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水性漆到底該如何幹燥?我們如實分析了這幾種方法!

2022-04-19由 魯班園 發表于 農業

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水性漆在傢俱行業裡,是個“不新也不老”的話題,“不新”是因為水性漆已在行業推行多年,在各個層面取得一定的進展和突破,但對很多企業來說,

水性漆的使用仍然存在諸多問題

,是個需要不斷摸索和實踐的“不老”挑戰。

如何有效進行水性漆乾燥,便是這“不老挑戰”中的重中之重,難之又難。如果幹燥達不到,漆面過早封閉,內部水分不能及時排幹,就會造成漆面變色、發矇、附著力差等問題。所以從某種程度上來說,

水性漆效果的好壞取決於水性漆乾燥是否徹底而有效

本文將梳理目前市場上主流的水性漆乾燥方法,以期給行業在“如何選擇水性漆乾燥方式”上,帶來一些參考和些許的反思。

水性漆到底該如何幹燥?我們如實分析了這幾種方法!

01

正確認識水性漆的乾燥原理

關於水性漆的乾燥,有一個非常普遍的認知誤區,就是認為水性漆對乾燥裝置和施工工藝的要求,與油性漆一樣。

我們需明確知道,水性漆跟油性漆的區別,在於稀釋溶劑的不同。稀釋劑不同,乾燥機理自然也不同,

水性漆的揮發速度要遠遠小於油性漆的揮發速度

。因為水的蒸發潛熱大於普通的有機溶劑。

【蒸發潛熱:蒸發潛熱是指在恆定溫度下,使某物質由液相轉變為氣相所需要的熱量。】

水性漆的乾燥,主要取決於漆中水分揮發的快慢,

除了與溫度有關,還與環境的溼度有關

。通常來說,

溼度越大,揮發速度越慢

。如果水性漆在比較大的溼度環境中施工,不但漆膜乾燥慢,塗層還容易發白和脫皮。

水性漆到底該如何幹燥?我們如實分析了這幾種方法!

如果在

低溫下施工

(特別是在5℃下),

水性漆同樣幹得慢,成膜不好

。這是因為低溫導致工件表面溫度降低,會對塗層後續的流平、乾燥都帶來很大的負面影響。

水分揮發慢、易咬底和起皺,且低溫的塗層在乾燥區遇到較高的空氣加熱,會導致塗料表層與裡層產生較大溫差,塗料表層迅速乾燥,將水分鎖死在塗層內部,造成塗層長時間無法實幹。

參考:

溫溼度的控制對水性漆乾燥十分重要,據筆者採訪獲悉,採用晾曬房乾燥,應保證房內溫度在25℃-28℃,溼度在50-65%,採用微風迴圈。】

因此,

擇合適的塗裝乾燥工藝和裝置是水性漆施工成與敗的關鍵

。其實水性漆的施工條件不算苛刻,只要充分認識水性漆的乾燥原理,完善施工環境,就能保證漆膜質量。

水性漆到底該如何幹燥?我們如實分析了這幾種方法!

02

常用的水性漆乾燥方法

水性漆的乾燥方法有很多種,不同的乾燥方式對水性漆的乾燥速度和成膜質量的影響都不相同,在裝置投入、綜合能效方面也存在差異,

企業應該結合自身情況,選擇合適的水性漆乾燥

。此外,單組份和雙組份的水性漆在乾燥原理和乾燥方法上也存在差異。

注意:

單組份水性漆漆膜原則上不提固化成膜,它不加交聯固化劑,最多自交聯。

雙組份水性漆施工時加交聯固化劑,所以提交聯固化。

(線性高分子材料經交聯變成網狀結構,降低了熱塑性,提高了附著力,耐熱性,耐水性,耐化學性,韌性硬度,耐磨性等。

02-1

熱空氣乾燥

熱空氣乾燥是

採用對流原理

,以溫度為35-60℃的熱空氣為載熱體,將熱能傳送給工件外表的塗層,塗層吸收能量後固化成膜的加熱乾燥辦法。

常用

(電熱絲、電熱棒或電熱板)或

蒸汽

作為熱源,先使空氣加熱,

熱量經過對流方式由熱空氣傳送給塗層外表

,使塗層得到快速乾燥。採用熱空氣乾燥工藝,能夠明顯加快塗層乾燥速度,並

具有適應性強的特性

,是應用較為普遍的一種乾燥方式。

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▲空氣的熱對流示意

由於需要對乾燥室中的全部空氣進行加熱,同時,牆體、地面、載具、工件塗層等都會吸收或者散失熱能,因此該模式下

熱能損耗比較大

需要合理設計熱風的對流流向

,儘可能使熱風中攜帶的能量主要傳遞到工件表面的塗層中去。

同時也應留意

,因為是對流原理加熱,

漆膜是從外往裡幹

,也就是漆膜表面先受熱,這有可能導致漆膜內部不能徹底乾燥,從而帶來一些質量問題。

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▲熱空氣乾燥房

我們也注意到

,即使是利用熱空氣乾燥原理,如果能將方法加以改良(360°熱風空氣迴圈),並結合具有快乾特性的水性漆選用,也能實現較快較好的乾燥效果。【詳見

《水性漆快乾?有何新方法?》

02-2

紅外線乾燥

紅外乾燥技術,即

塗層透過吸收紅外線輻射能量,並轉化為熱量

,最終達到固化成膜的一種乾燥技術。紅外線是一種不可見射線,介於可見光和微波之間,波長為0。75-1000um。按波長範圍分,能夠分為“近、中、遠”紅外線。

目前紅外乾燥技術

通常選用遠紅外乾燥

,其可穿透到塗膜內部,使塗膜內部溫度升高,塗膜內部溫度高於表面,使塗膜的熱擴散由內向外發生形成

溫度梯度

水性漆到底該如何幹燥?我們如實分析了這幾種方法!

▲紅外線在光譜中的位置

同時塗膜內部也存在著

水分梯度

而引起水分移動,含水量較多的內部逐漸向含水量較少的外部進行擴散,與熱擴散的方向一致,從而加速了乾燥的程序。

紅外線固化具有升溫快、固化速度快、固化質量好等優點。但由於溫度梯度和水分梯度的存在,遠紅外乾燥

不適合乾燥較厚的塗膜

,塗膜越厚梯度越明顯。此外,紅外乾燥只能加熱紅外線能夠照射到的區域,

不適合用來乾燥形狀比較複雜

的立體工件。

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▲紅外乾燥加熱管

02-3

微波乾燥

微波是指波長為1mm-1m,頻率為300MHz-300GHz,具有穿透性的電磁波。

微波加熱利用的是介質損耗的原理

,而水的介電常數比干物質大得多,電磁場釋放能量的絕大部分被塗料中的水分吸收。

微波場以每秒幾億次的高速週期性地改動外加電場的方向,使水分子疾速擺動,產生顯著的熱效應,從而使塗料內部和外表的溫度同時疾速升高,使漆膜塗層中的水分迅速揮發。

水性漆到底該如何幹燥?我們如實分析了這幾種方法!

▲不同波段示意(粉紅為微波)

微波加熱的

優點在於乾燥速度特別快

對被幹燥物件沒有外形要求

,對於塗膜的加熱很平均,不存在溫度梯度,

可以乾燥厚膜

等。但是用微波對水性塗膜進行加熱,

漆膜溫度難以精確控制

,而根據塗布面積自動匹配微波功率和時間目前在技術上也很難實現。

此外,由於微波對水加熱的聚能作用,必然對木質材料中的水和其它化學物質同時進行加熱,有

可能影響木質材料的穩定性

;微波加熱後,區域性的過熱也可能使底色過度遷移,使得整個或者區域性塗層變花。

【液態的面漆會將擦塗的底色部分重新溶解至面漆中,從而影響塗層的透明度,這被稱之為底色的遷移】

水性漆到底該如何幹燥?我們如實分析了這幾種方法!

02-4

紫外線乾燥

水性UV木器塗料採用紫外線光固化的乾燥方式。

在水性UV塗料中含有少量的光敏劑,在紫外線的映照下,光敏劑吸收特定波長的紫外線,產生活性基團,引發成膜物質的聚合反應,構成網狀結構而使塗層固化。紫外線固化具有塗層固化速度快、塗膜質量好等特性。

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▲紫外線乾燥示意

03

選擇適合自身情況的乾燥方法

我們對上述幾種水性漆乾燥方法的分析表明,不同的乾燥方法各有利弊,企業應當根據自身的產品特點和生產狀況,選擇合適的乾燥方法。

總結來看,熱空氣乾燥法的效果一般但尚可,且投入省、改造容易,見效快,適用性廣(特別是雙組份漆);紅外線加熱乾燥方法升溫快,固化快,但不適合乾燥較厚漆膜和形狀複雜的工件;紫外線乾燥方法僅能用於乾燥UV光敏塗料;微波乾燥的技術領先、效率高,但投資大,對操控要求較高,需要謹慎選擇。

關於水性漆的實踐還在繼續,留待解決的問題還有很多,水性漆乾燥方法的選用與實施也只是其中一環,相信隨著科技的不斷進步、企業的持續探索、環保的日漸剛需,水性漆的普及會越來越廣。