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CN112724799A - 一种铝合金冲压门表面处理工艺及粉末涂料 - Google Patents

一种铝合金冲压门表面处理工艺及粉末涂料 Download PDF

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CN112724799A CN202011556569.8A CN202011556569A CN112724799A CN 112724799 A CN112724799 A CN 112724799A CN 202011556569 A CN202011556569 A CN 202011556569A CN 112724799 A CN112724799 A CN 112724799A
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张明
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赵呈祥
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Abstract

本发明属于铝合金冲压门表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金冲压门表面处理工艺及粉末涂料，旨在解决铝合金冲压门在冲压时的弯折位置表面发生涂层开裂现象的问题。本粉末涂料中各成分按重量份数分别为：聚酯树脂64‑72份，固化剂4.8‑5.4份，助剂0‑2.5份，着色剂0‑20份，填料0‑40份。本表面处理工艺大体为板材备料、板材前处理、粉末喷涂、木纹转印、贴膜保护及冲压造型。本发明的粉末涂料可提供良好的延展性，能够使铝合金门板冲压完成后的弯折位置的表面依然完好如初，从而达到美观的效果。

Description

一种铝合金冲压门表面处理工艺及粉末涂料
技术领域
本发明属于铝合金冲压门表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金冲压门表面处理工艺及粉末涂料。
背景技术
随着社会的不断进步和发展，人们对物质生活和精神生活方面都有了较大的变化，人们对精神生活的追求越来越高，尤其是对生活居住环境要求越来越高，而目前的装饰家居领域通常会消耗大量的木材，导致人们赖以生存的环境日益恶化，随着人们环保意识的增强，为了适应快速发展的需求，一些新兴装饰家居材料应运而生。
铝合金门因其材质较轻、密封性好、外形美观、加工方便、持久耐用、环保无污染等诸多优点而逐步被人们所接受，成为装饰家居材料的另一种选择。当前铝合金门多为平板结构，外观造型单一，且造型的地方多为粘结剂粘接固定，粘接剂有一定的使用寿命和有害气体挥发，影响了铝合金门的整体密封性、降低了绿色环保水平。现阶段铝合金门也有对门板进行冲压造型，其在进行冲压造型前，会先做好铝合金门板的表面处理，待表面处理完成后再冲压出铝合金门的图案造型。然而，在冲压时，铝合金门板弯折位置的表面处理涂层会出现开裂现象，影响了铝合金门面板的美观性，且开裂位置的耐腐蚀性能也会变差，影响了铝合金门的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝合金冲压门表面处理工艺及粉末涂料，旨在解决铝合金冲压门在冲压时的弯折位置表面发生涂层开裂现象的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提及的一种粉末涂料，所述粉末涂料中各成分按重量份数分别为：聚酯树脂64-72份，固化剂4.8-5.4份，助剂0-2.5份，着色剂0-20份，填料0-40份。
进一步，聚酯树脂为端羧基聚酯树脂，固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯，且聚酯树脂和固化剂之和占粉末涂料总量的55％-75％。
进一步，助剂包括有砂纹剂和膨润土，且膨润土的占比大于砂纹剂。
进一步，助剂还包括蜡粉、安息香和流平剂中的一种或多种，蜡粉为改性聚乙烯蜡，安息香为苯偶姻，流平剂为丙烯酸酯类共聚物，丙烯酸酯类共聚物的成分包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和丙烯酸羟乙酯。
进一步，着色剂为钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、群青蓝、酞青蓝中的一种或多种。
进一步，填料为沉淀硫酸钡。
本发明还提及一种铝合金冲压门表面处理工艺，包括如下步骤:
S1:板材备料，按需切割板材以完成备料；
S2:板材前处理，将切割后的板材依次进行水洗、预除油、脱脂、无铬钝化和烘干处理；
S3:粉末喷涂，采用上述的粉末涂料在前处理后的板材表面进行静电喷涂，喷涂膜厚为50-80μm，固化温度为205-220℃，固化时间为25-35min；
S4:木纹转印，将热转印木纹纸放置在粉末喷涂后的板材表面，并置于炉温为180-200℃之间的木纹转印炉内加热，时长为600-720S；
S5:贴膜并冲压，在木纹转印后的板材表面上粘贴一层保护膜，并对其进行冲压造型。
优选的，在S1步骤中，切割方式为激光切割，其切割激光功率3000W，切割速度2-12m/min，切割气压1300kpa，切割高度1.5mm，切割气体为空气。
优选的，在S2步骤中，包括如下分步：
S2.1、采用纯水进行初道水洗，水洗时间1min；
S2.2、使用脱脂剂先后进行预除油和脱脂处理，预除油时间1.5min，脱脂时间3.5min；
S2.3、采用纯水进行三道水洗，三道水洗时间分别为1.5min，1.5min，1min；
S2.4、使用无铬铝皮膜剂进行钝化处理，钝化时间1.5min；
S2.5、采用纯水进行末道水洗，水洗时间1min；
S2.6、采用烘干炉烘干，烘干温度为130±10℃，烘干时间2-3min；
其中，纯水的电导率小于1μs/m。
优选的，在S5步骤中，保护膜为PE材质，厚度为0.055±0.005mm，粘度4±0.5N/25mm；保护膜的粘贴采用平贴机，其平贴速度9.5m/min；板材的冲压采用压力机，其压力机吨位≥800T；板材的冲压模具整体平面度在0.05-0.1mm以内。
本发明的有益效果：
1、本发明采用新的粉末涂料配方，生产出延展性更好的耐冲压新型粉末涂料，解决了因为粉末涂料本身性能而导致铝合金门板冲压时弯折位置的喷涂涂层出现开裂现象的问题。
2、本发明采用新的表面处理工艺，解决了因为喷涂和冲压工艺不够完善而导致铝合金门面板冲压时弯折位置出现喷涂涂层开裂现象的问题。
总的来说，本发明的粉末涂料可提供良好的延展性，并能够使铝合金门板冲压完成后的弯折位置的表面依然完好如初，从而达到美观的效果。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的表面处理工艺流程图。
图2为板材外观对照图，其上方的板材为未使用本粉末涂料及表面处理工艺的效果，下方的板材为使用本粉末涂料及表面处理工艺的效果。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实施例中提及的一种粉末涂料，其中各成分按重量份数分别为：聚酯树脂64-72份，固化剂4.8-5.4份，助剂0-2.5份，着色剂0-20份，填料0-40份。
具体的，聚酯树脂采用端羧基聚酯树脂，其韧性更好、耐拉伸强度更高；固化剂采用异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)，其中，聚酯树脂的羧基和固化剂的环氧基反应，交联成网状，以固化成膜。而聚酯树脂和固化剂需按比例配合使用，一般占配方总量的55％-75％，两者之和的数量增加则涂层平整度和韧性增加；助剂主要有砂纹剂和膨润土，砂纹剂为一种表面调整助剂，主要起到调整涂层表面张力，制作砂纹状表面涂层的作用；膨润土需配合砂纹剂使用，起到调整砂纹表面光泽度的作用，其加量增加，则光泽度有所下降；助剂还可以包括有流平剂、安息香、蜡粉等，流平剂采用丙烯酸酯类聚合物，其主要成分有丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯；安息香采用苯偶姻，在粉末涂层中主要起到消泡的作用；蜡粉采用改性聚乙烯蜡，主要起到增加表面光滑度和硬度的作用；着色剂主要起到着色和遮盖作用，对涂层的机械性能影响较小，其颜料主要有一下几种，钛白粉是一种重要的无机化工白色颜料，主要成分为二氧化钛；炭黑是一种轻、松而极细的黑色粉末，主要成分为碳单体，作为黑色颜料；氧化铁红是一种无机物，化学式Fe2O3，红色或深红色无定形粉末，不溶于水，溶于盐酸和硫酸，微溶于硝酸；氧化铁黄主要成分是氧化铁，化学式Fe2O3·H2O，是氧化铁的一水合物，氧化铁最大的应用是作为颜料来使用；群青颜料是最古老和最鲜艳的蓝色颜料，鲜亮的蓝色微微透着一点红光，它无毒害、环保，属无机颜料范畴，分子式：Na6Al4Si6S4O20；酞青蓝是一种有机蓝色颜料，分子式是C32H16CuN8，该品为艳蓝色粉末，色泽鲜艳，着色力强，不溶于水及有机溶剂，各项性能优异，在非极性溶剂中不产生结晶增大；填料主要采用沉淀硫酸钡，在粉末涂料中主要起到提高涂层的耐磨性、耐热性、表面硬度等，一般加量在10％-40％之间，硫酸钡的加量增加，涂层的硬度和耐磨性随之增加，但韧性和平整度会有所下降，加量减少，涂层的韧性和平整度会提高，硬度和耐磨性会下降。
如图1所示，本实施例提及的一种铝合金冲压门表面处理工艺，包括如下步骤：
S1:板材备料，根据图纸设计准备出符合设计要求的冲压模具，再根据冲压模具要求，准备出冲压模具所需的铝板尺寸规格；铝板材备料的切割方式采用激光切割，切割激光功率3000W，切割速度12m/min,切割气压1300kpa，切割高度1.5mm，切割气体为空气，切割完成后得到满足要求的板材，完成备料。
S2:板材前处理，将S1完成后的板材进行水洗、预除油、脱脂、无铬钝化和烘干处理；具体为：首先将S1完成后的板材进行初道水洗(纯水，电导率小于1μs/m)处理，去除板材表面的灰尘和杂质，水洗时间1min；然后将初道水洗完成后的板材用脱脂剂LG808预除油处理，预除油时间1.5min；然后再用脱脂剂LG808对预除油完成后的板材进行脱脂处理，脱脂时间3.5min；脱脂完成后再分别对脱脂处理后的板材进行三道水洗(纯水,电导率小于1μs/m)处理，清除铝板材表面的脱脂剂，三道水洗时间分别为1.5min，1.5min，1min；然后再将三道水洗完成后的板材用无铬铝皮膜剂钝化处理，使板材表面形成一定厚度的钝化膜，钝化时间1.5min；然后在无铬钝化完成后的板材进行末道水洗(纯水，电导率小于1μs/m)处理，水洗时间1min；得到表面清洁无任何杂质的铝板材；最后将末道水洗完成的板材放进烘干炉烘干，烘干温度为130±10℃，烘干时间2-3min，烘干完成后得到前处理后的板材。
S3：粉末喷涂，采用新配比的延展性更好的粉末涂料，其各成分重量份数为：端羧基聚酯树脂64份，异氰尿酸三缩水甘油酯4.8份，砂纹剂0.2份，膨润土1份，氧化铁红4份，沉淀硫酸钡31份，如下表1，在S2完成后的板材表面进行静电粉末喷涂，使表面单侧均匀着色，喷涂膜厚50-80μm，固化温度为205-220℃，固化时间25-35min，固化完成后得到粉末喷涂铝板材。
表1：粉末涂料的配方数据
原料 数量
聚酯树脂 64
TGIC 4.8
硫酸钡 31
砂纹剂 0.2
膨润土 1
颜料 4
S4：木纹转印，将热转印木纹纸放置在S3完成后的板材表面，然后放置到炉温为180-200℃之间的木纹转印炉内加热，时间600-720S，通过加热的方式让木纹纸中的油墨热升华渗透到粉末涂层中，使板材颜色更加丰富，更加贴合木纹或理石等纹理，得到木纹转印后的铝板。
S5：贴保护膜，用板材平贴机在S4完成后的铝板表面贴上一层保护膜，以保证着色表面不会受后续冲压模具压合划伤；保护膜为PE材质，厚度0.055±0.005mm，保护膜的粘度4±0.5N/25mm，平贴速度9.5m/min，平贴完成后得到贴膜木纹转印铝板。
S6：冲压造型，将S5完成后的铝板放置在压力机的工作台上，进行冲压造型；冲压模具整体平面度要求0.05-0.1mm以内，压力机吨位≥800T，冲压完成后得到具有造型的铝合金门面板。
如图2所示，可明显看出未使用本配方粉末涂料喷涂的铝板材在冲压造型后弯折位置出现明显的裂纹现象，而使用了本配方粉末涂料喷涂后的铝板材在冲压造型后弯折位置完好如初，未发生裂纹现象，且色泽度保持较好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料中各成分按重量份数分别为：聚酯树脂64-72份，固化剂4.8-5.4份，助剂0-2.5份，着色剂0-20份，填料0-40份。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述聚酯树脂为端羧基聚酯树脂，所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯，且聚酯树脂和固化剂之和占粉末涂料总量的55％-75％。
3.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述助剂包括有砂纹剂和膨润土，且膨润土的占比大于砂纹剂。
4.根据权利要求3所述的粉末涂料，其特征在于，所述助剂还包括蜡粉、安息香和流平剂中的一种或多种，所述蜡粉为改性聚乙烯蜡，所述安息香为苯偶姻，所述流平剂为丙烯酸酯类共聚物，所述丙烯酸酯类共聚物的成分包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和丙烯酸羟乙酯。
5.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述着色剂为钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、群青蓝、酞青蓝中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述填料为沉淀硫酸钡。
7.一种铝合金冲压门表面处理工艺，其特征在于，包括如下步骤:
S1:板材备料，按需切割板材以完成备料；
S2:板材前处理，将切割后的板材依次进行水洗、预除油、脱脂、无铬钝化和烘干处理；
S3:粉末喷涂，采用如权利要求1-6任一项所述的粉末涂料在前处理后的板材表面进行静电喷涂，喷涂膜厚为50-80μm，固化温度为205-220℃，固化时间为25-35min；
S4:木纹转印，将热转印木纹纸放置在粉末喷涂后的板材表面，并置于炉温为180-200℃之间的木纹转印炉内加热，时长为600-720S；
S5:贴膜并冲压，在木纹转印后的板材表面上粘贴一层保护膜，并对其进行冲压造型。
8.根据权利要求7所述的铝合金冲压门表面处理工艺，其特征在于，在S1步骤中，切割方式为激光切割，其切割激光功率3000W，切割速度2-12m/min，切割气压1300kpa，切割高度1.5mm，切割气体为空气。
9.根据权利要求7所述的铝合金冲压门表面处理工艺，其特征在于，在S2步骤中，包括如下分步：
S2.1、采用纯水进行初道水洗，水洗时间1min；
S2.2、使用脱脂剂先后进行预除油和脱脂处理，预除油时间1.5min，脱脂时间3.5min；
S2.3、采用纯水进行三道水洗，三道水洗时间分别为1.5min，1.5min，1min；
S2.4、使用无铬铝皮膜剂进行钝化处理，钝化时间1.5min；
S2.5、采用纯水进行末道水洗，水洗时间1min；
S2.6、采用烘干炉烘干，烘干温度为130±10℃，烘干时间2-3min；
其中，纯水的电导率小于1μs/m。
10.根据权利要求7所述的铝合金冲压门表面处理工艺，其特征在于，在S5步骤中，保护膜为PE材质，厚度为0.055±0.005mm，粘度4±0.5N/25mm；保护膜的粘贴采用平贴机，其平贴速度9.5m/min；板材的冲压采用压力机，其压力机吨位≥800T；板材的冲压模具整体平面度在0.05-0.1mm以内。
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