铝型材粉末涂料静电喷涂固化工艺过程的分析
粉末静电喷涂工艺(3篇)
第1篇摘要：粉末静电喷涂是一种高效、环保、经济的涂装工艺，广泛应用于汽车、家具、建筑、电子等行业。
本文将从粉末静电喷涂的基本原理、设备组成、工艺流程、质量控制等方面进行详细介绍，以期为粉末静电喷涂技术的应用提供参考。
一、引言随着工业技术的不断发展，涂装工艺在提高产品质量、延长使用寿命、美化外观等方面发挥着重要作用。
粉末静电喷涂作为一种先进的涂装技术，具有诸多优点，如环保、节能、高效、质量稳定等。
本文将对粉末静电喷涂工艺进行详细介绍。
二、粉末静电喷涂基本原理粉末静电喷涂是利用静电吸附原理，将粉末涂料喷涂到工件表面的一种涂装方法。
其基本原理如下：1. 喷涂：粉末涂料通过静电喷枪喷出，形成带正电荷的粉末粒子。
2. 静电吸附：带正电荷的粉末粒子在静电场作用下，被工件表面带负电荷的部位吸附。
3. 热固化：吸附在工件表面的粉末涂料在高温下熔化、流平，形成均匀、致密的涂层。
三、设备组成粉末静电喷涂设备主要由以下几部分组成：1. 粉末涂料供应系统：包括粉末料斗、螺旋输送器、定量分配器等。
2. 静电喷枪：用于将粉末涂料喷出，形成带正电荷的粉末粒子。
3. 静电发生器：产生高压静电场，使粉末涂料带电。
4. 烘干固化设备：用于将吸附在工件表面的粉末涂料加热固化。
5. 辅助设备：包括输送装置、工件悬挂装置、冷却装置等。
四、工艺流程粉末静电喷涂工艺流程如下：1. 工件表面处理：对工件进行除油、除锈、磷化等表面处理，提高涂层的附着力。
2. 粉末涂料选择：根据工件材质、要求和使用环境选择合适的粉末涂料。
3. 设备调试：调整粉末涂料供应系统、静电喷枪、烘干固化设备等，确保喷涂质量。
4. 喷涂：将工件悬挂在输送装置上，通过静电喷枪将粉末涂料均匀喷涂在工件表面。
5. 烘干固化：将喷涂后的工件送入烘干固化设备，加热固化粉末涂料。
6. 后处理：检查涂层质量，进行必要的修补和装饰。
五、质量控制粉末静电喷涂质量控制主要包括以下方面：1. 工件表面处理：确保工件表面处理质量，提高涂层附着力。
铝型材阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂及木纹处理工艺过程及发展
铝型材阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂及木纹处理工艺过程及发展铝型材阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂及木纹处理工艺过程及发展综述了国内外铝合金建筑型材表面处理技术的现状，重点介绍了铝型材阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂及木纹处理的生产流程和工艺规范，并对各种保护层的特点及其应用作了评述。
同时对建筑铝型材表面处理技术今后的发展趋势进行了展望，提出了未来应大力开发和推广的清洁环保、高效节能技术。
0 引言铝合金建筑型材是当今门窗和幕墙主要的结构材料，在世界范围内广泛应用［1］。
铝合金挤压型材（未经表面处理）外观单一，并且在潮湿大气中容易腐蚀［2］，因而很难满足建筑材料高装饰性和强耐侯的要求。
为了提高装饰效果、增强抗腐蚀性及延长使用寿命，铝型材一般都要进行表面处理。
因此，表面处理是铝合金建筑型材生产的一道必不可少且极为重要的工序。
铝型材表面处理技术因原理不同，其工艺也有较大区别。
根据保护层的性质和工艺特点，铝型材表面处理技术可分为阳极氧化处理、阳极氧化-电泳处理、有机涂层处理三大类［3］，其中，有机涂层处理包括粉末喷涂、氟碳漆喷涂和木纹处理（见图1）。
1 阳极氧化处理阳极氧化于20世纪50年代应用于铝型材生产，是应用最早也是目前应用最广泛的建筑铝型材表面处理法。
阳极氧化型材的突出特点是外观金属质感强。
1.1 阳极氧化工艺流程阳极氧化工流程见图21.2 机械预处理机械预处理主要有机械喷砂和机械抛光［4］。
机械喷砂是获得砂面型材的一个重要途径，由铝型材喷砂机完成。
机械喷砂可能完全消除表面缺陷和挤压条纹，得到比化学砂面（碱蚀砂面）更加均匀的哑光表面。
另外，机械喷砂在生产成本和环保上也具有较大优势。
机械抛光是铝型材抛光机上进行的。
将铝型材有规则地平放在工作台上，通过高速旋转的抛光轮与表面触压和磨擦，使表面光滑平整，直至达到镜面效果。
生产中常常用抛光来消除挤压条纹，因此，这时又称为“机械扫纹”［5］。
静电粉末喷涂工艺(3篇)
第1篇摘要：静电粉末喷涂是一种高效、环保的涂装工艺，广泛应用于汽车、家电、金属制品等行业。
本文将详细介绍静电粉末喷涂工艺的原理、设备、操作步骤以及注意事项，以期为相关从业人员提供参考。
一、引言静电粉末喷涂工艺是一种利用静电原理，将粉末涂料均匀喷涂在工件表面的涂装方法。
与传统涂装工艺相比，静电粉末喷涂具有以下优点：涂层均匀、附着力强、环保、节省涂料、干燥速度快等。
因此，静电粉末喷涂在工业生产中得到了广泛应用。
二、静电粉末喷涂原理静电粉末喷涂工艺主要基于静电原理，其基本原理如下：1. 粉末带电：在粉末输送过程中，粉末与输送管道、输送带等发生摩擦，使粉末带上静电。
2. 粉末吸附：带电粉末在静电场的作用下，被吸附到工件表面。
3. 粉末熔化：工件表面温度升高，粉末涂料熔化，形成均匀的涂层。
4. 固化：涂层在室温下或加热条件下固化，形成具有良好附着力的涂膜。
三、静电粉末喷涂设备静电粉末喷涂设备主要包括以下几部分：1. 粉末输送系统：包括粉末储存罐、输送泵、输送管道等。
2. 喷涂系统：包括喷枪、静电发生器、粉末回收系统等。
3. 烘干设备：包括烘干室、加热器等。
4. 辅助设备：包括工件输送设备、除静电设备等。
四、静电粉末喷涂操作步骤1. 准备工作：检查设备是否正常，调整设备参数，确保设备处于最佳工作状态。
2. 粉末准备：将粉末涂料倒入储存罐，调整粉末输送系统，确保粉末顺畅输送。
3. 喷涂：将工件放置在喷枪下方，开启喷枪和静电发生器，进行喷涂。
4. 烘干：将喷涂好的工件送入烘干室，进行烘干固化。
5. 冷却：烘干后的工件在冷却室中冷却至室温。
6. 检验：对涂层进行外观检查、附着力测试等，确保涂层质量。
五、静电粉末喷涂注意事项1. 粉末选择：根据工件材质、表面处理要求等因素选择合适的粉末涂料。
2. 喷枪调整：调整喷枪与工件之间的距离、角度等参数，确保涂层均匀。
3. 烘干温度：根据粉末涂料特性，调整烘干温度，确保涂层固化。
铝型材表面粉末静电喷涂生产工艺
收稿日期：２００６—１２—１２
作者介绍：杨奎（１９７６一），男，大学毕业，工程师，现工作于江苏
中大工业涂装环保有限公司，国家质检总局主办《中国国门时
报》的特约记者，技术业务部经理，目前主要的研究方向为涂装
工艺。
，
（上接第３９页）似于串联的连结方式，受型材质量及 挂具与型材接触面积较小的影响，挂具必须保持相当 的承重力；②中间部位使用的夹具应尽量减少夹具与 型材的接触面积，即减少夹具与型材的外表面（即建 筑装饰面）接触点的大小。因为接触点阻碍了粉末在 型材表面的吸附，形成一些细小的瑕疵，接触点越大， 瑕疵的面积越大；③要区分型材的装饰面与非装饰 面。一般情况下，消费者对型材装饰面的要求往往高 于对非装饰面的要求，墙壁及型材之间的咬合可掩盖 型材表面的一部分瑕疵；④型材挂具的挂放位置也 应遵循相应的原则，包括复杂面尽量放于水平位置， 水平左右两面是最易吸附粉末的地方，并且最复杂的 一面尽量偏向于同一个方向，表面积较大或结构复杂 的表面应禁止放于向下的位置，对于一些形状特殊的 型材，及时调整夹具的位置，使型材在挂具的位置保
零 理 梧 求
粒径，“ｍ 图１粉末粒径分布曲线
２．１．２铝型材质量
待用的铝型材表面应光滑、平整，当有轻微瑕疵 如碰伤、划伤、擦伤时，可在前处理之前进行适当的打 磨和修整，以保证产品的光泽，避免因漏检而增大生 产成本。 ２．２生产过程控制 ２．２．１铝型材表面处理
粉末静电喷涂技术的工艺流程00
粉末静电喷涂技术的工艺流程1.工件前处理2.喷粉 2.1粉末静电喷涂的基本原料2.2 粉末静电喷涂的施工工艺3.固化4.检查5.成品1 前处理工件经过前处理除掉冷轧钢板表面的油污和灰尘后才能喷涂粉末，同时在工件表面形成一层锌系磷化膜以增强喷粉后的附着力。
前处理后的工件必须完全烘干水分并且充分冷却到35℃以下才能保证喷粉后工件的理化性能和外观质量。
前处理工艺质量好坏直接影响粉末涂膜质量，前处理不好，造成涂膜易脱落，鼓泡等现象。
因此，前处理工作必须予以重视。
为了清洗掉铝制品表面存在着的污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物、残留油污、手印、轻微的划（擦）伤等，在表面处理之前，必须进行必要的表面预处理。
其一般工艺是：脱脂→水洗→碱蚀洗→一次水洗→二次水洗→中和→水洗。
（1）脱脂脱脂处理通常也称为除油，其目的是除去铝材表面的工艺润滑油、防锈油和其他污物，以保证在碱腐蚀工序中铝材表面均匀腐蚀和槽液清洁。
（2）碱洗碱洗腐蚀一般采用35-100g/L的NaOH为处理液，其目的是除掉铝材表面的污物，并将铝材表面自然氧化膜下的基体金属裸露，以利于氧化的顺利进行。
此工序为整个表面处理过程中铝溶解量最多的工序，其腐蚀量约为20μm，处理每平方米铝材可溶铝50g。
当碱洗液中溶铝量达30g/L 时则产生氢氧化铝沉淀，堆积于槽底形成坚硬固体物。
为防止沉淀，一般在生产中添加柠檬酸钠或葡萄糖酸钠（1.5g/L）。
（3）中和的目的主要是除掉碱腐蚀后残留在铝材表面的黑色腐蚀斑，以获得光亮的金属表面，同时也兼有中和碱液的作用。
常用的中和液为HNO3（相对密度1.42）100-400g/L或H2SO4（相对密度1.84）100-200g/L。
（4）水清洗在各道工序间采用流动水清洗，目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物，防止下道工序槽液遭受污染，确保处理的效率和品质。
2 喷粉2.1 粉末静电喷涂的基本原料用室内型环氧聚酯粉末涂料。
铝型材表面处理技术之静电喷涂工艺
四、耐盐雾性能试验：耐盐雾性能试验按 GB/T10125-1997 第 3.2.1 要求进行。涂层经盐雾试验后，按涂层上出现 红锈的时间从 120 小时到 1000 小时，分为四个等级。
五、湿热试验：湿热试验在湿热试验箱中进行，湿热试验箱应能调整和控制温度和湿度。 将湿热试验箱温度设定为 40℃±2℃，相对湿度为 95%±3%，将样品垂直挂于湿热试验箱中，样品不应相互接触。 当湿热试验箱达到设定的温度和湿度时，开始计算试验时间。连续试验 48h 检查一次，检查样品是否出现红锈。两 次检查后，每隔 72h 检查一次，每次检查后，样品应变换位置。240h 检查最后一次。标准中规定，只对 3 级和 4 级涂层进行耐湿热试验，要求涂层在 240 小时内不得出现红锈。
铝型材表面处理技术之静电喷涂工艺
随着铝型材在装饰行业的广泛应用，铝型材表面处理技术也发展迅速。静电喷涂和电泳涂漆是近 年来发展较快，技术较先进的铝型材处理工艺之一。静电喷涂的优点：节省能源、环保、无污染、 生产效率高，便于自动化生产，产品色彩繁多，能满足不同顾客色彩个性需求。电泳涂漆的优点： 表面光洁度高，色彩光泽晶莹，产品表层覆盖一层漆溶剂，比一般氧化铝合金型材更耐腐蚀。依据 项目预算，静电喷涂与电泳喷漆生产线投资额差不多，一般中型铝型材企业都有：熔炉--积压--氧化 生产线，但很少有企业能同时上静电喷涂与电泳涂漆两条生产线。如果能通过静电喷涂与氧化着色 工艺，生产出类似电泳涂漆产品，将降低投资，提高设备利用率，也是一项新的技术革新。经过一 年的工艺试验，该一产品得以实现，并可形成工业化生产。
喷粉工艺流程介绍
粉末喷涂的工艺流程用粉末喷涂设备(静电喷塑机)把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层;粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的最终涂层。
详细步骤：1、前处理目的：除掉工件表面的油污、灰尘、锈迹，并在工件表面生成一层抗腐蚀且能够增加喷涂涂层附着力的“磷化层”或“铬化层”。
主要工艺步骤：除油、除锈、磷化(铬化)、钝化。
工件经前处理后不但表面没有油、锈、尘，而且原来银白色有光泽的表面上生成一层均匀而粗糙的不容易生锈的灰色磷化膜(铬化膜)，既能防锈又能增加喷塑层的附着力。
常见前处理有浸泡式、喷淋式、瀑布式三种，浸泡式需要多个浸泡槽;喷淋则需要在喷涂流水线上设置一段喷淋线;瀑布式为溶液直接从高处顺着工件流下。
2、粉末喷涂目的：将粉末涂料均匀地喷涂到工件的表面上，特殊工件(包含容易产生静电屏蔽的位置)应该采用高性能的静电喷塑机来完成喷涂。
工艺步骤：利用静电吸附原理，在工件的表面均匀的喷上一层粉末涂料; 落下的粉末通过回收系统回收，过筛后可以再用3、固化目的：将喷涂后的粉末固化到工件表面上。
工艺步骤;将喷涂后的工件至于200℃左右的高温炉内20分钟(固化的温度与时间根据所选粉末质量而定，特殊低温粉末固化温度为160℃左右，更加节省能源)，使粉末浓融、流平、固化。
工作原理粉末喷涂利用静电喷涂的原理把干燥粉末状物吸附在喷涂现场金属铝型材上经过200℃以上高温烧烤后粉状物固化成为一层约60微米厚坚固光亮的涂层。
使产品表面平整光滑色泽均匀具极强的耐酸性、耐碱性、耐撞性、耐磨损能长期经受强烈紫外辐射和酸雨的侵蚀不出现涂层粉化、褪色、脱落等现象。
粉末喷涂铝型材在正常条件下使用寿命达30年。
其表面涂层在5-10年内保证不褪色、不变色、不龟裂。
其耐候性及而腐蚀性均优于普通铝材颜色多样化。
储藏方法1、远离火源、避免日光直接照射，应置于通风良好，温度在35℃以下场所。
铝型材粉末静电喷涂生产工艺控制
≤0. 002
≤0. 001
≤0. 002
工艺方法
硫酸锂提纯
碳酸锂合成
≥99. 50
≥99. 85
≤0. 01
≤0. 008
0
0
≤0. 006
≤0. 005
≤0. 02 ≤0. 004
≤0. 003 ≤0. 0005
≤0. 01 ≤0. 02
≤0. 025 ≤0. 003
≤0. 05
≤0. 025
≤0. 03
Keywords: alum inium alloy p rofile; static powder coating; control
粉末涂料是一种新型的不含溶剂 、100%固体粉末状环 保型涂料 , 它具有涂装效率高 、防护性和装饰性能好等优 点 ,受到了全世界的广泛重视 ,从而获得持续快速发展 。尤 其在铝建材方面 ,它与阳极氧化 、电泳涂装表面处理方法相 比 ,水 、大气的污染程度 、能耗明显降低 ,涂膜的机械性能如 硬度 、耐磨性 、耐酸性等指标却大幅提高 ,使用寿命比普通阳 极氧化铝材高出一倍 ,且色彩丰富 ,更能体现建筑的多样化 、 个性化 ,因此 ,用粉末涂料喷涂的铝建材 ,以其优异的耐久 性 、装饰性和加工成形性 ,深受用户好评 ,目前粉末静电喷涂 已成为国内铝型材表面处理中的热点 。喷涂生产工艺控制 , 是保证静电喷涂彩色铝型材表面质量的关键之一 ,笔者就此 问题进行探讨 。
尤其在铝建材方面它与阳极氧化电泳涂装表面处理方法相比水大气的污染程度能耗明显降低涂膜的机械性能如硬度耐磨性耐酸性等指标却大幅提高使用寿命比普通阳极氧化铝材高出一倍且色彩丰富更能体现建筑的多样化个性化因此用粉末涂料喷涂的铝建材以其优异的耐久性装饰性和加工成形性深受用户好评目前粉末静电喷涂已成为国内铝型材表面处理中的热点
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铝型材粉末涂料静电喷涂固化工艺过程的分
析
用差示扫描量热法(DSC)对聚酯/TGIC铝型材专用粉末涂料的非等温固化反应进行了研究，分析了粉末涂料固化反应过程，采用温度-升温速率图外推法确定了该体系的特征参数凝胶温度(TO)、固化温度(TP)和后处理温度(TF)分别为122℃,150℃,206℃；通过DSC测试分析，确定了该体系粉末涂料的最低固化温度为120℃左右，静电喷涂较佳的固化工艺参数为200℃/20min，为铝型材粉末涂料静电喷涂固化工艺过程控制的确定提供了重要的参考依据。
粉末涂料是不含溶剂的固体粉末状环保型涂料，具有良好的装饰性、保护性及较高的涂装效率，广泛应用于金属表面的涂饰，尤其是铝型材方面。
与铝型材常规表面处理方法如阳极氧化、电泳涂装相比粉末涂料色彩丰富，环境污染、能耗显著降低，涂膜的机械性能大幅提高，因此粉末涂料静电喷涂已经成为铝型材表面处理的主要方法之一。
粉末涂料固化过程，是指在静电引力作用下吸附在工件表面的粉末涂料粉层，通过高温固化处理达到具有一定机械性能、外观质量要求的涂膜的过程，是铝型材静电喷涂产品质量控制的关键生产工艺之一，其固化工艺条件好坏将直接影响到铝型材喷涂产品的外观、机械性能。
若涂层固化不好，经涂装的型材在挤压组装时涂层会出现开裂现象，则粉末涂料的使用价值不能得以实现。
本研究利用差示扫描量热法对铝型材常用的聚酯/TGIC粉末涂料的固化过程进行了分析，讨论了铝型材常用聚酯/TGIC粉末涂料的固化特性温度、等温固化温度，最低固化温度对铝型材固化过程的影响，为铝型材静电喷涂固化工艺过程的控制提供了重要的参考依据，并在生产实际过程中采用炉温跟踪仪检测证明其正确性。
1固化过程分析
1.1固化工艺过程
差示扫描量热分析技术(DSC)广泛应用于热固性粉末涂料固化过程研究。
采用铝型材专用聚酯/TGIC（(聚酯与TGIC的质量比为0.93：0.07)粉末涂料体系，以10℃/min等速升温进行DSC测试。
粉末涂料固化过程经历下面几个阶段：A区、B区出现2个峰。
分别为聚酯树脂与TGIC玻璃化转变、熔融过程，峰顶1，2的温度分别为62.97℃，98.8℃,C区为粉末涂料固化过程，有明显的放热峰存在，温度区域为120-200℃，峰底3温度约为
180℃，为粉末涂料固化最佳固化温度，考虑到生产配方中颜填料的加入，喷涂生产中固化温度增加到200℃较适宜，保证固化交联反应完全。
粉末涂料的熔融挤出生产过程中，挤出温度不能超过120℃，避免固化反应的发生导致粉末涂料有“渣滓”。
1.2固化特征温度的预测
采用铝型材专用聚酯/TGIC粉末涂料体系，分别以5℃/min,10℃/min,15℃/min，20℃/min升温速率进行DSC测试，DSC曲线。
随着升温速率的增加，热流量-温度曲线固化峰向上漂移，起始固化温度T0、固化温度Tp和后处理温度Tf，均随升温速度的增加向高温方向移动。
升温速度分别对固化反应特征值T0，Tp，Tf作图并线性拟合，外推到升温速度为0所得曲线。
固化特征温度起始固化温度(TO)、固化温度(TP)和后处理温度(TF)分别为122℃，150℃，206℃，动态升温法所获得TO,TP特征值不能直接用于喷涂固化工艺控制温度，因为在粉末涂料配方中还加入了大量颜填料，工业生产中实际控制固化温度高很多，但它为固化工艺条件的确定提供了理论依据。
1.3最低固化温度
为验证铝型材静电喷涂固化工艺的起始温度，在如下的条件进行DSC检测：采用铝型材用的聚酯/TGIC粉末涂料体系，选取固化温度为100℃，110℃，120℃，先分别在各自温度下保持30min后降至30℃，再以10℃/min升温速度升温至250℃，热流率-时间的变化关系曲线。
100℃,110℃的DSC曲线有固化峰，而120℃熔融保持30min后升温过程中无固化峰，说明粉末涂料样品在120℃，30min熔融过程中已经发生了交联固化反应，因此铝型材粉末静电喷涂固化过程中，为确保型材表面效果，熔融、流平过程温度尽可能在固化温度下保持一段时间，且粉末涂料生产过程中融熔挤出温度须低于120℃，才可能避免“结渣”现象出现。
1.4固化工艺温度的确定
铝型材粉末涂料静电喷涂工业生产大多采用等温固化连续工艺，选取铝型材用的聚酯/TGIC粉末涂料体系，分别对温度为160℃，180℃，200℃的条件下等温固化过程进行DSC测试.时间为30min，所测得热流率-时间的变化关系曲线。
相同的固化时间，聚酯/TGIC体系固化热流率随温度的升高而逐渐升高，达到一定固化时间后热流率趋于平稳，20min后热流率几乎不随时间发生变化，为确保固化反应完全，需保持一定的固化时间；不同等温条件下的热流率随温度升高固化峰变窄，升高温度达到相同的热流率所需时间越短，需要保持一定的固化时问，缩短固化反应
时间；但高温固化易使涂料配方中的助剂（如脱气剂安息香）因耐热性差而造成涂膜黄变，低温固化时间长生产效率低，铝型材静电喷涂工业生产中固化温度与时间确定为200℃/20min较适宜。
1.5生产过程温度控制
铝型材粉末静电喷涂固化工艺过程可分为升温、保温、冷却3个阶段。
升温段是粉末涂料的熔融、流平过程，获得较好表面效果;粉末涂料的固化交联反应主要发生在保温段，一定的温度与时间保证涂层交联固化反应完全，达到铝型材产品所需的机械性能。
某铝型材喷涂厂家的生产炉温控制曲线，采用聚酯HT8043SF50铝型材专用粉末涂料，Data炉温跟踪仪检测，型材预热升温8min达到固化温度（200℃)，保温段为200℃，20min确保固化，27min后出炉冷却，整个固化工艺过程为30min，实践证明其铝型材喷涂产品外观装饰与机械性能满足生产工艺要求。
2结语
非等温固化DSC方法分析了聚酯/TGIC体系粉末涂料固化反应过程，通过温度-升温速率图外推法确定了该体系的特征参数凝胶温度(TO)、固化温度(TP)和后处理温度(TF)分别为122℃，150℃，206℃。
等温固化过程进行DSC测试，实际最低固化起始温度120℃左右，铝型材静电喷涂工业生产中固化温度与时间控制在200℃，20min较适宜。
工业生产实践证明：采用Data炉温跟踪仪检测粉末涂料固化过程，型材预热熔融阶段升温8min，固化保温段为200℃，20min后出炉冷却，铝型材喷涂产品外观装饰与机械性能满足生产工艺要求。