CN103086744A

CN103086744A - 在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺

Info

Publication number: CN103086744A
Application number: CN2013100048646A
Authority: CN
Inventors: 张卫星; 涂清华; 王宏倍; 张帆
Original assignee: XIANYANG RESEARCH DESIGN INSTITUTE OF CERAMICS
Current assignee: XIANYANG RESEARCH DESIGN INSTITUTE OF CERAMICS
Priority date: 2013-01-07
Filing date: 2013-01-07
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-01-07
Also published as: CN103086744B

Abstract

本发明提供一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，将有机干粉涂料由喷枪中喷出，通过喷枪与待喷涂的建筑陶瓷制品坯体表面间存在高电压的静电场，将带有与坯体相反电荷的有机干粉涂料在静电作用下紧紧吸附于坯体表面，然后对坯体进行一定时间的低温烘烤，使有机干粉涂料与坯体完整结合，达到装饰目的。由此生产工艺制造的有机饰面可形成传统陶瓷饰面无法比拟的多彩纹理，并可实现整体个性化装饰，适用的产品范围较广。而且经过此工艺处理的产品具有抗菌、抗静电、抗划伤、耐高温、降低光污染、热反射、皮革触感等多种效果。

Description

在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺

技术领域

本发明提供一种将有机干粉涂料通过静电喷涂工艺在建筑陶瓷制品表面进行涂装的工艺，属于建筑卫生陶瓷装饰技术领域。

背景技术

建筑卫生陶瓷装饰技术指应用陶瓷装饰材料——色釉料和坯体加工技术对建筑卫生陶瓷制品表面进行技术处理，从而使制品达到功能性、实用性和艺术性之效果，满足人们的需要。装饰技术能够加强建筑卫生陶瓷制品的艺术效果，提高制品的性能和档次，对制品的质地和造型起着衬托、美化的作用，并对提高我国建筑卫生陶瓷产品的整体质量起着举足轻重的作用。

建筑陶瓷制品主要包括陶瓷外墙砖（板）、陶瓷内墙砖（板）、陶瓷地砖（板）、陶瓷天花板材、陶瓷屋面瓦、烧结瓦、琉璃瓦等。在我国，对这些制品的坯体表面装饰效果通常采用湿法施釉装饰技术处理。常见的施釉工艺有喷釉、甩釉、淋釉、刷釉和浸釉，人们通常根据坯体的种类、性质、尺寸和形状以及生产条件来选择施釉方式和釉浆参数。

其中喷釉工艺是应用喷釉装置——喷枪通过压缩空气把含有一定水分的色釉料雾化，喷洒在制品坯体的表面，经过一定的高温烧结，使色釉料与坯体完整结合，达到装饰目的的装饰技术。它是一种无机材料湿法施釉装饰技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，由此生产工艺制造的有机饰面可形成传统陶瓷饰面无法比拟的多彩纹理，并可实现整体个性化装饰。

本发明的工艺是：本发明利用干粉涂料喷枪，将有机树脂粉末涂料由喷枪中喷出，在静电作用下紧紧吸附于坯体表面，然后对坯体进行低温烘烤，使有机树脂粉末涂料熔融、流平、固化，在坯体表面形成坚硬的涂膜，使有机树脂粉末涂料与坯体完整结合，然后对坯体进行冷却，即得具有装饰效果的陶瓷制品。

其中有机树脂粉末涂料由74％～76％有机树脂、0.8％～1％的色料、19％～21％的填料、2％～4％的助剂组成。

其中烘烤温度不超过250℃，时间为5分钟～15分钟。

所述树脂粉末涂料一般性粒径分布为：D10：9.77μm，D50：42.56μm，D90：88.60μm；平均粒径为30～40μm，相对密度1.2～1.7。

所述有机树脂是环氧树脂或聚酯树脂。

所述色料分为有机颜料和无机颜料，无机颜料是炭黑、二氧化钛或氧化铁，有机颜料是酞青蓝、喹吖啶酮红、吡咯并吡咯红、吡咯并吡咯红、苯并咪唑酮橙或异吲哚啉酮黄。

所述填料是硫酸钡或碳酸钙。

所述助剂是铝粉、铜粉、云母、四氟乙烯蜡粉、CAB树脂、甘脲树脂、聚丙烯酸酯、聚醚、硅酮、复合盐、多元酸混合物、GMA树脂、聚乙烯蜡、季铵盐、极性脂肪酸树脂或脂肪酸盐。

本发明是一种新颖的有机材料干法静电喷涂装饰工艺，与无机材料湿法施釉装饰工艺的差异如下表所列：

本发明喷涂装饰工艺还具有以下特点：

1.适用的产品范围较广，不仅适用于表面平整的陶瓷砖（板）类产品，如陶瓷外墙砖（板）、陶瓷内墙砖（板）、陶瓷地砖（板）、陶瓷天花板材；而且适用于异型建筑陶瓷装饰材料，如屋面瓦、烧结瓦、琉璃瓦等。

2.所使用的干粉涂料属于纯固体，不含溶剂材料，不含有毒化学物和重金属，碳化合物释放量低，所以不具有有害气体污染。

3.经过功能性技术处理的产品具有抗菌、抗静电、抗划伤、耐高温、降低光污染、热反射、皮革触感等多种效果。

同时该工艺还具有以下优点：

1.节能：烧制温度低，可取代一些陶瓷制品的二次烧成。

2.减排：工艺制造过程低碳排放，无挥发物VOC，无废水排放，无噪音产生，干粉涂料可回收循环。

3.环保：干粉涂料不含溶剂材料，不含铅镉和重金属，无放射性物质。

4.高效：该工艺技术可实现自动化连续生产，从素坯到成品仅15分钟内完成，生产周期短。

附图说明

图1是粒度分布示意图。

图2是静电涂装原理示意图。

图3是涂装流程示意图。

图4是烘烤成膜示意图。

图5是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

静电喷涂是利用电晕放电现象使有机树脂粉末涂料吸附在坯体表面。如图2所示，其过程是：有机树脂粉末涂料由供粉***借压缩空气送入喷枪，在喷枪前端加有高压静电发生器产生的高压，喷嘴处电位为-12KV至-80KV，依据不同坯体和环境进行调整，坯体接地，其中的微细气孔具有导电作用（多空的结构赋予坯体一定的吸水率，水可以作为导电物质附着于坯体表面），坯体表面电位为0KV。由于电晕放电，在喷枪喷嘴附近产生密集的电荷，有机树脂粉末由枪嘴喷出时，形成带电干粉涂料粒子，它受静电力的作用，被吸到坯体表面。如图3所示，随着喷上的粉末增多，电荷积聚也越多，当达到一定厚度时，由于产生静电排斥作用，便不继续吸附，从而使整个坯体获得一定厚度的粉末涂层。

如图4所示，低温烘烤是将已涂装完成的坯体放入烤炉中经烘烤受热使粉末熔融、流平、固化，即在坯体表面形成坚硬的涂膜。一般210℃～220℃时烘烤5分钟或者180℃～190℃烘烤10分钟后坯体冷却后成为成品。

其中有机树脂粉末涂料的一般性粒径分布为：D10：9.77μm，D50：42.56μm，D90：88.60μm；平均粒径为30～40μm；相对密度1.2～1.7。如图1所示。

其中有机树脂粉末涂料的配方为：

有机树脂的作用主要是提供成膜载体，有机树脂一般选用环氧树脂或聚酯树脂。

环氧树脂是粉末涂料专用环氧树脂，常温下为固体状态，平均聚合度一般n=4,平均环氧值Ev=0.12mol/100g。

聚酯树脂可选用类型较多，主要包括含羧基固体聚酯树脂和含羟基固体聚酯树脂。一般分子量2000-8000之间。依据不同应用环境要求，可以选用不同类型聚酯树脂。

色料的作用主要是提供色彩，色料一般选用有机颜料和无机颜料，皆不含重金属等有害物质。无机颜料一般选用炭黑、二氧化钛、氧化铁等。有机颜料一般选用酞青蓝、喹吖啶酮红、吡咯并吡咯红、吡咯并吡咯红、苯并咪唑酮橙、异吲哚啉酮黄等。

填料的作用主要是提供遮盖力，填料一般选用硫酸钡或碳酸钙等无机物。

助剂的作用主要是提供功能性效果，比如抗菌，热反射，产生特殊花纹等，并改善最终涂膜性能和效果。

比如提高表面外观的流平剂有聚丙烯酸酯、聚醚和硅酮等；降低表面光泽的消光剂有复合盐、多元酸混合物、GMA树脂和聚乙烯蜡等；提高粉末涂料带电性的静电剂有季铵盐、极性脂肪酸树脂和脂肪酸盐等。

比如产生砂纹效果的四氟乙烯蜡粉；产生锤纹效果的CAB树脂；产生皱纹效果的甘脲树脂等；形成特殊花纹的纹理剂；形成特殊效果的金属效果颜料和珠光云母效果颜料，金属效果颜料常用铝粉、铜粉通过分散加工而成；珠光云母效果颜料，含有片状或者球状云母，从不同角度观察会表现出不同的颜色和效果。

现在结合具体实施给出两个产品实例：

实施例1：

有机树脂粉末涂料的配方为环氧树脂75.0％，二氧化钛0.5％，喹吖啶酮红0.4％，硫酸钡20.8％，聚丙烯酸酯1.2％，四氟乙烯蜡粉1.0％，甘脲树脂0.6％，铝粉0.5％。

低温烘烤：220℃时烘烤5分钟。

实施例2：

有机树脂粉末涂料的配方为聚酯树脂75.0％，氧化铁0.2％，酞青蓝0.7％，硫酸钡20.8％，聚醚0.3％，聚乙烯蜡0.3％，四氟乙烯蜡粉0.7％，甘脲树脂0.5％，铜粉1.5％，云母0.2％。

低温烘烤：180℃烘烤10分钟。

以下是相关检测数据：

物理测试:

测试性能	测试方法	测试结果或数据
			耐弯曲性	GB/T1185、AS1580402.1,ISO9227	通过3mm
附着力	GB/T9286、AS1580408.4	通过1级以上
			杯突	BS3900-E4、ISO1520	通过>7mm
铅笔硬度	AS1580405.1	最小F级
			反冲击	GB/T1732、AS3715Section2.8	通过2.5mm
抗热震性	GB/T3810.9	无炸裂和裂纹
			抗釉裂性	GB/T3810.11	无釉裂
抗冻性	GB/T3810.12	无裂纹和剥落

[0053] 化学和耐侯性能测试:

Claims

1.一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是将有机树脂粉末涂料由喷枪中喷出，在静电作用下紧紧吸附于坯体表面，然后对坯体进行低温烘烤，使有机树脂粉末涂料熔融、流平、固化，在坯体表面形成坚硬的涂膜，使有机树脂粉末涂料与坯体完整结合，然后对坯体进行冷却，即得具有装饰效果的建筑陶瓷制品。

2.如权利要求1所述的一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是有机树脂粉末涂料一般性粒径分布为：D10：9.77μm，D50：42.56μm，D90：88.60μm；平均粒径为30～40μm，相对密度1.2～1.7。

3.如权利要求1所述的一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是有机树脂粉末涂料由74％～76％有机树脂、0.8％～1％的色料、19％～21％的填料、2％～4％的助剂组成。

4.如权利要求1所述的一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是烘烤温度不超过250℃，时间为5分钟～15分钟。

5.如权利要求3所述的一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是所述有机树脂是环氧树脂或聚酯树脂。

6.如权利要求3所述的一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是所述色料分为有机颜料和无机颜料，无机颜料是炭黑、二氧化钛或氧化铁，有机颜料是酞青蓝、喹吖啶酮红、吡咯并吡咯红、吡咯并吡咯红、苯并咪唑酮橙或异吲哚啉酮黄。

7.如权利要求3所述的一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是所述填料是硫酸钡或碳酸钙。

8.如权利要求3所述的一种在建筑陶瓷制品表面进行有机干粉静电喷涂的工艺，其特征是所述助剂是铝粉、铜粉、云母、四氟乙烯蜡粉、CAB树脂、甘脲树脂、聚丙烯酸酯、聚醚、硅酮、复合盐、多元酸混合物、GMA树脂、聚乙烯蜡、季铵盐、极性脂肪酸树脂或脂肪酸盐。