不一致的密度、湿度、热变形温度和孔隙度的MDF基质导致各种问题相关的外观和粉末涂层完成的质量。幸运的是,持续的进步low-temperature-cure粉末涂料,以及更好的理解影响涂层质量的各种因素,从而能够克服这些问题,实现可靠的应用程序和对MDF统一完成。

在过去的十年中,low-temperature-cure粉末涂料化学——包括紫外(UV)、红外(IR)、近红外(NIR)和热治疗类型-收到大量的注意力从粉末涂料世界各地的研究人员由于其巨大的应用潜力等热敏性基质中密度纤维板(MDF)。主流的实践是完成MDF基质与分层或液体涂料。然而,这两个选项是昂贵,耗时和劳动密集型的。液体涂料必须应用在多层与外套之间长时间保持干燥和砂光,影响工作效率。他们也带来问题与气味和排放。纹理限制设计灵活性由于困难在粘附锐利的边缘,角落和曲面。

相比之下,粉末涂料是一件风衣,环保产品,允许无缝完成一系列的颜色、光泽和质地上所有类型的表面,包括平、曲线和锐利的边缘。他们还提供改进生产力和过程上节省大量成本相比,液体涂层和层压制品。 ^{1 - 7} 尽可能广泛的设计能力与粉末涂料使这种涂层MDF完成一个很好的选择,这是反映在MDF镀膜机的日益增长的兴趣在这个问题上。然而,矛盾的密度、湿度、热变形温度和孔隙度的MDF基质导致各种问题相关的外观和粉末涂层完成的质量。

幸运的是,持续的进步low-temperature-cure粉末涂料,以及更好的理解影响涂层质量的各种因素,从而能够克服这些问题,实现可靠的应用程序和对MDF统一完成。

粉末涂料的挑战

粉末涂料最初开发用于金属、宽容的高温治疗和提供良好的导电性表面上有效的接地和最佳涂层附着力。MDF和其他木材表面电导率较低,不能容忍固化温度高,因此不能使用传统的静电技术涂层。而董事会电导率可以增强通过应用一层导电液体粉末,该选项引入了一个额外的步骤流程,从而影响工作效率。很明显,需要一个不同的解决方案。

涂层MDF是一个微妙的过程,需要大量的规划和对细节的关注达到一致的结果。的四个主要参数会影响最后的涂层质量是粉质量,MDF的性质,应用线和产品规范。获得正确的协同作用在所有这些影响变量是关键实现所需的完成。

Low-Temperature-Cure粉末

对于应用程序等热敏性基质MDF,下面的粉必须治愈302°F (150°C)或者212°F (100°C)。几种方法已经发展为了实现这一目标,从low-temperature-cure常规化学radiation-curable化学进化。

大量发表文章和专利已经证实光固化技术的能力产生光泽,光滑的涂层在MDF在3到5分钟的过程时间。 ⁸ 所用的粉末的主要优点包括更高的生产力和节省空间由于在较低温度下固化时间短,优良的表面光洁度和电影属性,降低损害的风险MDF由于温度和峰值降低,最重要的是,减少敏感出气。然而,紫外线技术也有一些缺点,包括无法产生厚或哑光涂料,阴影特异性(特别是黄色阴影),不稳定在热带气候,更高的原材料成本和更高的资本设备要求。紫外线系统也存在加工困难在常规挤压由于其较低的玻璃化转变温度。这些局限性阻碍了这一技术的大规模商业化。

相比之下,标准热固化粉末颜色没有任何限制,效果结束,涂层厚度、产品稳定性在温暖的气候条件下,物体形状,等等,他们可以适应传统的挤压和应用设备。他们唯一的缺点是其较高的固化温度。出于这个原因,理想的方法来确保广泛的可接受性是开发一个合适的low-temperature-cure技术在现有的热固化化学反应。

在low-temperature-cure粉末的研究工作进行了回顾,系统使用环氧丙基甲基丙酸烯(GMA)丙烯酸-无定形和结晶环氧树脂和聚酯树脂系统,加上合适的固化催化剂——一直是最成功的。GMA丙烯酸提供优秀的耐候性,电影,电影清晰、颜色保留,以及在固化过程中副产品的缺失和固化温度最低。这些low-temperature-cure技术的商业应用程序已经意识到几家汽车工厂,包括通用汽车(General Motors)、宝马(BMW)和克莱斯勒(Chrysler),更多的是在不久的将来,在地平线上符合更严格的排放法规。

雷尔等,描述了几种技术用于生产low-temperature-cure热固性粉末适合应用在木材基质。 ^{9 - 12} Muthiah等,报道一个单级处理技术self-crosslinking环氧树脂的混合物和低温固化剂树脂co-extruded在212到230°F(100到110°C),随后冷却,粉和分类产生低温治疗(LTC)粉,治愈212至302°F(100到150°C)。 ¹³ 粉产生平滑,光泽完成MDF等热敏性基质。

另一个技术,已经得到普及是热固性成分组成的GMA丙烯酸、固化剂和专门的催化剂。 ^14、15 这些低温化学反应已经成功地降低了粉末涂料的温度到140°C (284°F)而不影响储存稳定性。然而,这项技术仍然限制了使用粉末涂料的选择MDF的特质,它不能直接用于天然木材。

最近的工作一直为了降低固化温度到248°F (120°C)或降低使用环氧树脂或GMA丙烯酸树脂。 ¹⁶ 涂料,结果从这些小说作品可以治愈176到257°F(80到125°C),性能属性等于高温粉末涂料成分准备同样的传统环氧树脂和固化剂。

另一个发展是一个基于聚酯丙烯酸化学成分。 ¹⁷ 粉治疗的温度大约230°F (110°C)。虽然一些技术选项可能原则上,制定必须有正确的化学和催化剂的组合来实现所需的完成。

MDF特点

虽然粉的选择很重要,完成专业人士也应该有一个完整的背景特征的MDF粉末喷涂之前MDF衬底。MDF硬木和软木制成的纤维是保税的胶粘剂胶(如脲醛或苯酚甲醛树脂)在加热和压缩压力。有时纤维蒸汽处理去除木质素胶,随后与合成树脂热压制。MDF基质的性质有很强的影响整体的完成和外观与粉末涂料可实现的。即使最初的完成是有吸引力和可接受的画后,变形或开裂等问题会出现。根据制造方法不同,孔隙度,密度,湿度和维强度不同衬底的一个年级,和这些特征都影响最终的完成。

密度 。MDF的密度是衡量其密实度和有点与孔隙度。根据生产流程,MDF密度可以改变从600年到900公斤/米 ³ 。一般来说,低密度MDF树脂纤维矩阵有更多的空间;这些空隙打开高温,导致被空气或挥发物的释放,因此泡沫和水泡的完成。 ¹ 高密度MDF通常与酚醛树脂或异氰酸酯键的密度与孔隙度减少。所需的最小密度达到顺利完成750公斤/米 ^³ 。较低的密度,MDF更高的表面吸收和fine-textured粉末涂料是必需的。

水分含量。 典型的湿度的MDF衬底3 - 12%不等。然而,理想的湿度应该约8%达到一致的粉末涂料的应用,除气的控制和没有缺陷的涂层。湿度低于4%影响粉末沉积静电方式,而湿度高于8%导致水泡和可能的扭曲。如果MDF的湿度超过10%,一层moisture-sealing导电底漆应该应用于控制脱气。不仅是重要的选择与适当的含水率,MDF还要MDF存储在一个受控的环境中,这样保持了原始含水量。

纤维的大小。 纤维在MDF应该短而薄,确保光滑,光滑的结束。长纤维只是部分绑定和趋于上升到表面,导致薄膜粗糙度和低光泽等缺陷。很难得到即使砂光表面光滑纤维的尺寸太长了。

耐温性。 MDF适合粉末涂料必须抵制所需的峰值温度融化,流动和固化的应用粉没有失去其结构完整性。此外,它应该释放游离甲醛在治疗温度的最小数量。

批次一致性。 达到一致的涂层应用程序,完成和光泽,MDF板必须有一个统一的表面从很多很多部分或部分。供应商控制和协议可接受的底物质量是极其重要的。

申请过程

满意的粉末涂料在MDF也极大地影响了应用程序和应用程序的设计过程。处理步骤,停留时间在每一个阶段,必须优化和应用条件和参数对粉质量和MDF衬底。几乎是不可能实现优质粉末涂料在MDF用旧金属涂层线。MDF部件应该从一个车站运输到其他的开销输送机或地面平皮带输送机。离散绘画过程包括四个阶段,即砂光、预热、粉末应用和充分固化。

砂光。 MDF衬底是切成一块一块所需的大小,这些作品都是在两个顶部和底部用砂纸磨,以及棱角,让所有表面光滑的感觉。喷砂粉尘和外国粒子被鼓风或真空,以防止表面缺陷。

预热。 MDF绝缘衬底,因此必须预热促进接地静电粉末的应用。预热控制出气,让多余的水和游离甲醛逃脱,同时保留最佳表面水分,以确保统一的表面电导率。预热还带来了董事会沉积粉末粒子的熔化温度和流量最大化润湿,从而很好地保证了MDF表面附着力。温度必须认真控制;温度过低会影响粉末沉积和附着力,温度过高时可以完全消除水分从圆和锐利的边缘,从而防止涂层覆盖在这些领域。使用正确的预热时间和温度是至关重要的实现最好的应用和粉粘附基质。预热时间和表面温度可以改变从5到15分钟在212到266°F(100到130°C),根据粉质量,所需完成的类型和基质的类型使用。一般来说,光滑的涂料需要预热温度高于变形涂料。

粉的应用程序。 统一的涂料,应该传送带化。预热烤箱和喷漆柜之间的距离也应该优化,以确保正确的表面温度在喷枪点。董事会在枪点温度通常是18到36°F(10到20°C)低于预热温度。为了确保统一完成,自动枪支与手动补漆点建议。粉末涂料厚度通常从4到6毫升不等。

固化。 自MDF导热系数差,很难达到均匀的温度分布在各地的MDF衬底除非烤箱精心设计对MDF的概要,包括对齐,新鲜空气摄入比例,再循环空气变化,等不均匀的温度分布将影响粉末沉积和完成,并可能导致缺陷如翘曲和开裂。预热和养护都进行对流加热烤箱或一个红外烤箱或两者的结合。结合红外/对流烤箱允许更多的控制加热的速率和程度的表面温度在融化阶段。粉末的红外能量迅速提高了温度和董事会水平足以融化和治疗粉。由于低导热系数的MDF,董事会的核心的温度仍远低于表面,从而有助于降低整体热应力和损伤对MDF有关。缩短固化时间和温度也对MDF减少热应力。

固化时间和有效的董事会的温度可能会有所不同从5到10分钟为284到320°F (140 - 160°C)低温热固性粉末涂料。well-compacted MDF的表面可以加热到302°F (150°C),不会基质损伤。治疗在应用程序的完整性厚度很重要,以确保有效的防潮层属性。在低涂层厚度,MDF可以从外部吸收水分和平衡湿度10至12%,从而导致开裂后的涂层。所以有必要外套边和边缘的MDF厚度提供全面的密封。

应用程序需求

粉末涂层MDF板最常使用在厨房和浴室柜,家具和办公家具制造业,因为他们的设计灵活性,广泛的颜色和杰出的化学和防沾污性。整体质量和完成预期类似于高压分层。美国规定的性能标准橱柜制造商协会(KCMA)和欧洲家具制造协会(FIRMA)这些行业的基准测试之后。这些规范涵盖众多要求,包括耐化学品、污点,划痕,磨损和热收缩,以及硬度高和灵活性。颜色、均匀性、光泽、完整性的治愈溶剂擦测试,加速风化(QUV)和防潮性能也很重要。KCMA指定符合染色抵抗茶、咖啡、醋、芥末、番茄酱、食用油、葡萄汁、酒精、清洁剂、水彩笔墨水,等等,而FIRMA坚持特定的测试,如耐沸水性和热老化。必须满足所有这些标准,以确保高质量的完成。

未来的挑战

尽管low-temperature-cure粉末和MDF生产的进步,许多挑战仍然存在。缺乏标准化MDF组成和生产实践带来了相当大的变化可用MDF的质量在世界各地的密度、粒度、水分水平和尺寸稳定性。这进一步加剧了温度和湿度的变化挑战是在热带,干旱和雨养地区,所有这些对MDF用粉末涂料涂覆性能有不利影响。

现有的热固化粉末涂料系统提供一个令人满意的解决方案选择的MDF质量。然而,未来的挑战是改善这一技术,使应用程序的健壮性上所有类型的MDF基质,无论内在质量的变化,而会议所需的美学和性能特征相当于高压分层和覆盖。另一个挑战是建立一个粉末涂料,可以产生一种木纹完成在一个冲程。进一步发展还需要产生一个low-temperature-curing树脂化学在热带气候条件下是稳定的,但能够固化温度低至248°F (120°C)或以下,这问题冒泡和MDF核心变形是可以克服的。

有了更多了解MDF基质上达到一个令人满意的粉末涂料应用程序。然而,额外的工作有待提高粉末涂层完成标准和视觉外观MDF匹配常用的层压制品的外观和乙烯基覆盖。

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