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1、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
2、，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
3、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. Th
4、rough 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 proce
5、ss 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 infra
6、red 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 basica
7、lly 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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
