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1、研發(fā)動態(tài)

（1）國外研發(fā)MDF粉末涂裝技術經歷了：高溫快速固化涂裝——UV粉末涂裝——LTCP(低溫固化粉末）涂裝。

高溫快速固化涂裝是將涂有粉末的的木板，高速通過250°C以上的高溫區(qū)使之流平固化。這種方法無法獲得滿意的涂膜，很快就被淘汰了。

UV粉末涂裝在2000年前后是國內外研發(fā)的、熱門課題。比利時、美國、法國、日本和韓國紛紛開發(fā)從實驗室設備到生產設備。設備中UV粉末固化段都是采用美國福森公司的UV燈。設備價格昂貴，一條生產線價格在1700萬以上，UV粉末涂料180元/kg，并且僅適用于透明粉和白色、黑色粉末，色調單一，工藝調控復雜。因而雖有UV粉末涂裝的MDF產品投放市場，其市場推廣的力度很小。

LTCP涂裝技術是國內外近期開發(fā)的利用紅外加熱技術，熔平固化MDF板表面的粉末涂層。國外時用的MDF的材質好，低分子揮發(fā)物含量低，吸濕性小，因而可以不作封底前的處理，直接噴涂粉末。

2、MDF粉末涂裝的技術難點

MDF人造板是木纖維和膠黏劑混合以后，在蒸汽加熱加壓下壓制成型的。材質中存在許多空隙，其吸濕性很強，膠黏劑含有一定量的小分子揮發(fā)物。因此與金屬件的粉末靜電涂裝有很大差別。要實現MDF粉末靜電涂裝，首先要解決三個技術難點：

MDF板導電性不良，需要解決其對帶電粉末的均勻吸附能力

MDF木板不耐高溫。要解決基材不受損傷的情況下，保證表面粉末涂層熔融流平和充分固化。

MDF木板在固化烘道高溫區(qū)內停留時間愈短愈好，必須開發(fā)出相應的快速固化粉末。

3、MDF粉末涂裝工藝

3.1前處理封底

3.1.1MDF的前處理*不同于金屬件的前處理

冷軋板金屬件前處理采用：除油、除銹、磷化、水洗、干燥等工藝形成防銹的磷化膜。對于熱軋金屬件，其氧化皮和銹蝕比較嚴重，常采用噴砂、熱丸的機械除銹的前處理工藝。

MDF板是木纖維和膠黏劑熱壓制成的。板內和表面存在著大量空隙。所以它的前處理目的是將這些空隙盡量填充封閉平整，以獲得類同金屬板那樣致密平整的表面，從而涂裝獲得平整光滑的粉末涂膜。另一個目的是提高MDF板的耐熱性，使其在中波紅外加熱烘道中熔融流平和固化過程中，防止MDF板側邊開裂和因揮發(fā)性氣體造成的起泡、針孔等質量弊病。所以它的前處理具有自己的特點。

3.1.2前處理封底方式

粉末涂料封底：這種封底方法在歐美得到應用。封底的粉末采用熔點和固化溫度較低的環(huán)氧粉末涂料，達到即封閉空隙又能獲得平整的封底涂層。由于采用質量優(yōu)良的MDF板材，揮發(fā)物少，吸濕性低，因而粉末封底層在熔平固化過程中不易出現開裂、起泡、針孔等弊病。這種封底工藝適用于涂裝異形MDF板。但是這種MDF板和環(huán)氧粉末底涂料的價格較貴，因而一般家具制造商難以接受這種高成本的施工方法。

UV涂料封底：國內采用UV液體涂料封底的施工方法取得了進展。它能很好封閉MDF板的周邊，降低板材開裂等弊病，保證MDF板表面粉末涂膜的外觀質量，涂裝效率較高，適用于矩形和圓形的產品封底。對于異形MDF板的封邊施工難度就很大了。另外，UV液體涂料封底的粉末涂裝MDF板尚存留一定量異味揮發(fā)物。

水性漆封底：水性漆在國內發(fā)展迅猛，它與粉末涂料都是國家重點推廣應用的涂料，它作為MDF板的封底材料具有環(huán)保、價格低、其工藝與傳統(tǒng)的噴漆工藝容易對接，工人操作容易掌握等優(yōu)點。水性封底漆的選用要求比較高，當前國內環(huán)氧改性丙烯酸水性漆和環(huán)氧改性聚氨酯水性漆都是可以選用的品種，固體含量在40~45%。根據需求，可以在漆中添加合適的填料和固化促進劑。水性漆封地需要采取多道封底處理，漆膜可以在室溫下自然固化，也可以加熱快速固化。這種封底方法的優(yōu)點是可以適用于MDF異形板的封邊處理。對于批量生產的企業(yè)，應配置低溫固化烘道。

MDF前處理封底質量的好壞，是決定MDF板粉末涂膜品質的重要因素。在金屬粉末涂裝中化學方法前處理不當，影響粉末涂膜質量弊病可達30%，噴砂拋丸前處理不當造成質量弊病可高達50%。MDF板的前處理封底不當，也會產生很大的需求量弊病。家具制造企業(yè)必須更新傳統(tǒng)油漆施工中對前處理的認知。在應用MDF粉末涂裝工藝時必須重視封底前處理這道工序的質量。這一環(huán)節(jié)是當前推廣應用中遇到的具有共性的障礙。

3.2粉末靜電噴涂

MDF人造板是不良導體，解決其均勻吸附帶電粉末一直是初期研究工作者困擾的難題。

3.2.1預熱靜電噴涂法

預熱噴涂法是國外研究成功應用于MDF板粉末靜電噴涂的有效方法。預熱MDF板使其板內含有的水分受熱后外逸致板材表面，板材表面電阻下降到105~109Ω，呈現出導電特性。這樣就保證了MDF板表面良好的靜電吸附能力。典型的預熱工藝為90~125°C預熱時間5~10分。施工實踐中需要根據工件大小，MDF板的厚度以及鏈速等情況，通過實驗摸索出合適的預熱工藝參數。國內有的家具企業(yè)在粉末涂裝中就是采用這種預熱靜電噴涂工藝。

3.2.2常溫靜電噴涂方法

MDF板常溫靜電噴涂技術是國內自主研究的較為簡便的施工工藝。上海新星靜電涂裝設備公司就是采用這一新技術為美國通用電氣（GE)公司的產品進行粉末靜電噴涂的。筆者研究的5%水性導電液在室溫下，噴刷在經過水性漆封底處理后的MDF板上，自然晾干數分鐘或用壓縮空氣吹干表面，此時MDF板表面在靜電場中會發(fā)生空間電荷位移，呈現出類同金屬板靜電吸粉的特性。這種狀態(tài)可以維持數小時以上，可以滿足靜電噴粉施工所需要的工藝時間。這項技術已經在MDF板粉末靜電涂裝施工中，經歷了10年之外的應用考驗。并且也在絕緣材料粉末經典涂裝中得到應用。

3.2.3工藝評價

（1）工藝技術是為產品服務的。只要能做出合格產品的工藝技術都是具有實用價值的。通過廣泛應用和時間考驗，人們會逐步認識到不同工藝技術的優(yōu)缺點和適用性，選擇適用于自己產品的工藝技術。這一點已經在金屬制品粉末涂裝技術的發(fā)展應用歷程中得到證實。MDF粉末涂裝技術正處于研發(fā)和推廣應用的初期，多種工藝技術并存時很正常的。通過今后推廣應用會被市場和行業(yè)逐步理順和規(guī)范的。

（2）兩種涂裝工藝的比較

3.3中波紅外加熱烘道

粉末經典涂裝工藝的熱涂裝法和冷涂裝法，只是解決了帶點粉末均勻吸附到MDF板表面的難點。

3.3.1遠紅外加熱烘道

遠紅外輻照加熱技術在60年代較為流行。國內外遠紅外烘道加熱管都采取順著烘道長度方向進行臥式排布的。這種經典的臥式排布方式存在致命的缺陷，就是烘道內輻照廠熱量和溫度場熱量的組合，難以保證烘道內上下溫度的均勻。輻照能量與距離平方成反比，燈管離工件越近，輻照能量就大幅增加，使工件表面接受輻照能量的差異顯著增大。

采取大燈管與工件之間距離可以改善輻照的均勻度，但烘道的空間和加熱功率都隨之增大，失去了輻照加熱節(jié)能的優(yōu)勢。這是遠紅外加熱節(jié)能技術多年來未能在國內全面推廣應用的重要原因。

3.3.2臥式中波紅外加熱烘道

（1）遠紅外線的波長大于4μm，輻射體溫度400~600°C，輻射能量較低。中波紅外線波長2.5~5μm，波峰在2.4μm區(qū)域，輻射體溫度800~900°C。高分子材料結構基因的吸收峰見表1。

由上表可知，忠波鴻外觀發(fā)射的波長比較適合粉末涂料的吸收加熱，加熱效率高達30~50%。所以國內外MDF板粉末涂裝都采用中波紅外加熱技術。它可使MDF板表面吸附的粉末在較短時間內快速吸熱流平固化，而不操作MDF板基材。

（2）國內開發(fā)的臥式中波紅外加熱烘道與遠紅外加熱烘道結構類似，只是加熱元件換成中波紅外加熱管。為解決烘道高度方向輻照的均勻性，也是依賴于拉大加熱管與工件之間的距離。這樣就降低了烘道幅照場熱量的利用率，烘道的加熱功率必然增大。

（3）國內廣州電器對臥式中波紅外加熱烘道做了大量研究工作。2011年初在廣東創(chuàng)新網上發(fā)布了研究報告，認為：用于MDF粉末涂裝的這類臥式中波紅外加熱烘道，在解決板面和前后側邊溫度均勻性的研究中還存在不少難題。

（4）90年代錦州高紅外研究所開發(fā)了這類紅外加熱元件。國內目前市場上類似產品眾多，但產品的質量相差很大。

3.3.3立式中波紅外加熱烘道

筆者針對臥式中波紅外加熱烘道存在的不足之處，結合50年我國粉末涂裝研究經驗排布的中波紅外加熱烘道。提出了;在特定的條件下等概率的不均勻達到均勻的理念，設計了中波紅外管立式解決了MDF板在烘道中獲得均勻輻照的難題，實現了縮小烘道輻照的加熱空間，提高輻照場能量的利用率，大幅度降低烘道的加熱功率。

等概率的不均勻達到均勻：立式排布的中波紅外燈管在其加熱段上，每個發(fā)射點的輻照強度是均勻的，即垂直于烘道的直線上的輻照強度是等同的。另外，立式排布的管子之間有不同的間距，因而沿著烘道的X軸線上各點的輻照強度有著明顯的波動變化，這樣的烘道不是一個均勻輻照的加熱烘道。但是當MDF板上的每條垂直線在運動過程中，接受這種不均勻的波動輻照的概率相同時，整個MDF板面上的粉末接受的輻照量就相同了。就是在這種特定的條件下的“等概率的不均勻達到均勻"的含義。這一理念在實踐應用中證實了其正確性。

MDF板在立式中波紅外烘道中加熱運行的間4~6MIN。MDF板進入流平段后60S內拌面粉末溫度快速升至160°C，是粉末迅速熔融流平，接著溫度快速回落至130~140°C，完成涂膜固化。

適用于忠波紅外快速固化的粉末涂料產品在國內有太倉老虎公司的產品，固化條件為130°C/10min。

4、結語

MDF粉末涂裝應用是一個正待開發(fā)的大市場。隨著市場發(fā)育成熟，將會不斷提升我國粉末涂料和涂裝技術的含金量。金屬粉末涂裝走向非金屬熱敏材料的涂裝，是一次技術的飛躍。在這一技術領域的的研究歷程中，我國開始縮小了同國外的差距，這是值得慶賀的。但更重要的是在批量生產應用中，還會遇到許多難點要我們去攻可解決。例如：國內MDF板的質量差異很大；環(huán)境因素，特別是如何防止潮濕環(huán)境對產品涂膜質量的影響等等。這些都有待于行內同仁們共同努力研究解決。