一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法与流程

本发明属于粉末涂料加热制备领域，尤其涉及一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法。

背景技术：

1、水分散粉末涂料是一种结合了水性涂料和粉末涂料的双重优势的新型涂料。这种涂料以水作为分散介质，同时具有粉末涂料的特点，融合了两种涂料的优点，为环保、高效、多功能的涂装提供了新的选择。水分散粉末涂料作为一种水性涂料，不含挥发性有机溶剂，因此不会产生vocs，具有极低的挥发性，对环境友好，有利于改善大气质量，符合现代绿色环保的要求。而且水分散粉末涂料相比水性涂料还有以下优势：一次喷涂就可以得到偏厚的涂层70-100μm；水溶性物质少，水分蒸发快，对环境湿度敏感性低，方便施工。

2、水分散粉末涂料同时融合了粉末涂料的优点，可以形成均匀、平滑、高质量的涂层。水分散粉末涂料还具有高效利用率、节约原料、减少废料的特点，减少了涂料以及其中有机溶剂的使用量，有利于资源的节约和可持续发展。此外，水分散粉末涂料相比粉末涂料，还具有以下优势：厚度、光泽、施工方法的可调性和可控性高，可以根据不同的涂装要求进行灵活调配，获得满足特定需求的涂装效果；而且水分散粉末涂料在施工过程中，清洗和更改颜色更容易，也从根本上避免了粉尘飞扬、爆炸的危险。

3、因此，水分散粉末能够广泛应用于汽车制造、家具制造、建筑装饰、电器电子、工业设备制造等领域。在汽车制造领域，可以用于汽车车身、内饰、零部件等的涂装，具有优异的防腐蚀、耐磨、高光泽等特点。在家具制造领域，可用于各类家具表面的涂装，形成耐用、美观的涂层。在建筑装饰领域，适用于室内外墙面、天花板、地板、金属构件等的涂装，提供多样的颜色和装饰效果，方便的施工性和更小的室内环境污染。在电器电子产业中，可用于电器外壳、电子产品外观等的涂装，具有绝缘性和保护功能。在工业设备制造领域，可用于工业设备、机械零部件、管道等的涂装，提高设备的使用寿命和性能。

4、水分散涂料的固化方式主要包括热空气固化、红外热辐射和紫外光固化等几种主要方式。热空气固化是通过热空气使涂料固化成膜。喷涂工件后，通过烘烤，使涂料水分蒸发且涂料中的固体颗粒状成分熔融、交联，形成连续、均匀、致密的涂层。热固化可以根据不同的涂料和需求调整固化温度和时间，以达到最佳的固化效果。同时，热空气固化的固化过程不受光线等外界条件影响，具有较好的适应性。目前在主流方式是利用可燃气体加热、油加热、煤加热或电加热空气等，其中尤以可燃气和油加热使用最为广泛。由于空气的热导率低，这导致热空气固化过程需要较多的时间和能源，且可能对温度敏感的基材产生影响。

5、红外辐射加热固化水分散粉末涂料时，粉末涂料受到红外线辐射，直接产生热量。红外辐射是一种电磁波辐射，其波长位于可见光和微波之间。红外辐射能够直接将能量传递给物体的表面，使其迅速加热。在红外辐射加热固化过程中，涂料中的光引发剂吸收红外光能量，产生热量，引发涂料分子间的交联反应，从而形成固化膜。红外辐射加热固化具有速度快、节能、环保等优点，适用于涂层固化。红外辐射的渗透能力有限，通常只能加热物体的表面或浅层。对于较厚的涂层，特别是对于热敏感的基材，红外辐射的能量可能无法深入，导致内部固化不足。固化效果受到涂料配方和性质的影响。一些特定类型的涂料可能对红外辐射的响应较差，导致固化不均匀或不完全。

6、紫外光固化水分散涂料是通过加热使水分蒸发后，用紫外光照射使涂料颗粒在极短时间内发生固化反应，形成坚硬、致密的涂膜。这种固化方法不需要高温，在紫外光固化过程中，涂料中的光引发剂吸收紫外光能量，产生自由基或离子，引发涂料分子间的交联反应，形成固化膜。此外，紫外光固化适用于对基材热敏感的情况。不过，紫外光固化的固化深度较浅，需要确保涂料能够较好吸收紫外光，因此涂料的透明度、基材和涂布厚度等因素会影响固化效果。

7、现行固化方法虽然基本能够满足固化工艺性能要求，但是仍然存在能耗高、无法厚涂、需要额外光引发剂等缺点。随着水分散粉末涂料产品在市场上的销量与日俱增，有必要开发一种新的固化方法来克服现行方法的诸多不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，以解决现有加热固化方法存在的能耗高、温度不均、固化不完全和效率低等问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案，包括如下步骤：

3、步骤一：将水分散粉末涂料喷涂于基材表面，使水分散粉末涂料均匀地附着于基材表面，形成喷涂基材；

4、步骤二：将喷涂基材置放于微波加热装置的载物结构上，并置于微波加热装置的微波加热腔中；

5、本步骤中，微波过程中使用的微波装置为s波段微波装置，微波频率为2450mhz±50mhz或者915mhz±25mhz，或所述微波装置为变频微波装置；

6、步骤三：取出步骤二中微波加热后的基材，并置于空气中冷却至室温，即得到固化后的涂层。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

8、(1)本发明采用s波段商用频率或是变频微波加热来代替现行的加热固化方式，加热快，温度易于控制，加热深度深，水分散粉末涂料升温均匀，可大幅提高能源利用效率；

9、(2)采用s波段(2-4ghz)或是变频微波加热水分散粉末涂料时，由于水分子极性极强，可大量吸收微波，因而水分子快速升温，可实现水分散粉末涂料中水分快速蒸发；

10、(3)采用s波段(2-4ghz)或是变频微波加热水分散粉末涂料时，由于微波对水分子和涂料与基材界面处的选择性加热，一方面，水分子的升温速率高于粉末涂料颗粒，水分子的高温会向温度较低的粉末涂料颗粒传递，另一方面，界面处的高温向较低温度的涂料颗粒和涂层传递，从而实现水分散粉末涂料中粉末涂料颗粒的快速熔融固化；

11、(4)有效地提高了水分散粉末涂料的固化效率和固化完成度。

技术特征：

1.一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，其特征在于：所述步骤一中，所述水分散粉末粉料的粉末的中位径为0.1-500μm。

3.如权利要求1所述的一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，其特征在于：所述步骤二中，喷涂基材，可以连续或非连续的方式，进入至微波加热腔。

4.如权利要求1所述的一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，其特征在于：所述步骤二中，加热水分散粉末涂料至其固化温度160-250℃，保持该温度8-3分钟。

5.如权利要求3所述的一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，其特征在于：所述步骤二中，喷涂后的基材连续进入微波加热腔的方式为通过传送带进入。

6.如权利要求1所述的一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，其特征在于：所述步骤二中，微波加热装置内设有横梁或传送带，所述横梁或传送带上设有挂钩，将喷涂水分散粉末涂料的基材置于挂钩上，挂钩和传送带的材质为屏蔽微波的材质。

7.如权利要求1所述的一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法，其特征在于：所述步骤二中，水分散粉末涂料的温度保持采用红外或热电偶控温装置。

技术总结
本发明涉及涂料加热制备领域，尤其公开了一种水分散粉末涂料的微波加热固化方法；包括如下步骤：步骤一：将水分散粉末涂料喷涂于基材表面，使水分散粉末涂料均匀地附着于基材表面，形成喷涂基材；步骤二：将喷涂基材置放于微波加热装置的载物结构上，并置于微波加热装置的微波加热腔中；本步骤中，微波过程中使用的微波装置为S波段微波装置，微波频率为2450MHz±50MHz或者915MHz±25MHz，或所述微波装置为变频微波装置；步骤三：取出步骤二中微波加热后的基材，并置于空气中冷却至室温，即得到固化后的涂层。本发明中，通过微波加热来代替现行的加热固化方式，加热快，温度易于控制，加热深度深，水分散粉末涂料升温均匀，可大幅提高能源利用效率。

技术研发人员：张辉,祝京旭,刘卫,朱新平
受保护的技术使用者：广东西敦千江粉漆科学研究有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8