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。
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。
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,
選
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。
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
(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。
▲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。
▲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
。
▲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。
▲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。
▲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】
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。
▲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。