本发明涉及一种涂料涂布工艺。
背景技术：
表面涂装即指对金属和非金属表面覆盖一层具有保护性、功能性或装饰性涂层的表面处理工艺，随着现代工业技术的发展，已逐步深入到国民经济的各个领域。表面涂装是一个系统工程，它包括涂装前对被涂装物表面的处理、涂料涂布和涂层干燥三个基本工序。按涂布方式可分为：空气喷涂、无气喷涂、静电喷涂、粉末喷涂、电泳涂装等不同的工艺。其中，喷涂工艺容易产生涂料微粒，飞散到空气中形成雾霾，影响大气，对环境造成破坏，污染性较强。而且其工艺过程对涂料的消耗较大，成本高。而电泳涂装工艺只能用在导电的底材上，多种金属制品不宜同时电泳涂漆，因它们电泳时的破坏电压不同，工作电压不一致(不同的材质需要不同的药水及不同的色浆。)；涂不同的颜色涂膜要在不同的槽中进行。涂装的物体烘干后，不可能进行第二次电泳涂装。电泳涂装的设备复杂，投资费用高，耗电量大，施工条件严格，工艺复杂，产生大量的污水排放。且电泳涂装涂膜颜色单一，涂料贮存过久则会导致稳定性不好控制，这也是电泳涂装的不足。而传统的浸渍和淋涂的方式对涂料的流平性要求较高，若涂料的粘度过高，则容易出现涂层厚度不均匀，粘度过低容易出现流挂现象，一般用于浸渍和淋涂的涂料干燥速度慢，影响生产效率。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有的涂料涂布技术存在的不环保、漆膜均匀性差、生产效率低等问题，提供一种涂料涂布工艺，减少污染、节能减排、提高工艺的生产效率，提高涂层装饰性、保护性、功能性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种涂料涂布工艺，包括以下工序，分别为：
工序一：将涂料施加于被涂装工件的涂装面上；
工序二：对被涂装工件进行整平操作，形成涂层；所述整平操作包括：利用压力气体吹扫被涂装工件的涂装面，形成涂层；
工序三：整平后的涂层进行干膜操作，使涂层固化成型。
进一步地，在工序一中，在施加涂料之前对被涂装工件的涂装面进行前处理，所述前处理包括对被涂装工件进行碱洗、酸洗、水洗、表面机械处理中的一种或多种。
进一步地，在工序一中，采用浸渍的方式在被涂装工件的涂装面施加涂料，所述浸渍包括：将被涂装工件的涂装面置于涂料的液面以下，使涂料完全覆盖涂装面，浸渍时间控制在3～240s，浸渍完后将工件取出。
进一步地，在工序一中，采用淋涂的方式在被涂装工件的涂装面施加涂料，所述淋涂包括：通过喷嘴将涂料涂布到涂装面上，喷嘴与涂装面的内夹角保持在30°～90°之间，距离0.5～2.0mm。
进一步地，所述整平操作中，采用具有第一出风口的第一吹扫装置对带有涂料的涂装面进行吹扫，第一出风口沿与涂装面平行的方向，从涂装面的一端向另一端移动，从第一出风口吹出的气流压力为0.03～0.80Mpa，流速为5～100m/s。
进一步地，从第一出风口吹出的气流方向与涂装面之间的夹角为10°～90°，第一出风口与涂装面距离0.5～15.0mm。
进一步地，所述第一吹扫装置包括多个相互平行设置的排状第一出风口。
进一步地，所述工序二中，在所述整平操作之后还包括防流挂操作，所述防流挂操作为：采用具有第二出风口的第二吹扫装置对带有涂料的涂装面进行沿吹扫，第二出风口沿与涂装面平行的方向，从涂装面的一端向另一端移动，从第二出风口吹出的气流压力为0.03～0.50Mpa，流速为5～100m/s，气流温度大于或等于40℃。
进一步地，从第二出风口吹出的气流方向与涂装面之间的夹角为10°～90°，第二出风口与涂装面距离1.0～25.0mm。
本发明主要针对表面涂装工艺中的涂料涂布工序进行创新，该发明将涂料与流动压力空气分离，在被涂装表面施加涂料，接着利用流动压力空气将被涂装表面的涂料整平均匀后进入干膜工序。该发明避免了涂料微粒的飞散及废水的排放，适用于流体涂料在多种材料表面的涂布，大幅提高了生产的效率、漆膜的均匀性以及涂料的利用率，同时本发明降低了涂装工艺中对流体涂料的性 能和被涂装工件材料的要求，通过压力气体辅助涂料的流平过程和表干过程，提高涂层的流平性和光泽度，尤其对于固体含量高、黏度大或固化时间长的涂料改善尤为明显，防止了流挂现象的发生，被涂装工件可以是金属或非金属材料，工艺适应性强。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种涂料涂布工艺，包括以下工序，分别为：
工序一：将涂料施加于被涂装工件的涂装面上；
工序二：对被涂装工件进行整平操作，形成涂层；所述整平操作包括：利用压力气体吹扫被涂装工件的涂装面；
工序三：将整平后的涂层进行干膜操作，使涂层固化成型。
为了使涂料与涂装面有更好的结合效果，本发明在施加涂料之前可对被涂装工件的涂装面进行前处理，用以消除被涂物表面上的各种油污(如润滑油、乳化液、油脂、汗渍等)和尘埃，以及改变涂装面的物化性质，根据不同的涂装面材料可采用不同的表面处理技术。
对于金属类工件的涂装面，通过“预脱脂--水清洗--中和--表调--磷化--水清洗--烘干”的工艺进行表面油脂、氧化物的清除，其中的磷化工艺是在金属工件表面形成一层稳定的不溶性磷酸盐膜层，磷酸盐膜层可提高金属表面与涂料的亲和性，为良好的涂装基底，有利于提高金属类工件与涂料之间的结合力；
对于木制品工件的涂装面，应先对木制品表面进行去木毛，清除表面粗糙的木质纤维，再通过碱洗和水洗除去表面树脂和油脂，对局部位置进行修整，包括对颜色较深位置进行漂白，对虫眼和裂缝进行嵌补。
对于塑料制品工件，同样需要表面脱脂处理，进一步优选对塑料制品的表面进行极化处理，增强表面极性，增加表面张力，有利于后续涂料的扩展流平效果。
本涂装工艺所应用的涂装面不限于上述应用范围，同样工艺也可用于陶瓷、皮革、建筑等涂装领域，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
作为一种优选方式，在工序一中，采用浸渍的方式在被涂装工件的涂装面施加涂料，其操作步骤包括：将被涂装工件进行装挂调整，移动至浸渍槽上方，被涂装工件下降，将被涂装工件的涂装面置于流体涂料的液面以下，涂装面处于流体涂料液面的1mm以下，保证涂料完全覆盖涂装面，浸渍时间控制在3～240s，保证流体涂料对被涂装表面的充分润湿，浸渍时间应根据所需涂层的厚度和所用涂料的性质进行调整，需在流体涂料液面成膜前将工件取出，防止漆膜粘附在被涂装表面影响涂装膜的质量，完成浸渍后将工件取出，进行下一步的压力气体的整平操作。
作为另一种优选方式，在工序一中，采用淋涂的方式在被涂装工件的涂装面施加涂料，其操作步骤包括：将涂料储存于高位槽中，通过喷嘴将涂料从斜上方呈帘幕状喷淋到涂装面上，喷淋方式可为自重式喷淋或泵压式喷淋，被涂装工件的下方设有回收槽，用于回收多余的涂料，通过涂料泵送到高位槽循环使用，喷嘴呈倾斜设置，与涂装面的内夹角保持在30°～90°之间，距离0.5～2.0mm，此处的内夹角指的是喷嘴与涂装面所呈的较小夹角。
浸渍和淋涂分别为本发明优选的两种涂料施加方式，这两种涂料施加方式与常用的空气喷涂、无气喷涂、静电喷涂、粉末喷涂相比，不会在空气中产生大量的涂料微粒，避免了对大气的污染，相比于电泳涂装来说，产生的污水少，避免了大量污水的排放，对环境友好，同时这两种涂料施加方式的耗能较低，涂料利用率较高，降低了生产成本。
针对浸渍和淋涂对涂料的流平性、粘度要求较高，易出现流挂现象，以及涂层干燥速度慢，生产效率低的不足，本发明做出了进一步的改进，增加了涂装面上涂料施加后的整平操作，包括有流动压力气体的整平操作和流动压力气体的防流挂操作。
设置了第一吹扫装置，其主要作用是对涂料层进行整平，通过第一吹扫装置在带有涂料的涂装面喷出一定压力的气体进行吹扫，第一吹扫装置的第一出风口呈排状设置，与涂装面平行设置，第一吹扫装置的第一出风口与涂装面的距离一致，从涂装面的一端吹扫至另一端，所述第一出风口与涂装面呈一定夹角，其夹角保持在10°～90°，第一出风口与涂装面距离0.5～15.0mm，第一吹扫装置喷出的气体斜向吹向涂装面，碰触到涂装面后往外扩散，在涂装面上形成空气流动层，推动涂装面上的涂料向外流动，促进涂料的流平效果，被涂装工件底部设有回收装置进行涂料回收利用。吹扫的气体压力为0.03～0.80Mpa， 风速为5～100m/s，控制第一出风口的压力风速一致，从而控制涂层的厚度、均匀度一致，使得涂料的表面光滑平整，有利于提高高光涂料的光泽度。该涂装工艺在进行气体整平时，第一吹扫装置与涂装面之间发生相对位移，可以是固定第一吹扫装置，采用夹具移动被涂装工件，也可以是固定被涂装工件，移动第一吹扫装置进行吹扫，也可以是第一吹扫装置和被涂装工件均发生位移。在被涂装工件较大、移动难度高的情况下，优选固定被涂装工件，移动第一吹扫装置进行吹扫；在被涂装工件便于运输和装夹的情况下，优选固定第一吹扫装置，采用夹具移动被涂装工件。
现有涂料趋向于高固体含量的方向发展，高固分涂料是一种环境友好型涂料，减少了涂料中溶剂的使用，减少了生产和涂布过程中的大气污染，但固体含量的提高会导致涂料粘度的提高，不好控制涂层厚度，造成涂料浪费；对涂料流平性造成影响，容易发生表面不平整现象，本发明公开的压力气体整平的工艺，能够很好地解决此类问题，通过调整气体压力有利于控制涂层厚度，该涂装工艺可促进现有大部分涂料的流平性，尤其是高固分涂料，如果要求平整度较高的，可在第一吹扫装置设置多排第一出风口，相互平行设置，使其达到要求的平整度。
本发明还设置有第二吹扫装置，其主要作用是加快涂料的表干速度，防止流挂现象，通过第二吹扫装置在带有涂料的涂装面喷出一定压力的气体进行吹扫，第二吹扫装置的第二出风口呈排状设置，与涂装面平行设置，第二吹扫装置的第二出风口与涂装面的距离一致，从涂装面的一端吹扫至另一端，所述第二吹扫装置吹出的气流方向与涂装面呈一定夹角，其夹角保持在10°～90°，第二出风口与涂装面距离1.0～25.0mm，第二吹扫装置喷出的气体斜向吹向涂装面，碰触到涂装面后往外扩散，在涂装面上形成空气流动层，吹扫的气体压力为0.03～0.50Mpa，风速为5～100m/s，气体温度大于或等于40℃。吹扫气体的温度可根据不同的涂料性质进行调整，加快涂层表面的成膜速度，防止发生流挂。该涂装工艺在进行气体吹扫时，第二吹扫装置与涂装面之间发生相对位移，可以是固定第二吹扫装置，采用夹具移动被涂装工件，也可以是固定被涂装工件，移动第二吹扫装置进行吹扫，也可以是第二吹扫装置和被涂装工件均发生位移。在被涂装工件较大、移动难度高的情况下，优选固定被涂装工件，移动第二吹扫装置进行吹扫；在被涂装工件便于运输和装夹的情况下，优选固定第二吹扫装置，采用夹具移动被涂装工件。
前文提及的第一吹扫装置和第二吹扫装置可为现有的带有风刀的气体发生装置，本发明并不限定所采用的吹扫装置的型号以及吹扫气体的类型，吹扫气体可为空气、氮气、氧气等，吹扫装置也可为相应的气体发生装置。
工序三是将经过上述工序二处理过的涂装面进行进一步的干膜处理，根据采用不同的涂料可进行不同的干膜处理，可采用自然干燥、风干、高温固化、辐射固化、光固化等干膜形式。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的一种涂料涂布工艺。
本实施例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，具体包括以下步骤：
步骤一：
对板状钢材进行涂装前处理，使用夹具装夹板状钢材，将板状钢材投入到碱洗槽中，除去表面油污，碱洗后的板状钢材再进行水洗，中和处理，接下来对板状钢材进行表面调整，将板状钢材投入到草酸溶液中处理，将表面调整后的板状钢材投入磷酸盐溶液中进行磷化，在板状钢材表面形成一层磷化膜，然后再对板状钢材进行水洗、烘干，完成前处理过程；
步骤二：
在板状钢材表面施加涂料，将涂料储存于高位槽中，通过喷嘴将涂料从斜上方呈帘幕状喷淋到板状钢材上，使得涂料覆盖板状钢材表面，被涂装工件的下方设有回收槽，用于回收多余的涂料，通过涂料泵送到高位槽循环使用，喷嘴呈倾斜设置，与涂装面的内夹角保持在60°，距离1.0mm；
步骤三：
进行流动压力气体的整平操作，通过第一吹扫装置在带有涂料的板状钢材表面上喷出一定压力的气体进行吹扫，第一吹扫装置的第一出风口呈排状设置，与涂装面平行设置，第一吹扫装置的第一出风口与涂装面的距离一致，从涂装面的一端吹扫至另一端，所述第一吹扫装置与涂装面形成内切角，其内切角保持在60°，第一吹扫装置与涂装面距离2.0mm，吹扫的气体压力为0.05Mpa，风速为7m/s，吹扫气体温度为常温；
步骤四：
进行流动压力防流挂操作，通过第二吹扫装置在带有涂料的板状钢材表面 上喷出一定压力的气体进行吹扫，第二吹扫装置的第二出风口呈排状设置，与涂装面平行设置，第二吹扫装置的第二出风口与涂装面的距离一致，从涂装面的一端吹扫至另一端，所述第二吹扫装置与涂装面形成内切角，其内切角保持在60°，第二吹扫装置与涂装面距离4.0mm，吹扫的气体压力为0.03Mpa，风速为5m/s，吹扫气体温度为60℃；
步骤五：
将步骤四处理后的板状钢材进行表面烘干操作，使涂层固化成型。
将实施例1所得样品标记为S1。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的一种涂料涂布工艺。
本实施例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，本实施例大部分实施步骤与实施例1一致，具体区别在于：
步骤三中，第一吹扫装置的气体压力为0.1Mpa，风速为15m/s；
将实施例2所得样品标记为S2。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的一种涂料涂布工艺。
本实施例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，本实施例大部分实施步骤与实施例1一致，具体区别在于：
步骤三中，第一吹扫装置的气体压力为0.2Mpa，风速为25m/s；
将实施例3所得样品标记为S3。
实施例4
本实施例用于说明本发明公开的一种涂料涂布工艺。
本实施例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，具体包括以下步骤：
步骤一：
对板状钢材进行涂装前处理，使用夹具装夹板状钢材，将板状钢材投入到碱洗槽中，除去表面油污，碱洗后的板状钢材再进行水洗，中和处理，接下来对板状钢材进行表面调整，将板状钢材投入到草酸溶液中处理，将表面调整后的板状钢材投入磷酸盐溶液中进行磷化，在板状钢材表面形成一层磷化膜，然后再对板状钢材进行水洗、烘干，完成前处理过程；
步骤二：
在板状钢材表面施加涂料，将板状钢材移动至浸渍槽上方，板状钢材下降，将板状钢材的涂装面置于涂料的液面以下，涂装面处于涂料液面的2mm，保证涂料完全覆盖涂装面，浸渍时间控制在10s，保证流体涂料对被涂装表面的充分润湿，完成浸渍后将工件取出；
步骤三：
进行流动压力气体的整平操作，通过第一吹扫装置在带有涂料的板状钢材表面上喷出一定压力的气体进行吹扫，第一吹扫装置的第一出风口呈排状设置，与涂装面平行设置，第一吹扫装置的第一出风口与涂装面的距离一致，从涂装面的一端吹扫至另一端，所述第一吹扫装置与涂装面形成内切角，其内切角保持在60°，第一吹扫装置与涂装面距离2.0mm，吹扫的气体压力为0.1Mpa，风速为20m/s，吹扫气体温度为常温；
步骤四：
进行流动压力防流挂操作，通过第二吹扫装置在带有涂料的板状钢材表面上喷出一定压力的气体进行吹扫，第二吹扫装置的第二出风口呈排状设置，与涂装面平行设置，第二吹扫装置的第二出风口与涂装面的距离一致，从涂装面的一端吹扫至另一端，所述第二吹扫装置与涂装面形成内切角，其内切角保持在60°，第二吹扫装置与涂装面距离4.0mm，吹扫的气体压力为0.03Mpa，风速为5m/s，吹扫气体温度为60℃；
步骤五：
将步骤四处理后的板状钢材进行表面烘干操作，使涂层固化成型。
将实施例4所得样品标记为S4。
实施例5
本实施例用于说明本发明公开的一种涂料涂布工艺。
本实施例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，本实施例大部分实施步骤与实施例4一致，具体区别在于：
步骤四中，第二吹扫装置的气体压力为0.1Mpa，风速为15m/s，吹扫气体温度为90℃。
将实施例5所得样品标记为S5。
实施例6
本实施例用于说明本发明公开的一种涂料涂布工艺。
本实施例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，本 实施例大部分实施步骤与实施例1一致，具体区别在于：
步骤四中，第二吹扫装置的气体压力为0.2Mpa，风速为25m/s，吹扫气体温度为130℃。
将实施例6所得样品标记为S6。
对比例1
本对比例用于对比说明。
本对比例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，具体包括以下步骤：
步骤一：
对板状钢材进行涂装前处理，使用夹具装夹板状钢材，将板状钢材投入到碱洗槽中，除去表面油污，碱洗后的板状钢材再进行水洗，中和处理，接下来对板状钢材进行表面调整，将板状钢材投入到草酸溶液中处理，将表面调整后的板状钢材投入磷酸盐溶液中进行磷化，在板状钢材表面形成一层磷化膜，然后再对板状钢材进行水洗、烘干，完成前处理过程；
步骤二：
在板状钢材表面施加涂料，将涂料储存于高位槽中，通过喷嘴将涂料从斜上方呈帘幕状喷淋到板状钢材上，使得涂料覆盖板状钢材表面，被涂装工件的下方设有回收槽，用于回收多余的涂料，通过涂料泵送到高位槽循环使用，喷嘴呈倾斜设置，与涂装面的内夹角保持在60°，距离1.0mm；
步骤三：待板状钢材上的涂料自然流平后进行表面烘干操作，使涂层固化成型。
将对比例1所得样品标记为D1。
对比例2
本对比例用于对比说明。
本对比例采用市售高光热固性金属涂料和板状钢材进行实施效果分析，具体包括以下步骤：
步骤一：
对板状钢材进行涂装前处理，使用夹具装夹板状钢材，将板状钢材投入到碱洗槽中，除去表面油污，碱洗后的板状钢材再进行水洗，中和处理，接下来对板状钢材进行表面调整，将板状钢材投入到草酸溶液中处理，将表面调整后的板状钢材投入磷酸盐溶液中进行磷化，在板状钢材表面形成一层磷化膜，然 后再对板状钢材进行水洗、烘干，完成前处理过程；
步骤二：
在板状钢材表面施加涂料，将板状钢材移动至浸渍槽上方，板状钢材下降，将板状钢材的涂装面置于涂料的液面以下，涂装面处于涂料液面的2mm，保证涂料完全覆盖涂装面，浸渍时间控制在10s，保证流体涂料对被涂装表面的充分润湿，完成浸渍后将工件取出；
步骤三：待板状钢材上的涂料自然流平后进行表面烘干操作，使涂层固化成型。
将对比例2所得样品标记为D2。
性能测试
对上述制备得到的S1、S2、S3、S4、S5、S6以及D1、D2进行如下性能测试：
采用磁性测厚仪对四种样品进行涂层厚度测试，采用20°入射角光泽仪进行涂层的光泽度测量，对涂层表面的平整度进行目测观察，确定其流平效果和是否出现流挂现象，记录其表干时间和实干时间。
得到的测试结果填入表1。
表1
从表1的测试结果可以看出，通过本发明公开的涂装工艺制备的涂层在流平性方面相比于传统工艺有了较为显著的改善，S1、S2、S3、S4、S5、S6的样品均未出现流挂现象，涂层的平整度和光泽度较D1、D2好，同时，经过本发明工艺处理的涂层的表干时间和实干时间都有所缩短，尤其是表干时间，有利于提高生产效率。
对比S1、S2、S3和D1的测试结果可知，通过本发明公开的涂装工艺制备的涂层能够对涂层厚度进行调整，而D1中的涂层厚度较大，且不具备可调性，其调整过程主要与流动压力气体的整平操作中的气体压力和流速控制有关，气体压力越大和流速越快，则成型的涂层厚度越小，具体操作中可根据涂料的适宜厚度进行调整，有利于涂料的充分利用，避免涂料浪费。
对比S4、S5、S6和D2的测试结果可知，通过本发明公开的涂装工艺制备的涂层在表干时间上明显缩短，有利于防止流挂现象的产生，同时也有利于涂装效率的提高，其加速涂层干燥固化的过程主要与流动压力气体的防流挂操作中的气体压力和气体温度有关，气体压力越大、涂层厚度越小、气体温度越高，涂层的干燥速度越快，同时本发明通过上一步的流动压力气体的整平操作防止了干燥速度过快对流平性的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。