泡沫鋁的粉末靜電噴塗工藝方法
2023-05-11 04:18:01 2
專利名稱：泡沫鋁的粉末靜電噴塗工藝方法
技術領域：
本發明屬於泡沫金屬表麵粉末靜電噴塗技術，主要提出一種泡沫鋁的粉末靜電噴塗工藝方法。
背景技術：
泡沫鋁具有質輕、吸聲、隔熱、阻燃、阻尼、電磁屏蔽以及它同時具備金屬鋁固有的強度、韌性、剛性、耐熱、不燃、傳熱、防火、防潮、可加工和金屬光澤等優異性能，因而在軍事及民用上具有廣闊的應用前景，目前已在鐵路、高速公路、工廠、體育場等防音(噪聲)場合及商場、賓館等作為內外裝飾材料獲得實際應用。在使用泡沫鋁的過程中，人們發現泡沫鋁外觀顏色單一，其色彩在某些使用場合與環境不太諧調，例如在體育場、商場、賓館等作為室內裝飾材料使用時，有些場所要求使用顏色淺、或色彩柔和的泡沫鋁，有些場合要求使用一些莊重、大方、色彩較重的泡沫鋁。為了滿足這些要求，有時施工時在泡沫鋁表面再鑲嵌一層裝飾材料，這樣不僅增加了成本，而且會影響泡沫鋁的原有性能；另外，泡沫鋁的耐蝕性及耐候性也有待提高。目前泡沫鋁表面彩化採用的主要方法有噴漆等液態塗料和粉末熱噴塗兩種方法，這兩種方法存在的缺點是液態塗料易在泡沫鋁孔底流淌，從而造成泡沫鋁的表面塗層薄、孔底厚的不均勻現象；粉末熱噴塗方法也容易造成孔上和孔底塗層厚度的不均勻性。粉末靜電噴塗是金屬防腐、裝飾性塗層的一種新工藝、新技術，是替代液體塗料的噴塗工藝，由於是無溶劑噴塗，因而徹底清除了環境汙染的現象，另外靜電噴塗的塗層附著力、耐腐蝕性、耐衝擊強度、抗紫外線能力要比液體塗層高出幾十倍，而且靜電噴塗與液體噴塗的費效比和能源綜合經濟指標也是極其優越的。粉末靜電噴塗的設備主要有能產生直流高壓的靜電發生器；將粉末噴射出來並將粉末霧化的噴槍；供粉系統和粉末回收系統。其工作原理是被噴塗工件接地為正極，噴槍出粉處接有放電針，噴槍內產生的負高壓通過放電針就會產生電暈放電現象，此時帶負電荷的粉末微粒在靜電和壓縮空氣氣流的作用下，到達工件表面，由於靜電力吸引，使粉末均勻地吸附在工件表面時不會脫落，然後工件進入固化爐流平固化，控制好溫度和時間，最後形成緊密地並和工件結合牢固地均勻光滑緻密的塗層。概括之靜電噴塗技術是將各種色彩、各種功能的塑料粉末通過高壓靜電設備充電，粉末在電場的作用下均勻地吸附在工件表面上，然後經過高溫固化，粉末顆粒就會融化成一層緻密的保護層牢牢附著在工件表面。隨著各種材料的問世，也隨著各種色彩及特殊功能的塑料粉末製備技術的迅速發展，粉末靜電噴塗技術也達到了空前的發展及應用。
泡沫鋁是一種導電的蜂窩結構，因此可以採用粉末靜電噴塗的方法製備塗層。但是由於泡沫鋁的特殊性，其直接採用現有的粉末靜電噴塗工藝存在明顯缺陷，多次試驗表明，採用傳統的粉末靜電噴塗工藝對泡沫鋁表面進行塗裝，噴槍噴出的粉末大部分還沒來得及吸附在泡沫鋁表面就已經脫落，結果導致製備出的塗層厚薄不均勻，另外增大了脫落粉末回收的工作量。
發明內容
本發明的目的是提出一種泡沫鋁的粉末靜電噴塗工藝方法，通過該工藝方法可使泡沫鋁獲得均勻、附著力強的塑料粉末塗層。
本發明提出的粉末靜電噴塗工藝方法是在現有粉末靜電噴塗工藝的基礎上，並經改進後提出，本發明對採用現有工藝方法在泡沫鋁表面進行粉末靜電噴塗所存在的問題進行了認真分析，並經過多次實驗和現場實踐，認為造成泡沫鋁噴塗層不均勻、附著力較差的原因是由泡沫鋁本身的特殊結構所致，泡沫鋁在製備過程中其表面會形成一層三氧化二鋁薄膜，這層薄膜的電阻比一般金屬大，也就是說泡沫鋁的表面導電率比一般金屬都要低，這層較大電阻的三氧化二鋁薄膜在靜電噴塗時會影響電場吸附力，粉末因電場吸附力不夠而不易被吸附在工件上，從而導致噴塗粉末在工件表面不均勻，附著力不強。
本發明所提出的改進工藝在於提高泡沫鋁的自身溫度，使其溫度高於所噴粉末的熔化溫度5～10℃，保溫時間10～20分鐘。即在進行靜電噴塗工序前對泡沫鋁進行加熱處理，並使泡沫鋁在熱狀態下進行粉末靜電噴塗處理。泡沫鋁工件被加熱後，其工件的溫度高於粉末熔化溫度，所以帶電粉末從噴槍出來後，在電場吸附和加熱熔化的雙重作用下，使粉末均勻吸附在工件上。
本發明提出的泡沫鋁表麵粉末靜電噴塗的工藝流程為半成品泡沫鋁→除油→加熱→粉末靜電噴塗→固化→成品泡沫鋁。
除油為了增加塗層與泡沫鋁之間的結合力，靜電噴塗前泡沫鋁表面必須進行除油處理。由於泡沫鋁表面是不規則的盲孔結構，普通的除油方法常常會因為除油後水衝洗不乾淨導致泡沫鋁發生腐蝕，由此本發明採用丙酮、汽油或煤油等易揮發的溶劑進行超聲波清洗除油，使微孔裡的溶劑能慢慢揮發出來，對泡沫鋁不會造成腐蝕。除油後，在空氣中須至少放置一天時間，然後進入下道加熱工藝。超聲波清洗機的頻率為40～59kHz，時間3～10分鐘。
泡沫鋁進行超聲波除油的原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區形成、生長，而在正壓區迅速閉合。在這種被稱之為「空化」效應的過程中，氣泡閉合可形成超過1000個氣壓的瞬間高壓，連續不斷地產生瞬間高壓就象一連串小「爆炸」不斷地衝擊物件表面，使泡沫鋁的表面及孔隙中的汙垢迅速剝落，從而達到工件表面淨化的目的。除油後，將工件從溶劑中取出，殘餘在盲孔裡的揮發性溶劑還能慢慢揮發出來，對泡沫鋁不會造成腐蝕。因此，除油後，工件須在空氣中至少放置一天時間，然後進入下道工序。
加熱由於泡沫鋁表面具有一層三氧化二鋁薄膜且其電阻較一般金屬大，須在清洗除油後對泡沫鋁進行加熱處理，加熱溫度高於所噴粉末的熔化溫度5～10℃，保溫時間10～20分鐘。加熱後，泡沫鋁須在熱狀態下進行粉末靜電噴塗。泡沫鋁工件加熱溫度應略高於粉末熔化的溫度，即工件加熱的溫度＝粉末熔化的溫度+5～10℃，選擇為170～220℃，保溫時間10～20分鐘。多次試驗表明，低於此溫度段，噴塗層的表面效果不好，即厚薄同樣不均勻，因為低於粉末的熔化溫度，就起不到進一步吸附粉末、熔化粉末的作用；高於該溫度段，不僅浪費能源，而且有可能影響到泡沫鋁的其它性能。
粉末靜電噴塗工序本發明工藝方法中其粉末靜電噴塗工序與現有工藝相同。用於靜電噴塗的粉末塗料一般是以樹脂為基料，配以固化劑、顏料、填料和其它原料而得到的配方材料，製備彩色泡沫鋁的粉末塗料主要是以環氧樹脂為基料的熱固性樹脂。將各種彩色塑料粉末通過高壓靜電設備充電，粉末在電場的作用下均勻的吸附在熱的泡沫鋁工件表面上，由於泡沫鋁表面溫度稍高於粉末熔化的溫度，所以噴塗後，粉末在靜電吸附和熱熔化的雙重作用下，大部分已吸附在工件上，然後再經過高溫固化，固化溫度160～210℃，固化時間10～30分鐘。粉末顆粒就會熔化成一層均勻光滑緻密的保護層牢牢附著在泡沫鋁工件的表面。
在噴塗時要注意以下問題1、在噴塗前須將施工設備徹底清除乾淨，以避免混粉所造成的顏色不一致。
2、施工設備和施工環境必須保持清潔，避免灰塵混入而造成工件表面出現顆粒。
3、粉末使用前須經過140目篩。
4、靜電噴塗電壓在50～100kv範圍內調整，噴粉氣壓為0.5～1.5kg/cm，噴槍口與工件之間的距離保持在150～300mm之間。
泡沫鋁表面經本發明的粉末靜電噴塗工藝處理後，外觀質量美觀，顏色豐富多彩，且塗層仍具有金屬光澤，孔上和孔底塗層厚度均勻，塗層附著力及機械強度較強，而且泡沫鋁的原性能保持不變。
具體實施例方式
給出本發明實施例，但不構成對本發明的任何限制實施例1普蘭色泡沫鋁的製備方法將泡沫鋁工件放在盛有丙酮溶劑的超聲波清洗機中進行除油處理，頻率為40kHz，時間5分鐘。除油後，放置一天，然後在烘箱中加熱到190℃，保溫10分鐘；然後立即進行噴塗，所噴粉末名稱為316，固化條件為同化溫度180℃，固化時間15分鐘。
實施例2深灰色泡沫鋁的製備方法將泡沫鋁工件放在盛有丙酮溶劑的超聲波清洗機中進行除油處理，頻率為40kHz，時間5分鐘。除油後，放置一天，然後在烘箱中加熱到190℃，保溫10分鐘；然後立即進行噴塗；所噴粉末名稱為448，固化條件為固化溫度180℃，固化時間15分鐘。
實施例3土耳其白色泡沫鋁的製備方法將泡沫鋁工件放在盛有丙酮溶劑的超聲波清洗機中進行除油處理，頻率為40kHz，時間5分鐘。除油後，放置一天，然後在烘箱中加熱到190℃，保溫10分鐘；然後立即進行噴塗；所噴粉末名稱為661，固化條件為固化溫度180℃，固化時間15分鐘。
實施例4淺灰色泡沫鋁的製備方法將泡沫鋁工件放在盛有丙酮溶劑的超聲波清洗機中進行除油處理，頻率為40kHz，時間5分鐘。除油後，放置一天，然後在烘箱中加熱到190℃，保溫15分鐘，然後立即進行噴塗；所噴粉末名稱為W1418，固化條件為固化溫度180℃，固化時間18分鐘。
實施例5黑砂紋色泡沫鋁的製備方法將泡沫鋁工件放在盛有丙酮溶劑的超聲波清洗機中進行除油處理，頻率為40kHz，時間5分鐘。除油後，放置一天，然後在烘箱中加熱到200℃，保溫20分鐘；然後立即進行噴塗；所噴粉末名稱為JN3022，固化條件為固化溫度190℃，固化時間20分鐘。
實施例6紅色泡沫鋁的製備方法將泡沫鋁工件放在盛有丙酮溶劑的超聲波清洗機中進行除油處理，頻率為40kHz，時間5分鐘。除油後，放置一天，然後在烘箱中加熱到190℃，保溫15分鐘；然後立即進行噴塗；所噴粉末名稱為R2106-P，固化條件為固化溫度180℃，固化時間15分鐘。
實施例7綠砂紋色泡沫鋁的製備方法將泡沫鋁工件放在盛有丙酮溶劑的超聲波清洗機中進行除油處理，頻率為40kHz，時間5分鐘。除油後，放置一天，然後在烘箱中加熱到210℃，保溫20分鐘；然後立即進行噴塗；所噴粉末名稱為RK307t，固化條件為固化溫度200℃，固化時間20分鐘。
權利要求
1.一種泡沫鋁的粉末靜電噴塗工藝方法，其特徵是對泡沫鋁採用丙酮、汽油或煤油進行超聲波清洗除油；在粉末靜電噴塗工序前對泡沫鋁進行加熱處理，使其溫度高於所噴粉末的熔化溫度5～10℃，保溫時間10～20分鐘；並使泡沫鋁在熱狀態下進行粉末靜電噴塗工藝處理，經固化後，獲得彩色泡沫鋁，固化溫度160～210℃，固化時間10～30分鐘。
全文摘要
本發明屬於泡沫金屬表麵粉末靜電噴塗技術。提出了泡沫鋁的粉末靜電噴塗工藝方法，對泡沫鋁採用丙酮、汽油或煤油進行超聲波清洗除油；在粉末靜電噴塗工序前對泡沫鋁進行加熱處理，使其溫度高於所噴粉末的熔化溫度5～10℃，保溫時間10～20分鐘；並使泡沫鋁在熱狀態下進行粉末靜電噴塗工藝處理，經固化後，獲得彩色泡沫鋁，固化溫度160～210℃，固化時間10～30分鐘。泡沫鋁表面經本發明的粉末靜電噴塗工藝處理後，外觀質量美觀，顏色豐富多彩，且塗層仍具有金屬光澤，孔上和孔底塗層厚度均勻，塗層附著力及機械強度較強，而且泡沫鋁的原性能保持不變。
文檔編號B05B5/00GK1766167SQ20051004851
公開日2006年5月3日 申請日期2005年11月10日 優先權日2005年11月10日
發明者宰學榮, 王政紅, 張迎元 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所