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家具水性涂料的常用干燥方法

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家具水性涂料的常用干燥方法

发布日期:2023-03-21 00:00:00 作者: 点击:

  家具水性涂料的常用干燥方法
  水性涂料的涂层干燥是保证涂层质量的需要,是整个涂装过程中不可缺少的一道工序,直接影响生产成本和效率。
  涂层干燥后,对Z终产品的质量有很大影响。涂料干燥不好,漆膜会出现光泽差、橘皮、针孔等缺陷,漆膜会产生严重的内应力,降低漆膜的附着力;使用过程中会出现裂纹,失去保护和装饰功能,难以保证涂膜性能的稳定,获得良好的装饰质量。
  同时,涂层干燥是一个频繁且耗时的过程。因此,在现代生产中,如何加快涂料干燥速度,不仅关系到缩短生产周期、节约生产面积,也是实现施工连续化、自动化需要解决的关键技术问题。
  因此,研究水性涂料的干燥方法,对保证涂料质量、加快涂料施工效率具有重要意义。也是提高涂料干燥效率的重要途径,也是生产发展中的重要课题,具有重要的应用价值。
  水性木器涂料是一种以水为介质的涂料。水性涂料的固含量很低,一般只有20%-30%,含水量在70%左右。所以水性涂料在干燥过程中Z需要注意的就是水分的蒸发。
  接下来介绍水性涂料的成膜过程和水分蒸发过程。
  1水性涂料在家具上的成膜过程
  水性涂料的成膜过程是一种分子链缩合现象,一般可分为水挥发、颗粒变形和颗粒合并三个步骤。
  施工结束后,就是水分蒸发。当水性涂料的乳胶粒子占胶层的74%(体积)时,乳胶粒子相互接近,达到密实填充状态;其次,水分不断挥发,聚合物颗粒变形。毛细压力高于聚合物颗粒的变形阻力。介质越不稳定,压力越大。然后,聚合物颗粒聚集并结合形成连续的涂层;Z后,水继续蒸发。当压力达到每个粒子中的分子链向另一个粒子的分子链扩散的程度时,聚合物分子链逐渐相互扩散,从而使涂膜均匀,固化干燥过程完成。
  2研究水分挥发的过程
  理论上这是一个水性涂料的蒸发过程,符合由表及里的垂直干燥理论。在一阶段,树脂颗粒具有不规则的布朗运动,水在水-空气界面的蒸发速率与在纯水中相同。进入二阶段后,树脂颗粒的悬浮介质减少,使树脂颗粒相互靠近、聚集、凝结,导致水-气界面收缩,水-气界面总面积减小,水的蒸发速率迅速降低;在Z后阶段,水的蒸发速率不断降低,剩余的水通过膜中的毛细管扩散到膜的空气表面。
  整个过程从树脂颗粒表层向内部发展,水的蒸发速率随着含水量的降低而降低,含水量从颗粒间的间隙转移向聚合物转移转变。

山东水性漆厂

  3干燥方法
  木材的干燥过程是木材内部逐渐脱水的过程,而家具用水性涂料的干燥过程在很大程度上是涂料内部逐渐脱水的过程。从某种意义上说,他们之间有一些相似之处。因此,在进一步研究水性木器涂料的干燥方法时,可以借鉴比较成熟的干燥方法。在木材干燥领域,自然干燥、热风干燥、微波干燥、紫外线干燥、红外线干燥、太阳能干燥、高频干燥、组合干燥等干燥方法理论上适用于干燥水性涂料,但各种干燥方法在水性涂料应用中的具体技术参数需要研究。
  影响水性涂料涂装木家具干燥速度的主要因素是环境温度、相对湿度、漆膜厚度和气流速度。武忠跃等人认为,水性木器涂料可以加快干燥速度,提高涂层硬度,降低VOC,避免“干燥慢”带来的诸多弊端。蔡家彬等人。研究了微波干燥在聚氨酯水性木器涂料中的应用。结果表明,微波干燥后涂层中90%的水分被去除,而烘箱干燥的水分去除率仅为50%左右。微波干燥后,可对涂层进行干燥、抛光、堆叠和包装。
  不同的干燥方法对水性涂料的干燥速度和涂膜质量有明显的影响。以下是对水性涂料各种干燥方法的概述。
  01自然干燥
  水的蒸发潜热很高,达到2457.7kj/kg。水性涂料的蒸发需要吸收大量的热量。水的挥发受大气温度、湿度和风速的影响。挥发率随温度的升高而变大,随空气湿度的变大而减小,随风速的变大而变大。这是因为温度升高,分子热运动更加剧烈,液态水分子更容易摆脱其他水分子的吸引,变成水蒸气分子。但随着空气湿度的增加,水蒸气在空气中的比例增加,水蒸气分压增加,单位时间内更多的水蒸气分子变成液态水分子。因此,水的蒸发率随着空气湿度的增加而降低。风速越高,单位时间内从挥发表面带走的水分子越多,蒸发速度越快。
  自然干燥具有方法简单、应用广泛的优点,但也有干燥速度慢的缺点。在自然条件下,温度、湿度、风速不断变化,干燥速度和薄膜质量不稳定。如果温度高,湿度大或者湿度大,涂层容易变白,干燥速度慢。低温时干燥速度很慢,尤其是5℃时,水性涂料很难成膜。这些都是制约水性涂料应用的重要原因。
  02热风干燥
  热风干燥是一种加热干燥方法,利用40-60℃的热风作为热载体,将热能传递给工件表面的涂层,涂层吸收能量后固化成膜。一般以电或蒸汽为热源,先加热空气,热空气通过对流传递到涂层表面,使涂层快速干燥。
  用热风干燥时,涂层周围的热风就是加热介质。涂层总是有一定的厚度。热量从涂层表面传递到内部边界需要一些时间。热传递速率取决于涂层的厚度及其热导率。因此,对流加热时,涂层表面总是先被加热。在干燥的初始阶段,表层的水分Z强,涂层的固化从表层开始,然后逐渐扩展到底层,导致底层Z终干燥。
  热风干燥技术的应用可以明显加快涂料的干燥速度,并具有适应性强的特点。这是一种广泛使用的干燥形式。在大型家具厂,热风干燥线是目前溶剂型涂料强制干燥的主要形式。它用于干燥水性涂料。由于水性涂料干燥时间长,一方面需要研究干燥设备,另一方面需要研究干燥过程。干燥线各部分的温度、湿度、运行速度(干燥时间)和通风条件都会影响干燥质量和Z终的涂膜形成。
  03微波干燥
  微波是一种穿透性电磁波,波长为1mm-1m,频率为300mhz-300ghz。常用的微波频率是915-2450mhz。
  微波加热采用介质损耗原理,水的介电常数远大于干物质。电磁场释放的大部分能量被涂层中的水吸收。
  微波场以每秒上亿次的高速周期性地改变外加电场的方向,使水分子快速摆动,产生明显的热效应,使涂层内外温度同时快速上升。微波加热的优点是干燥速度快,不同物质选择性吸收微波;对干物质没有形状要求;薄膜的加热非常均匀,没有温度梯度,厚膜可以烘干。对于水分子来说,2450MHz微波的能量转换和损耗平衡Z好。这个频率的微波可以穿透30mm厚的水层,适用于干燥各种厚度的水性涂料。
  04紫外线干燥
  对于水性涂料,可采用紫外光固化干燥法。所谓紫外光固化,是指水性涂料的紫外光在波长为300-400nm的紫外线照射下固化的干燥方法。
  水性涂料含有少量光敏剂。光敏剂在紫外线的照射下,吸收特定波长的紫外线,分解产生活性基团,引发成膜物质的聚合反应,形成网状结构,固化涂层。紫外光固化具有涂层固化速度快、膜质量好的特点。但是...这种方法只能用来处理水性涂料的涂装,而且只能干燥成平面的家具饰面板材。
  05红外线干燥
  红外固化可用于干燥水性木器涂料。所谓红外固化,实际上就是家具面板及其涂层在红外照射下吸收辐射能并转化为热能,从而实现涂层的固化。
  红外线是介于可见光和微波之间的一种不可见光。波长为0.72-1000微米。按波长范围可分为“近”、“中”、“远”红外线,常用于涂料干燥。
  红外固化具有固化速度快、升温快、固化质量好的优点。但采用红外加热干燥涂层时,存在明显的温度梯度,其干燥由表面向内部延伸,不适合干燥厚涂层。红外线烘干只能加热红外线能到达的区域,不能用来烘干三维物体。

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