木器涂装与金属卷材(coil coating)长期依赖溶剂型或水性烘烤工艺,能耗高、占地大。电子束(EB)固化在无需加热、毫秒成膜的同时提供高交联密度,是这两个领域绿色化、高速化的重要方向。蒂森EB电子束固化色浆针对木材与金属基材的附着与耐候需求进行了体系设计,本文以三个工程案例说明其在家具木器、铝卷材和汽车零部件上的应用效果。产品体系详见蒂森产品中心。
图1 电子束固化涂装产线(150~300 kV加速)
木器与卷材用EB色浆是指适配木材、铝及镀锌钢等硬质基材的无溶剂EB着色涂料。其机理为电子束直接电离丙烯酸酯齐聚物产生自由基,瞬间交联成膜;因不靠光引发剂吸收紫外光,可实现深色与厚膜深层固化,且低温成膜不损伤木材。
图2 蒂森EB色浆(高浓度、低黏度)
某板式家具厂在中密度纤维板(MDF)上采用蒂森EB清漆加色浆体系,色浆添加量5%~8%,辊涂后经175 kV、30 kGy固化,线速60 m/min。涂层按GB/T 4893测耐酒精与耐污,按GB/T 9286测附着0级,表面铅笔硬度达H,热压后无变色。
某铝卷材厂生产建筑外墙用彩色铝板,改用蒂森EB钛白/灰色浆,涂膜厚度约20 μm,固化剂量40 kGy。按ISO 12944做中性盐雾1000 h无红锈,按GB/T 1771测耐盐雾,色差ΔE≤2.0,柔韧性按GB/T 6742通过2 mm轴弯曲。
某汽车内饰金属支架厂采用蒂森EB黑色浆,在电泳底涂之上做功能性着色层,固化剂量50 kGy。按ASTM D3359测附着5B,按GB/T 1732测耐冲击50 kg·cm合格,耐湿热循环后无起泡脱落。
图3 EB加速与真空辐照系统
| 指标 | 典型值 | 标准 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 刮板细度 | ≤5 μm | GB/T 6753.1 | 高光泽表面 |
| 铅笔硬度 | H~2H | GB/T 6739 | 木器/卷材 |
| 附着 | 0级/5B | GB/T 9286 / ASTM D3359 | 底涂匹配 |
| 耐中性盐雾 | 1000 h无红锈 | ISO 12944 / GB/T 1771 | 铝卷材 |
| 固化剂量 | 30~50 kGy | 剂量片 | 厚膜/深色取高值 |
建议:①金属基材先做磷化或铬锆化底涂;②木器注意含水率控制在8%~12%;③厚膜分层固化。详见蒂森官网。
蒂森EB色浆在家具木器、铝卷材与汽车零部件等硬质基材上实现了低温高速固化与良好的附着、硬度和耐盐雾性能,替代溶剂型烘烤工艺可显著降低能耗与VOC。
Q1:EB固化会烧坏木材吗?
A:EB为冷固化,不依靠加热,配合快速线速,MDF/木材温升很小,正常工艺不导致开裂或变色。
Q2:铝卷材为什么要做底涂?
A:裸铝附着有限,磷化或铬锆化底涂可提高层间附着与耐盐雾,保证ISO 12944耐久。
Q3:厚膜为什么要提高固化剂量?
A:深色与厚膜吸收电子能量更多,提高至40~50 kGy可保证深层交联。
Q4:EB色浆涂膜硬度能到多少?
A:在合适配方下铅笔硬度可达H~2H(GB/T 6739),满足木器与卷材耐磨需求。
Q5:EB固化比烘烤节能吗?
A:EB无需炉温烘烤、开机即产,综合能耗与占地显著低于传统溶剂烘烤线。