带金属涂层的木制品及其制造工艺制造技术

本发明专利技术涉及带金属涂层的木制品的制备工艺及由此工艺得到的木制品。本发明专利技术提出的工艺主要是采用火焰喷涂的方法将线状或粉状的金属材料在氧气压力４０～９０牛／厘米＋［２］、乙炔压力４～８牛／厘米＋［２］条件下喷到木制品表面。对于需要特殊耐水、耐腐的木制品还可在喷涂后的涂层表面涂覆封孔层。本发明专利技术的喷涂方法不受被涂件形状的限制，涂覆效率高、设备简单、操作方便。带金属涂层的木制品同时具备耐蚀、耐磨、防蛀、阻燃、美观等功能。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及带涂层的木制品，及其制造工艺，尤其是涉及用火焰喷涂工艺制造带金属涂层的木制品。为了美化木制品及提高木材、木制品的防腐、防蛀、防水性能，目前国内外常用的方法是在其表面涂复油漆、清漆及漆和金属粉的混合物或高分子材料和金属粉的混合物及有机或无机化合物的粉末涂料，使用的有机或无机化合物粉末涂料一般也都是它们与漆类的混合物。带漆层的木制品有一定的防腐能力，也可得到不同色彩的表面。但由于这类涂层的涂复方法一般都是采用常温下的刷涂、喷涂或浸渍，因而涂层与木制品的结合强度较低，经过一段时间的冷热循环，日晒雨淋、摩擦、液体浸泡后，涂层易剥落、起皮、老化、磨损、最后导致木制品腐烂变质而失去其应有的价值和原有的美观程度。这种木制品在高温下(如300～400℃)不仅漆层变质、变形，而且木制品本身也极易烧焦和着火。带有无机或有机化合物粉末与漆类的混合物涂料的木制品及高分子材料或漆与金属粉末的混合物涂料的木制品，由于涂料中的各种粉末都是借助漆或高分子材料作为载体粘结涂敷在木制品表面，除了具有漆层木制品同样的弊端外，这类涂层的木制品不可能同时具备耐蚀、耐蛀、阻燃、高硬度、耐磨、抗冻及美观等功能。日本昭52-66604文献提出了一种木材的粉状涂料喷涂方法，该方法采用等离子流把粉状涂料喷涂到木材表面形成涂层。这种涂层使用粉状高分子材料或者粉状高分子材料与金属粉和金属氧化物粉的混合物。喷涂过程中主要是将熔融态的高分子材料乘载等离子火焰喷向木材表面，冷却后凝固在表面形成高分子涂层。或者是将含有金属粉和高分子材料粉末的涂料中的金属粉借助熔化的高分子材料乘载等离子流喷向木材表面，冷却后凝固在木材表面形成带有金属粉的高分子材料涂层。由于用这种方法制成的木制品的涂层中都不可缺少高分子材料，喷涂温度不能过高，否则会使高分子材料老化、烧焦、变质，因此涂料中的金属粉不会熔化，涂层的性能以高分子材料的性能为主、辅以金属粉的性能，与将金属粉和漆混合后刷涂在木材表面得到的涂层的性能相似。热喷涂技术是获得表面涂层的常用方法，已在金属、陶瓷、水泥制品方面广泛应用，尤其适合在这些制品的表面得到金属涂层。这一技术的特点是将金属涂料在喷涂过程中被加热到熔点以上，然后乘载火焰喷到制品表面，冷却后凝固在表面形成金属涂层，所形成的涂层具有该金属的属性。由于火焰喷涂技术具有设备投资小、操作简单等特点，与等离子喷涂技术相比，应用更为广泛。由于长期以来人们普遍认为木材和木制品属于低燃点的易燃物，尽管希望能利用热喷涂技术得到具有金属性能的表面涂层，但人们始终担心喷涂过程中的高温火焰和熔融态金属会损坏木制品表面或烧坏木制品。因此长期以来从未有人将热喷涂技术应用于木材，得到具有金属性能的表面涂层。在日本公开特许昭52-66604文献中虽然采用了等离子喷涂技术，但喷涂温度也只限于使高分子材料熔化，其中的金属粉并不熔化，所得到的涂层的性能仍不是以金属的为主。本专利技术的目的是提出一种带金属涂层的木制品，这种木制品具有人们需要的各种表面性能。本专利技术的另一个目的是所提出的带涂层的木制品同时具备耐腐、耐蛀、耐磨、阻燃、抗冻及美观等功能。本专利技术的再一个目的是提出一种在木制品表面获得金属涂层的工艺方法，用此方法得到的涂层与木材有牢固的结合强度，木材材质无损伤所使用的设备简单、操作方便。本专利技术的又一目的是所提出的工艺方法可以应用于各种材质的木材，而且不受被涂件形状的限制，尤其适用于形状复杂的木制品。本专利技术提出的木材或木制品表面的金属涂层的工艺方法是先将要涂复的木制品进行预处理，然后采用火焰喷涂的方法将线状或粉状的金属材料在氧气压力40～90牛/厘米2，乙炔压力4～8牛/厘米2条件下喷到木制品表面。使用的金属材料可以是纯金属、合金，也可以是各种化合物、各种混合物。对于需要特殊耐水、耐腐的木制品，还可在喷涂后的涂层表面涂复封孔层。被涂件在涂复以前应根据情况进行预处理，例如一般的清洁打磨处理。经过预处理后的洁净表面的木制品即可进行喷涂。与在金属制品上火焰喷涂涂层相似，可根据使用的金属材料的形状选用线材或粉末喷枪进行喷涂。为了得到所需要的木制品的表面性能，作为涂层的金属材料可以是纯金属、合金、化合物和混合物中的一种。喷涂时的工艺参数一般应控制在氧气压力40～90牛/厘米2，乙炔压力4～8牛/厘米2，以使金属材料熔化而木材表面温度不超过150-200℃。压力过低则金属材料未熔化，不能得到满意的涂层质量;压力过高则容易损伤木材表面。用火焰喷涂技术在木制品表面得到的金属涂层与在金属基体上得到的金属涂层相似，通过调整喷枪和基体表面的相对位移速度可得到不同涂层厚度(0.1～5毫米之间)的涂层。如需要表面光亮的涂层，可以对涂层进行布轮抛光，如果需要特殊的防腐、防水性能还可在涂层外涂复封孔层，如乙烯加铝粉、乙烯加铜粉或合金粉或金属陶瓷粉封孔层。用本专利技术所提出的工艺可以得到带金属涂层的木制品，根据最终对木制品的表面性能的要求，可以分别得到纯金属涂层、合金涂层、化合物涂层和混合物涂层。从所需涂层的颜色考虑，选用铜或仿金、铜合金可以得到金色系列的色调，选用铝或铝锌合金可以得到银白色系列的色调。从进一步提高木材及木制品的耐磨性、耐蚀性考虑，还可选用不同的金属氧化物。为了提高金属涂层的防腐防水能力，可在涂层外表面涂复封孔层。用本专利技术的工艺可以在木制品的表面容易地根据对木制品的不同的表面性能的要求获得各种金属涂层。该涂层具有金属的性能，喷涂中木材表面温度不超过200℃，不会伤及木材表面，使用的设备简单、操作方便，且喷涂效率高。以涂层厚度为0.1毫米计算，每人每小时可喷涂5～10米2。这种喷涂方法不受被涂件形状的限制，尤其适合形状复杂的木制品，不同部位容易得到厚度均匀的涂层。用本专利技术的工艺制得的带金属涂层的木制品，其涂层和木制品的结合强度高，可以根据需要使木制品具有各种表面性能。这种涂层的木制品有好的阻燃性，在450℃灼烧10分钟，表面无任何变化;有较高的表面硬度，洛氏硬度可达20以上，因此抗磨损能力比木材提高5～10倍;这种木制品既耐寒又耐冷热循环，在-20℃下保持100小时涂层不起皱;在-20℃保持100小时后马上以450℃灼烧，涂层不剥落、起皮;带有这种涂层的木制品耐大气和淡、海水腐蚀性提高;使用不同的金属，可以有不同的美观外表。因此本专利技术的木制品可以在建筑、木船、木桥、家具、木容器、设备、工艺美术制品等各方面广泛应用。通过下面的非限制性实施例，可进一步了解本专利技术的实施及效果。一、先将木材表面用砂纸打光、除油、除污后，使用不同的涂层材料，采用不同的工艺对木材表面进行涂复(见表1)。表 1 用表中所列的工艺参数在木制品表面喷涂过程中，木材表面温度在150～180℃之间，又由于喷涂时间极短，木材表面不受损伤。用仿金铜材作为涂料的5＃样品表面的涂层为金黄色，9＃样品的为黄色，6＃、7＃、8＃的为银白色。对1＃、4＃带漆层的木制品和其他带金属涂层的木制品作了性能对比试验，结果见表2。表 2试验项目 带漆层的木制品 带金属涂层的木制品结合牢度 用工具极易将漆层刮去 用工具极难将金属涂层刮去耐磨性 极易磨损 洛氏硬度达20以上，抗磨损能力提高5～10倍耐晒性 长时曝晒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木制品表面金属涂层的制备工艺，先进行木制品的预处理，然后在木材表面涂复涂料，其特征是所说的涂复涂料采用火焰喷涂，所说的涂料是线状金属材料和粉状金属材料中的一种，所说的火焰喷涂在氧气压力４０～９０牛／厘米↑〔２〕，乙炔压力４～８牛／厘米↑〔２〕下进行。

【技术特征摘要】
1.一种木制品表面金属涂层的制备工艺，先进行木制品的预处理，然后在木材表面涂复涂料，其特征是所说的涂复涂料采用火焰喷涂，所说的涂料是线状金属材料和粉状金属材料中的一种，所说的火焰喷涂在氧气压力40～90牛/厘米2，乙炔压力4～8牛/厘米2下进行。2.按照权利要求1所说的木制品表面金属涂层的制备工艺，其特征是所说的金属材料是纯金属、合金、化合物、混合物中的一种。3.按照权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立，王秉连，刘铭德，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]