固化粉末涂料的生产方式与热固粉末涂料相同,所使用的设备类型也相同——过程包括混合、挤出、冷却、切片、研磨、分级、筛分和包装。


为了达到良好的固化效果,需要使光引发剂的类型和用量,都同紫外光源相匹配,包括紫外能量剂量,强度和波长的恰当组合。


有几种类型的中压汞蒸气紫外灯可用于粉末涂料的紫外固化。汞灯("H"灯)提供短波长(220-320nm)紫外能量,适合清漆和透明色漆的应用。铁掺杂的汞灯("D"灯)提供较长一些波长(320-400nm)的能量,有助于低颜料含量体系的固化。镓掺杂汞灯("V"灯泡)具有长波长(405-440 nm)的强能量输出,是高颜料体系的主力固化设备。长波长能量可以穿透较厚涂层以及颜料着色体系的紫外固化粉末涂料。

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MDF初始工件在粉末涂装过程中被紫外固化

DVUV紫外固化粉末涂料的工艺流程速度很快。隆恰克解释道:"这是一个20分钟的单步工艺流程,就能将MDF初始工件变成成品工件,然后随时可以打包发货。


首先,工件被悬挂在生产线上,通过喷压缩空气来清除加工过程中残留的灰尘颗粒。在粉末涂装之前通常不再需要表面打磨。接下来,MDF工件进入低温预热烤箱一分钟。隆恰克补充说:"这使板材在涂装之前排气,并将MDF中的水分带到表面,从而使板材可导电以便吸附住粉末涂料。


然后,使用自动喷枪系统将紫外固化粉末涂料静电涂布上去。再将粉末在低温烤箱中熔化或凝胶,时长一分钟。一旦熔化后,工件在紫外灯照射下就会立即固化。不到20分钟时间,工件的加工就已彻底完成,并可以马上进行包装并发货给到客户。


紫外固化粉末涂料早在20多年前就被开发出来,作为热固化粉末涂料的替代品。热固化需要在高温下(约400°F/204°C),耗时10-30分钟或更长时间才能完成。处理加工的时间更长,而且在下一步操作处理前还需要额外的冷却时间。


正如隆恰克所指出的,紫外固化相比热固化的主要优点在于时间和温度方面。紫外固化粉末涂料和热固化粉末涂料的静电粉末涂装工艺完全相同,然而,熔融/流动和固化过程,是在功能上将两者区分开来的重要不同特点。


紫外固化过程是瞬时完成的。在进行紫外固化之前,它只需用220-240°F(104-116°C)的温度进行短暂的一分钟预热,来达到熔化/流平粉末涂料即可。这使其具有了显著缩短工艺时间以及降低整体温度的优点,让紫外固化粉末涂料工艺在MDF加工制造方面显得非常重要。“过度的加热和暴露时间,可能导致板材开裂以及其他缺陷,” 隆恰克指出。


粉末涂料带来了一些挑战,但DVUV已经掌握了克服这些挑战的措施和手段。湿度和温度的变化会影响到工艺成功与否,但通过在温度可调节的工厂内进行工艺控制操作,使得这一问题很容易得到处理。加湿器可确保MDF板在粉末涂装之前保持正确的水分含量


DVUV对首次运行时的参数设置和测试,也确保了生产出稳定一致的产品。DVUV对每个环节的运转,都是根据客户对工件的参数要求来定制的。隆恰克总结道:"线速度、喷枪距离和加工温度,对于我们运行的每个项目都不同而且是经过修正的。

生产团队除了在运行期间进行检查以确保质量外,还同时设置了试运行步骤。对成品工件的质量控制,包括一系列的破坏性和非破坏性测试:

  • 将工件表面与标准件进行目视检查的对比

  • 托克测厚仪测试(测量涂层厚度)

  • 光泽读数

  • 耐MEK溶剂测试


 "我们的生产团队在出现质量或工艺问题时,还有预防性维护、溯源分析和纠正行动计划。"


DVUV的粉末涂装MDF的未来是光明的。政府和监管机构正在限制或取消使用溶剂型的液态涂料。


水性液态涂料难以在MDF上使用,这使得紫外固化粉末涂料成为MDF的理想加工方案。


紫外固化粉末涂料无溶剂,无毒,不含挥发性有机化合物(VOC)或有害空气污染物。生产操作不需要特别许可。


DVUV正在见证来自于家具和MDF组件制造商的需求的增加,而这些制造商们正在寻求一个高质量、对环境有利并具有成本效益的成品MDF组件的可靠供应商。


标签:工业涂料产品资讯涂装应用技术中心粉末涂料
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