木材科学与工程毕业论文MDF粉末涂饰工艺研究.doc

本 科 生 毕 业 设 计（论文）（ 2013 届）工程学院题 目： MDF粉末涂饰工艺研究 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 职称： 教授 职称： 讲师 2013年5月20日本科生毕业设计（论文）诚信承诺书我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）MDF粉末涂饰工艺研究均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了引用注释，如出现抄袭及侵犯他人知识产权的情况，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年月日MDF粉末涂饰工艺研究工程学院 木材科学与工程092 陈悦霞 指导老师：张文标、方群摘要：本文研究了一种新型的中密度纤维板表面装饰方法：即先对中密度纤维板进行预处理，然后对其表面进行粉末喷涂，从而获得更加环保的表面装饰性材料。采用单因素试验设计方法进行粉末喷涂固化工艺的试验，试样涂膜性能参照国家标准测试。结果表明：(1)达到最佳涂膜性能和装饰效果的工艺条件是:采用320P号砂纸对基材表面进行磨砂处理后将其放入60恒温干燥箱中干燥30min，再将喷涂的板块放在155红外灯下加热固化5min。(2)最优工艺条件下获得的饰面中密度纤维板的固化程度测试合格，附着力等级为0级，耐划痕性能合格，耐烟烫等级4级，耐污染程度基本合格。关键词：中密度纤维板；基材处理；粉末喷涂；固化工艺；性能检测Research on MDF Powder Coating Process School of Engineering Wood Science and Engineering 092 Chen Yuexiaadvisor: Zhang Wenbiao Fang QunAbstract: This paper deals with a new method of MDF decoration: Firstly, to do some pretreatments of MDF and powder coating its surface, resulting in more environmentally decorative surface materials. Through test we had determined an ideal method of disposition on the surface of MDF, adopting single factor experiments to design method for powder coating curing process test. The performance of the coating referenced to the national standards. The results of the experiment are as follows : the process conditions for optimum coating performance and decorative effect is to use the 320P# sandpaper to frost the surface of MDF and then placed them in a constant temperature oven of 60 to drying about 30 min, and then put them under an infrared lamp to heating and curing, the temperature of the infrared lamp is about 155 and the curing time is about 5 min; The finishes degree of cure under the optimal process conditions has meet the standard, the adhesion level is 0, the scratch resistance level is qualified, the smoke hot resistance level is 4, and the anti-pollution resistance level is basically qualified.Key words: MDF, surface disposition, powder spraying, curing process, performance detection 目录1 前言11.1 MDF粉末涂料的研究现状11.2 研究目的意义22 实验方案32.1 实验材料与设备32.1.1 实验材料32.1.2 实验的设备32.2 实验内容32.3 实验方法42.3.1 前期处理42.3.2 固化工艺53 实验步骤63.1 中密度纤维板基材表面处理63.1.1 砂光处理63.1.2 预热处理63.2中密度纤维板粉末静电喷涂73.3 粉末涂层的固化74 涂膜性能测试85 实验结果与分析115.1 基材处理的确定115.1.1 砂光处理对上粉率的影响115.1.2 砂光处理对涂膜性能影响115.1.3 预热处理对上粉率的影响125.1.4 预热处理对涂膜性能影响135.2 固化工艺的确定145.2.1 固化时间对涂膜性能影响145.2.2 固化温度对涂膜性能影响145.3 产品展示156 结论和建议16参考文献17致谢191 前言1.1 MDF粉末涂料的研究现状粉末涂料是一种以空气为分散介质，由成膜物质，颜填料以及各种助剂等三大部分构成的粉末状涂料1，是以空气为分散介质、100%固体粉末形态涂装的涂料，生产和涂装时基本无VOC 排放，涂装时喷逸的粉末可回收利用，是20世纪中期开发的一项新技术，新工艺，是省资源、省能源、无公害、高生产效率、便于实现自动化涂装、优良涂膜性能的环境友好型涂料，粉末涂料现已得到全球涂料和涂装行业的重视，成为涂料中发展最快的品种。粉末静电喷涂4就是将粉末涂料通过静电作用涂覆在被涂物体上, 并通过一定时间高温烘烤形成涂层的过程，自60 年代诞生以来, 其几乎是全部应用于金属表面涂装，进入90年代末, 随着粉末涂料和喷涂设备的发展, 使粉末静电喷涂工艺应用于非金属表面成为可能。目前，国内外对中密度纤维板表面化学、粉末涂料制备及在MDF表面粉末喷涂工艺等方面研究取得了一些成果，主要侧重于工艺和应用研究，没有很好解决中密度纤维板表面静电喷涂的关键理论和技术问题，尤其尚未从理论上阐明中密度纤维板表面粉末涂料熔融固化行为以及界面结合机理。我国的粉末涂料从60年代开始，年增长速度达到了15%20%左右。2010年全球粉末涂料产量137.8万吨，我国粉末涂料产量90万吨，继续保持产量和销售量全球第一的粉末涂料生产大国位置5。目前,国外最先进的表面处理技术是借鉴工业界广泛采用的金属表面粉末喷涂技术,所开发的中密度纤维板粉末涂料的粉末静电喷涂(超低温固化)工艺7,将粉末涂料喷涂在中密度纤维板表面进行固化处理,其表面处理成本只占总成本的15。二十世纪九十年代末，国内外许多科研院所和企业相继开展了低温固化和UV固化粉末涂料以及粉末涂料在热敏性材质(如木材,塑料)上的研究应用17-20。美国Ferro公司开发的超临界VAMP粉末涂料制造技术，为生产低温固化粉末涂料创造了条件。德国SAUTER公司开发了一种近红外粉末涂料的快速固化技术。这些都促使了低温快固化粉末涂料研制成功，使得粉末涂料在塑料产品上实现低温快速固化薄涂层成为可能21。目前已开发的中密度纤维板用热固性的环氧树脂或聚酯/环氧粉末涂料，热固性树脂在受热的情况下熔融，达到一定温度时与固化剂产生化学交联反应，成为具有一定物理机械强度和耐化学介质性能的涂膜。近年来，欧美发达国家一部分企业已成功地将粉末静电喷涂工艺应用于人造板表面装饰，Gema（Sweden）等公司开发出产了红外线固化设备；Nutro（US）等公司生产了红外/热风熔融和紫外线固化结合的设备23；英国公司研究开发了红外炉，解决了木基涂层固化的难题，而且由于其加热速度快基材不易过热，内部强度不受到损失，又节省时间和空间24。目前常用的木基表面粉末喷涂工艺为紫外线（UV）固化型粉末喷涂工艺和超低温固化型粉末喷涂工艺。经近期考察调研，目前在欧洲等国家紫外线（UV）固化型粉末涂料已经停产，不适应产业化生产 25,26。超低温固化型粉末喷涂工艺是现今欧美普遍采用的工艺，其在有色粉末涂料上的固化效果较好，设备投资比紫外固化少，涂层的温度在短时间内达到所需温度而基材温度仍处在能承受的范围内。国内此项研究起步更晚，主要有些专利和论文报道，没有理论基础和实际的应用。由于它是一项新的界面结合理论技术，不同于传统的油漆、胶黏剂、液体涂料与中密度纤维板之间的结合。因此，要解决这些问题需对中密度纤维板、涂膜固化行为以及界面结合机理进行深入系统研究，才能从根本上解决中密度纤维板粉末涂饰应用基础理论问题，从而促进我国人造板表面装饰产业转型升级，实现我省乃至全国的人造板、家具等中密度纤维板粉末涂饰产业化、规模化。1.2 研究目的意义中密度纤维板是由木纤维及粘合剂压制而成,具有高强度,易加工,经济实惠等特点,广泛应用于办公室家具行业。中密度纤维板的性能接近于天然木材,无天然木材的缺陷,结构均匀。它可以加工各种异型的边缘,可直接涂饰,还可以进行表面雕刻镂铣或加工成各种线条,能得到各种设计造型效果,国内外对中密度纤维板的需求将越来越大。但中密度纤维板表面粗糙纹理不美观，不能直接用来作为装饰材料和制作家具等，需要进行二次加工。查阅国内外大量资料表明，研究低温固化粉末涂料及固化工艺虽都有报道，但在木质人造板等非金属材料上的应用仍然是个崭新的课题和研究热点。中密度纤维板静电喷涂工艺不仅能解决其他涂料带来的不利因素，而且对环境保护和能源合理利用做出了一定的贡献，是当今社会所需的绿色环保型工艺，符合可持续发展的社会发展体系，有利于涂料新时代的发展。粉末涂料涂装MDF的优点有: 1）与其他装饰膜和涂膜相比, 粉末涂膜不易被破坏, 涂装后的工件一般不需要补涂, 包装时不必非常细心, 工件返工率低, 节省包装成本;2）粉末涂料具有优异的附着力、硬度、耐冲击性、耐磨性和耐化学品性;3）粉末涂料为MDF 形状的设计提供了更大的灵活性,粉末涂料非常适合于曲面等不规则形状的涂敷, 涂装的产品可实现边缘无缝;4）粉末涂料在喷涂和烘烤时都无溶剂产生, 降低对环境的污染程度;5）过喷的粉末可以回收利用, 工艺操作简单, 利用率高; 6）可以得到不同颜色、光泽、纹路的装饰效果; 7）涂装效率高, 节约能源。当前，在中密度纤维板粉末喷涂的技术上主要难点有两点：第一是如何使中密度纤维板这种电绝缘体带电,以吸附粉末涂料;第二是粉末涂料喷涂后要经过180左右的高温烘烤固化,这一较高的温度使得它难以适应于热敏性基材,如中密度纤维板及其他木材。因此粉末涂料虽然拥有诸多优点,但又由于上述两个难点,使得中密度纤维板粉末涂料的应用一直是一个难题。本课题旨在提出一种中密度纤维板表面粉末涂料装饰的新技术，克服传统中密度纤维板表面装饰的缺陷，形成中密度纤维板与粉末涂料界面结合理论，为中密度纤维板粉末涂饰提供基础研究，该理论研究成功将进一步扩大了粉末涂料的应用范围，是中密度纤维板表面二次加工领域的一次飞跃，是中密度纤维板装饰的一项新理论、新工艺、新技术，具有广阔的应用发展前景，对保护我国生态环境的建设和改善人们生活质量都具有重要的现实意义。2 实验方案2.1 实验材料与设备2.1.1 实验材料（1）涂料：环氧-聚酯粉末涂料（白色，颗粒大小200目），奥地利老虎粉末涂料制造（太仓）有限公司，主要成分是环氧树脂、聚酯树脂、固化剂、颜料、填料、各种助剂（如流平剂、防潮剂、边角改性剂等）。玻璃化温度Tg50，粒度为200目，理论固化条件为155下5min。（2）板材：中密度纤维板（长宽高=10010015mm），南宁高林人造板有限责任公司；（3）性能测试用材：香烟，利群牌，市售；丙酮（分析纯）；口红，美宝莲牌，市售；双面胶，市售等（4）其他：砂纸（180P#、240P#、320P#、400P#和1000P#），市售；2.1.2 实验的设备（1）HC-280T2型高速多功能粉碎机（容量：280g，粉碎程度：70-300目，工作时间8分钟）黄城不锈钢中药粉碎机，永康市绿可食品机械有限公司；（2） 101-5A电热恒温鼓风干燥箱，上海爱斯佩克环境设备有限公司；（3）标准筛（200目），永康市绿可食品机械有限公司；（4） Z512-2台式钻床，中国杭州西湖台钻有限公司；（5） WJD-2000型静电高压发生器，杭州万佳涂装设备有限公司；（6）QHZ型人造板划痕实验机，浙江省木材加工产业科技创新服务平台；（7）JM-IV型滚动磨损试验机，济南时代试金仪器有限公司；（8） SRM-1（D）型表面粗糙度测量仪，宁波莱科计量仪器有限公司；（9） MJ6132B型马氏锯机，晋江市神功机械制造有限公司；（10）JA5003型电子天平，精确度:千分之一；（11）旋转翼式粉体喷房，苏州固艺涂装设备有限公司 ；（12）AHD红外灯固化装置，深圳市安宏达光电科技有限公司；（13）YF504型指针式高阻计，北京同德创业科技有限公司；（14）AR872A型红外测温仪，北京华运安特科技有限责任公司；（15）美工刀、剪刀等。2.2 实验内容（1）探索中密度纤维板前期不同预处理方式对粉末上粉率及涂膜性能的影响，其内容主要包括：探索中密度纤维板的含水率与电阻率、温度与电阻率以及含水率、温度与电阻率之间的协同作用；研究表面电阻率对上粉率的影响，表面粗糙度对上粉率的影响，并建立相关的数学模型，表征其之间关系。（2）中密度纤维板粉末涂饰固化工艺研究，其内容主要包括：研究其最优的固化温度和固化时间以及其固化的方式。（3）中密度纤维板涂膜性能的研究，主要包括表面固化、表面耐划痕、漆膜附着力、耐磨、耐污染强度、耐香烟灼烧等性能的检测，以国家标准综合评价、优化中密度纤维板粉末喷涂的红外固化工艺。2.3 实验方法在前期中密度纤维板理化性能测试的基础上，通过控制中密度纤维板的表面粗糙度和预热温度，采用单因素试验法确定适合中密度纤维板涂饰的最佳粗糙度和最佳表面预热温度；采用红外固化的方式，通过控制固化温度和固化时间，采用单因素试验法研究中密度纤维板最佳的固化温度和固化时间；同时通过对表面涂层的性能检测分析来确定中密度纤维板基材的最佳处理方法。确定中密度纤维板板材粉末喷涂的工艺流程，制作样品，参照有关国家标准测试其表面涂膜的性能。2.3.1 前期处理前处理是涂料涂装的基础工序，它对整个涂层质量、使用寿命、外观均有很大影响。涂装实践表明，采用同种涂料，而仅仅是涂装前处理方法不同，其涂装之后涂膜的耐冲击，耐划伤效果会相差数倍之多。一般地说，涂料的性能越好对涂装前处理质量的好坏程度也越敏感。总体来说，前处理一方面能提高涂膜的耐久性能，延长涂膜的使用寿命，另一方面能显著提高涂膜对被涂物的附着力。本实验主要研究前处理的两个方面：表面粗糙度和表面温度。由上粉率的值来判断基材处理的影响结果。上粉率的计算公式如下：，其中，-上粉后质量，g； -上粉前质量, g； S-基材表面积, 。 表面粗糙度 通过实验前期的查阅文可知，板材的表面粗糙度对粉末涂饰时的上粉效果和表面性能均存在明显的作用，因此实验设计了5种不同粗糙度的板材共10块样板(未处理、240P#、320P#、400P#和1000P#砂纸砂光)进行粗糙度单因素试验。 表面温度由于本实验均采用粉末静电喷涂法将板材进行涂饰，较低的表面电阻率可以得到较高的上粉30。众所周知，木材的含水率和温度对其电阻率起着重要的作用。由于最适合板材粉末静电喷涂的含水率在6-8%11，因此控制含水率在此范围的基础上，为了寻找最低电阻率时的板材温度，设计了常温（20）、40、60、80五组共10块样板进行单因素实验。2.3.2 固化工艺金属板材的粉末涂饰一般可以采用普通烘箱进行固化，而热敏性的中密度纤维板不能长时间处在高温环境中。因此，实验选用低温快固化粉末涂料，利用红外固化设备快速加热板材表面的粉末涂层，在板材内部温度仍不高的情况下就使粉末熔融、固化。本实验使用的是热固性粉末涂料，它在一定温度和时间下达到固化效果之后便可以发挥最大的使用效果，因此本实验主要研究固化过程中的两个影响因素：固化温度和固化时间。 固化温度粉末如未达到固化温度就加热，时间再长也不会固化，冷却之后的涂膜性能将远不如固化后的效果。本实验粉末生产厂家所提供的粉末理论固化温度是155左右。为了验证数据的可靠性，设计了135、145、155、165和175共5个组别共10个样板进行单因素实验。 固化时间在找到最佳的固化温度之后，本实验依旧采用单因素试验法，选取3min、4min、5min、6min、7min为固化时间，实验样板10块。根据评价指标，选择最优固化工艺。综合最佳的前期处理和固化工艺，再次经行验证实验。3 实验步骤工艺流程如下：MDF试件准备 基材表面处理静电喷涂粉末准备红外固化涂膜性能测试合格产品不合格产品图1 中密度纤维板粉末涂饰工艺路线图3.1 中密度纤维板基材表面处理3.1.1 砂光处理预选出四种砂纸型号：分别用240P#、320P#、400P#、1000P#四种型号的砂纸对试件进行手工先纵向后横向砂光2分钟，最后清理基材表面。砂光是目前人造板工业中提高板材表面质量所采用的一种最基本方法。通过表面砂光处理，除去板材表面的预固化层，改善板面的平整度和光洁度，提高表面的粘接强度。从而提高粉末喷涂基材中密度纤维板的表面质量，增加粉末喷涂的效果。3.1.2 预热处理分别将中密度纤维板试件放入40、60、80的恒温干燥箱进行预热处理，预热时间为30分钟。通过对基材进行预热处理，使其表面温度提高，在改变基材的含水率的同时又加快了板材表面的分子热运动，从而使基材表面的电阻率发生变化，通过试验得出最佳的电阻率实现粉末的最优上粉效果，达到最理想的表面涂饰性能。在前期的基材处理试验中我们得到了关于基材预热的温度和时间对其含水率及电阻率的影响，根据基材处理的预热温度与基材含水率、表面电阻率之间的关系以及基材含水率与电阻率的关系的结果中我们得到：要获得一定的上粉率与其表面电阻率的大小有关，而电阻率越低，其表面上粉率越高，表面装饰效果越好，而要获得较低的表面电阻率，我们可以选择对基材进行60的预热处理，预热时间在30min左右效果为佳。3.2中密度纤维板粉末静电喷涂将预热后的基材用空气粉末喷枪把粉末涂料喷涂到基材表面上。喷涂工艺条件：气压值0.05MPa，电压值8090KV，喷枪口到试件表面距离为150200cm。然后将被涂物放到红外灯光下加热固化。图2 旋转翼式粉体喷房(左) 喷枪（右上）WJD-2000型静电高压发生器（右下）静电高压发生器通喷枪枪口的电极针向试件方向的空间释放高压静电（负极）。该高压静电使从喷枪口喷出的粉末和压缩空气的混合物以及电极周围空气电离（接地极），这样就在喷枪和试件之间形成一个电场。粉末在电场力和压缩空气压力的双重推动下到达试件表面，依靠静电吸引在试件表面的形成一层均匀的涂层。用前期处理中得到的最优喷涂表面来进行粉末喷涂，利用WJD2000型静电高压发生器，喷涂后的板材置于红外灯光下烘烤使涂层固化后冷却，检测涂膜性能，并确定最佳固化工艺参数。3.3 粉末涂层的固化粉末固化温度，一般是由粉末所用的树脂材料决定的。聚酯环氧粉末涂料的固化温度为130170，时间为37Min。此外粉末涂层的固化与固化的时间和温度有关，因此在实验中分别选择固化温度为135、145、155、165、175，固化时间分别为3min、4min、5min、6min、7min对固化工艺进行进一步的优化。4 涂膜性能测试本实验中涂膜的涂膜附着力、表面耐磨、表面耐划痕、耐污染、表面耐香烟灼烧、表面固化等性能的测试参考国家标准GB/T 176571999和粉末涂料涂装工艺学。(1)中密度纤维板粉末涂饰表面耐划痕性能测定参照国家标准GB/T 17657.4.291999表面耐划痕性能测定中规定的方法测试仪器和材料QHZ型人造板划痕试验机试件取样标准试件尺寸：100100mm，数量：20块步骤和结果表示将试件表面擦净后固定在仪器的载物台上，调节横梁高度是金刚针尖部接触到试件表面，横梁上边缘处于水平位置；将砝码移到1.5N的位置上，启动载物台旋转，是金刚针在试件表面刻划一周；取下试件在自然光下距试件表面约40cm处用肉眼观察试件表面被刻划的情况，以试件表面是否有整圈连续划痕为结果表示。(2)中密度纤维板粉末涂饰表面耐磨性能测定参照国家标准GB/T 17657.4.381999表面耐磨性能测定中规定的方法测试仪器和材料 滚动磨损试验机，180P#砂纸，双面胶，剪刀试件取样 标准试件尺寸：100100mm，数量：20块 步骤和结果 用试件夹加紧试件，然后将研磨轮轻轻的放在试件表面，研磨轮以5.0N的力作用在试件上，开启吸尘器然后旋转试件。每转25-50圈检查试件磨损度，并检查砂纸是否被细粒塞满，若砂纸没细粒塞满或转够500圈后，应调换砂纸。当出现最初磨损点（IP）时记下旋转次数，再回复检验直至达到最终磨损点（FP），再记下旋转次数。注：最初磨损点（IP）指涂层表面有5%的涂层被磨去；最终磨损点（FP）指涂层表面大约有95%的涂层被磨去。 结果表示：每一个试件的耐磨性以旋转圈数表示，按下式计算，精确至1r:,式中P耐磨性，r; IP-最初磨损点转数，r; FP-最终磨损点转数，r。一张板的耐磨转数是同一板内全部试件耐磨转数的算术平均值，精确至50r。（3）中密度纤维板粉末涂饰表面耐香烟灼烧性能测定参照国家标准GB/T 17657.4.401999表面耐香烟灼烧性能测定中规定的方法测试仪器和材料a、国产甲级香烟（利群香烟）b、秒表c、脱脂纱布d、工业乙醇，95%（v/v）试件取样 标准试件尺寸：100100mm，数量：20块 步骤和结果将香烟置于相对湿度为655%，温度为202条件下处理24h以上备用。后用脱脂纱布将试件表面擦净，置于避风处，将香烟点燃并吸去10mm左右，水平放置于试件表面605s后移去烟，用脱脂纱布蘸少许乙醇轻擦拭表面被灼烧部分，晾干。在距试件40cm处观察表面是否有黄斑、黑斑、裂纹、鼓泡等现象。（4）中密度纤维板粉末涂饰表面耐污染性能测定参照国家标准GB/T 17657.4.371999表面耐污染性能测定方法2中规定的方法测试仪器和材料a、口红b、表面皿c、脱脂棉花d、乙醇，95%（v/v） 试件取样 实际试件尺寸：100100mm， 数量：20块步骤和结果在水平放置的试件上分别涂上少许口红，并用表面皿盖住，在室温下放置24h后用清水或乙醇擦洗表面，用脱脂棉花擦干后进行外观检查。结果表示：表面有无污染或腐蚀痕迹。（5）中密度纤维板粉末涂饰表面固化性能测试仪器和材料a、脱脂棉花b、丙酮试件取样 试件尺寸：100100mm， 数量：20块 步骤和结果用脱脂棉花蘸取少许丙酮擦拭试件表面，观察试件饰面是否遭破坏，固化程度由丙酮检测确定，如果涂膜能被擦拭则表示未完全固化，反之则固化完全。（6）中密度纤维板粉末涂饰涂膜附着力测试仪器和材料美工刀、直尺、软刷。试件取样试件尺寸：100100mm， 数量：20块步骤和结果将试件放置在坚硬、平直的物面上，用锋利单面刀片匀速进行切割，并保证划透至木材，间隔一定距离平行切割6条，与原先切割线成900相夹，再间隔一定距离平行切割6条，形成直角网格图形。用软毛刷沿网格图形每一条对角线轻轻地向后扫几次，再向前扫几次。参照相关标准评定涂层从底材上脱离的抗性，判定漆膜附着力的等级。5 实验结果与分析5.1 基材处理的确定5.1.1 砂光处理对上粉率的影响不同型号的砂纸对中密度纤维板处理对上粉率的影响结果见表1，图3。表1 表面砂光处理方式上粉率的影响性能能砂纸型号表面上粉率/(g/)未砂光240P#320P#400P#1000P#0.01380.01370.01200.01120.0102图3 表面砂光处理方式上粉率的影响 (1 )由表1和图3可知，不同砂纸型号砂光而得的基材表面粗糙度不同，型号越大的砂纸砂光得到的表面粗糙度越小。（2）由表1和图3可知，不同粗糙度的基材表面对粉末的吸附能力不同，粗糙度越小，表面越光滑，基材表面的上粉率越低。（3）从外观上来讲，砂光后的表面比未砂光的明显光滑，未砂光的基材表面比较粗糙，颗粒明显，而经砂光后的基材表面平整光滑，涂饰效果更佳。5.1.2 砂光处理对涂膜性能影响不同型号的砂纸对中密度纤维板处理对涂膜性能的影响结果见表2。表2 表面砂光处理方式对涂膜性能的影响 性能处理方法耐划痕性能表面固化程度耐磨性等级/r涂膜附着力耐污染耐烟烫等级口红不砂光240P#砂光320P#砂光400P#砂光1000P#砂光有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕已固化已固化已固化已固化已固化9091929392一级一级0级一级二级无污染无污染无污染无污染无污染四级四级四级四级四级（1）由表2可知，320P#砂纸砂光作为基材处理的涂膜附着力明显优于未砂光和用其他砂纸砂光后的效果。（2）涂膜耐磨性上看：用砂纸砂光后的基材表面涂膜比未砂光的耐磨性较好，表面越粗糙其耐磨性能越差。（3）涂膜耐划痕性能上看：虽然每种砂纸砂光后的涂膜表面都有整圈的划痕出现，但在肉眼观察下我们发现，表面越是光滑的涂层其整圈划痕越明显。综合上述，实验优选方案是：用320P#砂纸砂光基材表面作为基材处理，其各个方面的涂膜性能均较佳。5.1.3 预热处理对上粉率的影响不同预热温度对中密度纤维板处理对上粉率的影响结果见表3，图4。表3 预热处理方式对上粉率的影响性能能固化温度/表面上粉率/(g/)常温4060800.006730.008370.009610.00871图4 预热处理方式对上粉率的影响 (1 )由表3和图4可知，经不同预热处理处理的基材表面温度不同，其表面上粉率不同。随预热温度的升高，基材表面上粉率增加，在60时上粉率达到最大值，预热温度大于60时上粉率开始下降。（2）基材经过预热处理后其板内的含水率发生变化，从而使其表面电阻率发生变化。上述，电阻率越低其表面上粉率越高，所以我们尝试用适当的含水率找到尽量低的电阻率。（3）在前期实验的基材处理过程中，我们从数据中发现中密度纤维板在60下预热处理30分钟后其表面电阻率明显低于其他处理方式，所以在此条件下其上粉率较高。5.1.4 预热处理对涂膜性能影响不同预热温度对中密度纤维板处理对涂膜性能的影响结果见表4。表4 预热处理方式对涂膜性能的影响 性能处理方法/耐划痕性能表面固化性能耐磨性等级/r涂膜附着力耐污染耐烟烫等级口红常温406080有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕已固化已固化已固化已固化88879294一级一级0级0级无污染无污染无污染无污染四级四级四级四级（1）从涂膜附着力性能上看：不同温度预热后的基材其表面涂膜附着力不同，基材经60和80预热处理后的涂膜附着力明显优于常温和40预热的。（2）从耐磨性能上看：预热温度越高，其涂膜耐磨性能越好，一定的预热温度使得在粉末喷涂过程中已经产生一定程度的预固化效果，从而使其耐磨性能提高。综合上述，实验优选方案是:将基材放置在60的恒温干燥箱中预热30分钟后取出，并立即对其进行粉末喷涂，此时其各个涂膜性能均较好。5.2 固化工艺的确定5.2.1 固化时间对涂膜性能影响不同固化时间对涂膜性能的影响结果见表5。表5 固化时间对涂膜性能的影响 性能固化时间 /min耐划痕等级表面固化性能耐磨性等级/r涂膜附着力耐污染耐烟烫等级口红34 5 67有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕未固化未固化已固化已固化已固化8688929194二级一级0级0级0级无污染无污染无污染无污染无污染四级四级四级四级四级（1）由表5可知，固化温度相同时，不同固化时间对涂膜的表面固化性能影响不同，实验结果表明，固化时间在3min,4min的条件下涂膜表面并没有完全固化，而固化时间在5min，6min和7min时涂膜表面已经固化。（2）从涂膜附着力上看，固化时间短的即表面未完全固化的其涂膜附着力等级较差。（3）从表面耐磨性能上看，固化时间越短，耐磨性能越差，原因是固化时间太短涂膜没有完全固化，对其耐磨以及耐划痕性能都产生了一定的影响。综合上述：在温度一定时，固化时间要适当，过短则不能完全固化，涂膜附着力差，在固化时间为5min的条件下其涂膜各个性能均较好。 5.2.2 固化温度对涂膜性能影响不同温度对涂膜性能的影响结果见表6。表6 固化温度对涂膜性能的影响 性能固化温度/耐划痕等级表面固化性能耐磨性等级/r涂膜附着力耐污染耐烟烫等级口红135145155165175有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕有整圈划痕未固化未固化已固化已固化已固化8887939293一级一级0级0级一级无污染无污染无污染无污染无污染四级四级四级四级四级（1）由表6可知，相同固化时间，不同的固化温度对涂膜性能会产生一定的影响，实验结果表明，固化温度在135和145时涂膜表面并没有完全固化，当温度升高至155后其涂膜表面能够完全固化。（2）从涂膜附着力性能上看，固化温度在135、145和175时涂膜附着力等级比155和165条件下的低。固化温度过低，涂层达不到流平效果，会产生针孔涂膜裂纹，涂膜附着力差；固化温度过高，涂层快速预固化，使涂层达不到流平效果，涂膜附着率差。（3）从涂膜表面耐划痕和耐磨性能上看，固化温度过低，涂层未完全固化，从而影响了涂膜的耐划痕和耐磨性能。综合上述：相同固化时间下，固化温度要适当，得到的涂膜性能才好，因此固化的最佳条件是温度为155左右。5.3 产品展示6 结论和建议本课题涉及有关中密度纤维板表面粉末涂饰方面的研究性能，虽然中密度纤维板的现在应用领域已经相当广泛，但在其表面涂饰工艺上还有待发展。为了能满足当代社会环保、节能的消费理念，我们还需要对其表面涂饰工艺进一步的改良以满足更大的消费群。本课题试验所得的结论如下：（1）在对中密度纤维板基材处理最终确定的过程中，经前期试验中得到的有关中密度纤维板表面电阻率在不同温度下恒温预热时随时间的变化关系，我们最后将获得最低表面电阻率的条件定为后期试件预热处理的条件，即将基材放置在60的恒温干燥箱中预热30分钟后取出，并立即对其进行粉末静电喷涂，为了使中密度纤维板表面能够兼顾美观以及高上粉率的要求，我们采用320P#砂纸砂光基材表面作为基材的表面处理；（2）在之后的固化工艺研究过程中，对最佳固化工艺的时间和温度的确定进行多次试验。以国家标准检测不同的工艺所得的板材表面涂饰的性能，经过优选优化，得到最佳的固化工艺：采用红外灯加热固化，固化温度控制在155165，固化时间为57min，但考虑能耗及工业生产效率，在板材表面得到较好质量、同时又节约能源下，最佳固化条件为155下持续5 Min红外灯固化。（3）中密度纤维板在喷涂时试件边角上粉末涂料覆盖率并不理想，这是因为在预热处理后其边角上的含水率低于表面含水率，造成粉末覆盖不均，还与试验设备及手工静电喷涂的局限性有关，建议以后采用机械静电喷涂，提高粉末涂料在试件表面的附着均匀性，另外，还可尝试对不同密度的中密度纤维板板材进行试验；实验最终确定的基材处理方式和固化工艺所获得的板面涂饰性能还存在一定的缺陷，比如其耐烟烫等级偏低，大部分会出现黑斑或深棕色黄斑；耐磨性能和耐化学腐蚀性能不够理想等；由于红外灯的温度控制是由灯距基材的距离来决定的，所以温度控制起来不能非常精确，建议在之后的研究过程中，可以尝试其他的固化方式，如热压固化、微波炉加热固化等等。参考文献1 陈红粉末涂料发展展望 J涂料工业，2001，（11）：5-9；2 封凤芝, 封杰南, 梁寿. 木材涂料与涂装技术M . 北京: 化学工业出版社, 2008；3 周卉利刨花板发展现状及对甲醛释放量的限制林业科技情报，2002(3):57-58；4 于大伟. 粉末静电喷涂的特点及在MDF板材表面装饰上的应用林业科技 J . 2003, 28( 4) : 41 42；5 曲颖国外热固性粉末涂料的现状和发展方向（1）J现代涂料与涂装，2001，(4)：1718；6 吴立农浅谈几种建筑人造板的发展前景建筑人造板，2000，（2）：8-9；7 夏志中, 丁天敏, 邵树季. 国外粉末涂料及涂装的最近市场动向. 粉末涂料与涂装1999,( 73) :40 42；8 梁治齐, 熊楚才涂料喷涂工艺与技术M. 北京: 化学工业出版社, 20 0 6 , 83一8 4 .；9 汤列贵, 朱玉琴涂料的发展和界面的表面特性J .涂料工业,19 9 1, 2: 46 一52.；10 陈俊，吴家萍真丝绸热转移印花工艺的研究 J四川丝绸，1995，65（4）：29-30；11 居滋善涂料工艺第四分册 M化学工业出版社，1994；12 陈振发，周师岳等粉末涂料涂工艺学M上海科学技术文献出版社，1997，（9）：377-378，378-379，386；13 张勤丽人造板表面装饰学M林业出版社，1994，19-20；14 陈俊，吴家萍真丝绸热转移印花工艺的研究 J四川丝绸，1995，65（4）：29-30；15 孙先良. 新型粉末涂料发展的新趋势 J . 现代涂料与涂装, 2002, 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